自己网站的登录api怎么做,php网站开发几技术难点,golang 网站开发 教程,网页设计暑期班计算机组成原理#xff1a;指令系统概述与深入解析
1. 指令系统概述
计算机软硬件界面的概念
在计算机组成原理中#xff0c;指令系统扮演着至关重要的角色#xff0c;它是计算机软硬件界面的核心。软件通过指令与硬件进行通信#xff0c;硬件根据指令执行相应的操作。指…计算机组成原理指令系统概述与深入解析
1. 指令系统概述
计算机软硬件界面的概念
在计算机组成原理中指令系统扮演着至关重要的角色它是计算机软硬件界面的核心。软件通过指令与硬件进行通信硬件根据指令执行相应的操作。指令是软件的最底层是计算机执行任务的基本单位它们直接驱动硬件进行工作。
指令在计算机中的作用
指令是计算机执行任务的基本单元。每一个指令都包含了执行特定操作所需的全部信息包括操作码Opcode和操作数Operands。指令的作用是告诉计算机的硬件需要执行哪些操作以及如何执行这些操作。
2. 记忆内容
指令系统的定义和重要性
指令系统定义了计算机硬件能执行的所有指令的集合。它的重要性在于指令系统的设计直接影响到计算机的性能、效率以及编程的便利性。一个优秀的指令系统可以提高程序的执行效率简化编程过程并且增强计算机处理复杂任务的能力。 概念
指令(又称机器指令): 是指示计算机执行某种操作的命令是计算机运行的最小功能单位。 一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统也称为指令集。 注:一台计算机只能执行自己指令系统中的指令不能执行其他系统的指今: X86架构、ARM架构 指令的格式分类 一条指令就是机器语言的一个语句它是一组有意义的二进制代码。 一条指令通常要包括操作码字段和地址码字段两部分 一条指令可能包含 0 个、 1 个、 2 个、 3 个、 4 个 地址码 … 根据地址码数目不同可以将指令分为 零地址指令、一地址指令、二地址指令 … 按指令长度分类 指令字长 一条指令的总长度可能会变 机器字长 CPU 进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数通常和 ALU 直接相关 存储字长一个存储单元中的二进制代码位数通常和 MDR 位数相同 半字长指令、单字长指令、双字长指令 —— 指令长度是机器字长的多少倍 指令字长会影响取指令所需时间。如机器字长 存储字长 16bit 则取一条双字长指令需要两次访存 定长指令字结构 指令系统中所有指令的长度都相等 变长指令字结构 指令系统中各种指令的长度不等 按操作码长度分类 定长操作码指令系统中所有指令的操作码长度都相同 n 位 - 2的n次方 条指令 可变长操作码 指令系统中各指令的操作码长度可变 定长指令字结构 可变长操作码 -扩展操作码指令格式 按操作类型分类 1.数据传送 LOAD 作用把 存储器 中的数据放到 寄存器 中 STORE 作用把 寄存器 中的数据放到 存储器 中 2. 算术逻辑操作 算术加、减、乘、除、增 1 、减 1 、求补、浮点运算、十进制运算 逻辑与、或、非、异或、位操作、位测试、位清除、位求反 3. 移位操作 算术移位、逻辑移位、循环移位 ( 带进位和不带进位 ) 4. 转移操作 无条件转移 JMP 条件转移 JZ 结果为 0 JO 结果溢出 JC 结果有进位 调用和返回 CALL 和 RETURN 陷阱 (Trap) 与陷阱指令 5. 输入输出操作 CPU 寄存器与 IO 端口之间的数据传送 ( 端口即 IO 接口中的寄存器 按照地址数量分类 然而不同格式的指令 他们的指令字长却相等 这就造就了一个类型的题拓展操作码题目
拓展操作码 我们都知道根据地址码数量分类有以上几种指令
但是一般的指令都是定长所以哪怕在同一套系统中 同时用到了多种的指令 也会采用同样的字长来进行存储
所以这个时候就会有很经典的问题 做这道题我们要知道一件事情 指令的本质是什么
很简单 那就是排列组合
也就是说 “其中三地址指令29”条这句话完全可以翻译成“三地址这种类型的指令一共能有29种不同的可能性” 这样说就清晰多 因为这就意味着 我们需要用若干个字节 来表示这29种不同的可能性
然后又已知每一个字节位能表示的可能性是2种0/1那么我们想有多少个字节可以表示29种不同的可能呢最少5种 因为2的4次方16292^53229也就是说有32-293种可能性是不在三地址指令这种类型的指令集里面的所以这3 种余出来的可能性要被利用
就在下一种 “二地址指令集”中利用到
所以就会有3*2^6192种可能性192107所以完全足够表示这些可能性
所以指令字长应该是5位操作码6*3位地址码23位
因为是字节编制是8的整数 所以是24
