微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點。
微程序控制(簡稱微碼控制)的基本思路是：用微指令產生微操作命令，用若干條微指令組成一段微程序實現一條機器指令的功能（為了加以區別，將前面所講的指令稱為機器指令）。設機器指令M執行時需要三個階段，每個階段需要發出如下命令：階段一發送K1、K8命令，階段二發送K0、K2、K3、K4命令，階段三發送K9命令。當將 條微指令送到微指令寄存器時，微指令寄存器的K1和K8為1，即發出K1和K8命令，該微指令指出下一條微指令地址為00101，從中取出條微指令，送到微指令寄存器時將發出K0、K2、K3、K4命令，接下來是取第三條微指令，發K9命令。
微程序控制器的組成：
1、控制存儲器（Control Memory）用來存放各機器指令對應的微程序。譯碼器用來形成機器指令對應的微程序的入口地址。當將一條機器指令對應的微程序的各條微指令逐條取出，并送到微指令寄存器時，其微操作命令也就按事先的設計發出，因而也就完成了一條機器指令的功能。對每一條機器指令都是如此。
2、微指令的寬度直接決定了微程序控制器的寬度。為了簡化控制存儲器，可采取一些措施來縮短微指令的寬度。如采用字段譯碼法一級分段譯碼。顯然，微指令的控制字段將大大縮短。，一些要同時產生的微操作命令不能安排在同一個字段中。為了進一步縮短控制字段，還可以將字段譯碼設計成兩級或多級。
控制器是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協調工作的部件，是計算機的神經和指揮中心，由指令寄存器IR（InstructionRegister）、程序計數器PC（ProgramCounter）和操作控制器0C（OperationController）三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。
指令寄存器：用以保存當前執行或即將執行的指令的一種寄存器。指令內包含有確定操作類型的操作碼和指出操作數來源或去向的地址。指令長度隨不同計算機而異，指令寄存器的長度也隨之而異。計算機的所有操作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令后再執行的。指令寄存器的輸人端接收來自存儲器的指令，指令寄存器的輸出端分為兩部分。操作碼部分送到譯碼電路進行分析，指出本指令該執行何種類型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存儲器，作為取數或存數的地址。
存儲器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存取到數據寄存器（DR）中，然后再傳送至IR。指令劃分為操作碼和地址碼字段，由二進制數字組成。為了執行任何給定的指令，必須對操作碼進行測試，以便識別所要求的操作。指令譯碼器就是做這項工作的。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。操作碼一經譯碼后，即可向操作控制器發出具體操作的特定信號。
程序計數器：指明程序中下一次要執行的指令地址的一種計數器，又稱指令計數器。它兼有指令地址寄存器和計數器的功能。當一條指令執行完畢的時候，程序計數器作為指令地址寄存器，其內容必須已經改變成下一條指令的地址，從而使程序得以持續運行。
為此可采取以下兩種辦法：
種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執行過程中將這個地址送人指令地址寄存器即可達到程序持續運行的目的。這個方法適用于早期以磁鼓、延遲線等串行裝置作為主存儲器的計算機。根據本條指令的執行時間恰當地決定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間，從而收到提高程序運行速度的效果。1746-N2
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