冯·诺依曼架构的特点： 1.存储程序 2.二进制逻辑 3.五大基本部件 注：运算器也叫数据通路 4.指令和数据共享同一总线 5.指令顺序执行

数据通路(运算器)是计算机系统中负责执行指令并处理数据的部分。 它通常是由一系列硬件组件和逻辑电路组成，负责执行算术逻辑运算、数据传输以及存储等操作。 简单来说，数据通路是指令执行的“高速公路”，负责数据在计算机内部各个部件之间的传输和处理。主要组成部分包括：

1.寄存器：用于存储临时数据和指令的硬件存储单元。
寄存器通常与CPU紧密关联，用于暂存指令、操作数以及运算结果。

2.运算单元：执行算术逻辑运算的部件，包括加法器、减法器、乘法器、除法器等。
运算单元负责对数据进行各种数学运算和逻辑操作。

3.数据选择器/多路复用器：用于选择不同的数据源或目的地，并将数据传输到指定的位置。
它可以根据控制信号选择不同的输入，将选定的数据发送到指定的输出端口。

4.数据存储器：包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储程序指令、数据以及中间结果。
存储器在数据通路中扮演重要角色，负责存储和提取数据。

5.控制逻辑：负责根据指令序列产生控制信号，控制数据通路中各个部件的操作和数据流动。
控制逻辑根据指令的操作码和地址等信息，生成适当的控制信号来调度数据通路中的操作。

6.数据总线：用于在各个硬件组件之间传输数据和控制信号的物理通道。
数据总线可以分为地址总线、数据总线和控制总线，分别用于传输地址、数据和控制信号。

综合来看，数据通路是计算机系统中执行指令并处理数据的关键部分，它负责将指令和数据从存储器中提取出来，通过运算单元进行处理，并将结果存储回存储器中。数据通路的设计和优化直接影响了计算机系统的性能和效率。

MIPS的核心子集 1.加载/存储指令: (1)lw (Load Word):从内存中加载一个32位的字到寄存器中。 (2)sw (Store Word):将一个32位的字从寄存器存储到内存中。

    1加载/存储指令是MIPS架构中访问内存的主要方式，它们允许CPU从内存读取数据或将数据写入内存。

2.算术逻辑指令:
    (1)add (Addition):执行两个操作数的加法操作，并将结果存储到目标寄存器中。
    (2)sub (Subtraction):执行两个操作数的减法操作，并将结果存储到目标寄存器中。
    (3)and(Bitwise AND):执行两个操作数的按位与操作，并将结果存储到目标寄存器中。
    (4)or (Bitwise OR):执行两个操作数的按位或操作，并将结果存储到目标寄存器中。
    (5)slt (Set on Less Than):如果第一个操作数小于第二个操作数，则设置目标寄存器为1，否则为0。
    
    算术逻辑指令用于执行CPU内部的数据计算和操作。

3.分支指令:
    (1)beq (Branch if Equal):如果两个操作数相等，则跳转到指定的标签或地址处执行。
    (2)j (Jump):无条件跳转到指定的地址处执行。
    
    分支指令用于改变程序执行的流程，实现条件跳转或无条件跳转。

MIPS指令集的设计体现了简洁和规整的原则，这使得指令的执行过程相对统一，降低了实现的复杂性。
尽管每种类型的指令（存储访问、算术逻辑、分支）的具体操作细节不同，但它们的执行过程遵循类似的结构：

1.指令获取阶段:程序计数器(PC)指向内存中即将执行的指令地址，然后从内存中取出该指令。

2.寄存器读取阶段:根据指令格式，从寄存器文件中读取一个或两个操作数。
例如，加载/存储指令可能只需要一个寄存器(存放地址)，而算术逻辑指令通常需要两个操作数。

3.ALU处理阶段:所有非跳转指令通常都会利用算术逻辑单元(ALu)进行计算。
对于存储访问指令，ALU用来计算有效内存地址;对于算术逻辑指令，ALU执行加减乘除、逻辑运算等;对于分支指令，ALU基于比较结果生成新的PC值。

4.数据通路阶段:
    (1)存储访问指令︰根据ALU计算出的地址访问内存，进行数据读取或写入操作。
    (2)算术逻辑指令∶将ALU计算结果写回寄存器文件，更新寄存器中的值,
    (3)分支指令∶根据ALU的比较结果决定是否跳转，若满足条件则修改PC值，使其指向新的目标地址;否则，按照顺序执行下一条指令，即PC增加4个字节(在MIPS中，指令通常是固定长度的，每个指令占4个字节)。