1 計算機系統
CPU(運算器+控制器),存儲器,總線,輸入輸出。
2 運算器與運算方法2.1計算機中資料表示
進制轉換
定點數
浮點數
非數值資料表示(ASCII碼等)
2.2定點浮點加減乘除,移位運算
運算器:(Arithmetic Logic Unit),二進制資料進行算術運算(加、減、乘、除)和邏輯運算(與、或、非、移位)
3 控制器與指令系統
協調各部件工作,功能包括順序控制,操作控制和時間控制
3.1順序控制
保證程式指令執行完後正确讀取下一條指令
3.2操作控制
執行指令産生指令所需的控制信号
3.3時間控制
3.4 指令系統
3.4.1 定義
計算機所能執行的全部指令的合集
3.4.2 機器指令
機器指令形式上是一串二進制碼,指令需要表示1操作,2對誰操作,3操作結果的去向(指令的操作對象)
3.4.3 機器指令組成
1操作碼(OP),2位址碼(A)
3.4.4 機器指令的幾種形式
1零位址指令 OP
兩種情況 1不需要操作對象,如停機指令,空操作指令 2需要一個對象,操作對象可以隐含,指令位址也隐含,如堆棧,累加器的操作指令(對應彙編中的隐式操作如RET等)
2單位址指令 OP|A
兩種情況 1一個操作對象,操作對象不隐含,必須用一個位址碼,如加加1指令,減1指令 2兩個操作對象,一個對象隐含,通常指累加器,另一個對象用位址碼表示
3雙位址指令 OP|A1|A2
1 S—S 型指令:即存儲器—存儲器型指令,是指指令中兩個操作對象都是存儲器,用位址碼A1 和A2進行表示, A1、A2 為主存位址。
2 R—R 型指令:即寄存器—寄存器型指令,是指指令中兩個操作對象都是寄存器,用位址碼R1 和R2進行表示, R1、R2 為寄存器位址。
3 R—S 型指令:即寄存器—存儲器型指令,是指指令中兩個操作對象一個是寄存器,一個是存儲器,用位址碼R 和A 進行表示, R 為寄存器位址,A 為主存位址。
在以上三種指令類型中,R—R 型指令在被執行過程中不需要通路存儲器,執行速度最快,是以是雙位址指令中最常用的一種指令格式,尤其在RISC 中,所有運算指令均為R—R 型指令。
4三位址指令 OP|A1|A2|A3
(這裡是否對于了彙編中尋址最多隻能由3部分組成,基址,變址,常量)
3.4.5 位址碼尋址方式
尋址方式定義
指令被執行的過程中,根據指令字中的位址碼去尋找操作對象的方式.
如果位址碼所表示的操作對象是資料資訊,這樣的操作對象稱為操作數,對應的尋址方式為操作數尋址方式;如果位址碼所表示的操作對象是指令資訊,相應的尋址方式為指令尋址方式。
1 指令尋址方式
順序尋址
順序尋址方式是采用PC 增量的方式形成下一條指令位址。PC 稱為程式計數器,是用來跟蹤程式的執行并指向下一條将要被執行的指令。由于程式在記憶體中是連續存放的,當程式順序執行時,PC 的内容加上一定的增量,便形成下一條将要被執行指令的位址,至于增量是多少,取決于指令所占存儲單元的個數.
跳轉尋址
跳轉尋址方式是指當程式發生轉移時,下一條将要執行的指令位址不再是PC 的内容,而是根據轉移指令字中的位址碼A 去形成下一條将要執行的指令位址。
2 操作數尋址方式(略)
1 立即尋址
2 直接尋址
3 間接尋址
4 寄存器直接尋址
5 寄存器間接尋址
6 變址尋址
7 基址尋址
8 相對尋址
9 隐含尋址
3.4.6 指令類型
1 資料傳送
2 算術運算
3 邏輯運算
4 串操作
5 轉移(無條件轉移,條件轉移,調用,傳回,中斷)
6 輸入輸出
7 特權(系統開放,不提供給使用者)
8 其他
4存儲器
分為:主存儲器,輔助存儲器和高速緩沖存儲器(Cache)
其中主存儲器和Cache可以被CPU直接通路
5總線
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6并行處理,分布式