【数据通路的功能】
数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路，运算器与各寄存器之间的传送路径就是中央处理器内部数据通路
数据通路描述了信息从什么地方开始，中间经过哪个寄存器或多路开关，最后传送到哪个寄存器，这些都要加以控制
建立数据通路的任务是由操作控制部件来完成的，数据通路的功能是实现 CPU 内部的运算器与寄存器以及寄存器之间的数据交换
【数据通路的基本结构】
数据通路的基本结构主要有以下几种：
CPU内部单总线方式：将所有寄存器的输入端和输出端都连接到一条公共的通路上，这种结构比较简单，但数据传输存在较多的冲突现象，性能较低
- 单总线结构：连接各部件的总线只有一条
- 双总线结构：CPU 中有两条总线
- 多总线结构：CPU 中有两条以上的总线
CPU 内部三总线方式：将所有寄存器的输入端和输出端都连接到多条公共的通路上，相比之下单总线中一个时钟内只允许传一个数据，因而指令执行效率很低，因此采用多总线方式，同时在多个总线上传送不同数据，提高效率
- 专用数据通路方式：根据指令执行过程中的数据和地址的流动方向安排连接线路，避免使用共享的总线，性能比较高，但硬件量大
【数据传送】
寄存器间的数据传送
奇存器之间的数据传送可以通过 CPU 内部总线完成
以 $PC$ 寄存器为例，某寄存器 $AX$ 的输出和输入分别由 $AXout$ 和 $AXin$ 控制，把 $PC$ 内容送至 $MAR$，实现传送操作的流程及控制信号为：
- $(PC) \rightarrow Bus$：$PCout$ 有效，$PC$ 内容送总线
- $Bus \rightarrow MAR$：$MARin$ 有效，总线内容送 $MAR$
主存与 CPU 间的数据传送
主存与 CPU 之间的数据传送也要借助 CPU 内部总线完成
以 CPU 从主存读取指令为例说明数据在数据通路中的传送过程，实现传送操作的流程数据通路和控制信号及控制信号为：
- $PC \rightarrow Bus \rightarrow MAR$：$PCout$ 和 $MARin$ 有效，现行指令地址 $\rightarrow MAR$
- $1 \rightarrow R$：$CU$ 发读命令
- $MEM(MAR) \rightarrow MDR$：$MDRin$ 有效
- $MDR \rightarrow Bus \rightarrow IR$：$MDRout$ 和 $IRin$ 有效，现行指令 $\rightarrow IR$
执行算术或逻辑运算
当执行算术或逻辑操作时，由于 $ALU$ 本身是没有内部存储功能的组合电路，因此如要执行加法运算，被相加的两个数必须在 $ALU$ 的两个输入端同时有效
先将一个操作数经 CPU 内部总线送入暂存器 $Y$ 保存起来，$Y$ 的内容在 $ALU$ 的左输入端始终有效，再将另一个操作数经总线直接送到 $ALU$ 的右输入端，这样两个操作数都送入了 $ALU$，运算结果暂存在暂存器 $Z$ 中
- $Ad(IR) \rightarrow Bus \rightarrow MAR$：$MDRout$ 和 $MARin$ 有效
- $1\rightarrow R$：$CU$ 发读命令
- $MEM \rightarrow$ 数据线 $\rightarrow MDR$：操作数从存储器 $\rightarrow$ 数据线 $\rightarrow MDR$
- $MDR \rightarrow Bus \rightarrow Y$：$MDRout$ 和 $Yin$ 有效，操作数 $\rightarrow Y$
- $(ACC)+(Y) \rightarrow Z$：$ACCout$ 和 $ALUin$ 有效，$CU$ 向 $ALU$ 发加命令，结果 $\rightarrow Z$
- $Z \rightarrow ACC$：$Zout$ 和 $ACCin$ 有效，结果 $\rightarrow ACC$
