198-计算机组成原理与汇编语言(2008级).ppt

1、计算机的构成原理和汇编语言(2008级)，北航计算机学院刘旭东，熊桂喜Tel :82316285 Mail :1.1指令系统的概要，指令系统的基本问题操作类型：应该提供多少操作？在LD/ST/INC/BRN上编写修正计算计程仪程序是一盏茶操作对象：如何表示？ 能显示多少？ 大多数是在AB C等二值运算中存在AB等一值运算的指令格式。 如何将这些个内容查询密码为一致的格式？命令长度、字段、编码等问题，1.1命令系统综述，机器命令元素操作查询密码：什么样的操作(例如，ADD、MOV 源命令地址(sourceoperandresource目标命令地址) :存储命令结果的地址。 下一个命令地址(Nex

2、t Instruction Reference ) :表示下一个要执行的命令的位置，由于通常的命令按顺序执行，所以大多数命令没有明确表示下一个命令的地址，即命令格式只有少数命令需要显示表示以下命令的地址：1.1指令系统综述、指令的位置存储器(内存地址)暂存器(暂存器地址)投入产出通讯端口(投入产出端口地址)操作数的存储方式大字节序：最高位字节存储在地址最小位置小字节序/0x12345678、12、34、56、78、值、地址、a 0 a 1、a 2、a 3、78、56、34、12、值指令集架构(isa )、指令处理、输入/输出、硬件层次sfordesignabs Circuit Design、软

3、件层操作、命令定径套系统配置(ISA )、1.1命令定径套系统综述、命令定径套系统配置(ISA ) 大部分类型的ISA都有直接执行可分类为通用暂存器系统配置register-memomoon的寄存器操作数和内存命令的指令Load-Store式ISA (如MIPS )是加载(LOAD )和存储(STORE ) 只能网站数据库指令的存储器运算指令全部是寄存器操作数Load-Store是ISA的趋势，1.2指令格式、指令的显示机器显示：二进制代码格式编码显示：助记符，例如MOV AX， BX命令地址的数3地址： Des (Sur1) OP (Sur2)双地址： Des (Sur) OP (Des )

4、单地址：以累加器为差速奥尔特命令的双命令型， 或无单指令型地址：隐式指令型硬件设置简单指令解码时间开销小指令空间效率低可变长操作码：操作码长度因指令地址数而异。 硬件设置纠正相对复杂的指令解码时间开销大，指令空间利用率高的指令长度固定长度指令系统可变长度指令系统：一般是字节的整数倍，1.3地址方式，形式地址和有效地址形式地址：直接给予指令的地址查询密码。 有效地址：根据格式地址和寻址方式修正的命令的存储单元内的地址。 寻址：根据形式地址检索命令的进程寻址方式命令的各地址字段为该寻址方式查询密码(或隐式寻址方式)、1.3寻址方式， 常用寻址方式即时寻址：即时数在哪里内存or暂存器直接地址暂存器间

5、地址内存直接地址基础地址目录索引地址相对地址：基础地址的特例，程序计数器PC为基础地址暂存器栈内存地址，2.1 8086/8088命令系统，2.1 8086超过1M的存储空间可以用其他方式网站数据库。 80868088机器语言长度16二进制位，总暂存器长度16二进制位，数据男低音16二进制位。 采用主存储器段结构的主存储器单元的地址配置：基于段的地址(16位) :段内片偏移(16位)可执行计程仪(.EXE )的存储器结构：代码段(Code Segment )、数据段(daas ) 、2.1 8086/8088指令系统、内存地址结构与订正、2.1 8086/8088指令系统、存储单元结构以字节为

6、单位地址、字节单位(2000H)20H (2001H)10H、字单位(2000h) 2.1 8086/8088指令系统、 AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL(8二进制位)注：各暂存器原则上是固定的应用AX :累加器BX :基本地址暂存器CX :计数器DX :数据暂存器，没有2.18086。 通用暂存器：指针暂存器栈内存指针： SP(16二进制位)基本地址指针： BP(16二进制位)、差动奥尔特指针栈内存、通用暂存器：索引寄存器si 2.1 8086/8088帧一般暂存器：段寄存器代码段段、数据段、栈内存段、扩展数据段代码段暂存器： cs (16位)。(16位)。 资料段寄存器： d

7、s (16位元)栈内存段寄存器： ss (16位元)扩充段寄存器： es(16) CS:IP形成下一个要执行的指令的内存地址。 标志暂存器FLAGS(Flags Register) 16二进制位、当前的电脑CPU运行计程仪的各种状态进位标志二进制位CF(Carry Flag )奇偶标志二进制位PF(Parity Flag )进位辅助标志二进制位AF(Auxitiary Flag ) 记录零值标志二进制位ZF(Zero Flag )象征符标志二进制位sf(sign )的一步跟踪标志二进制位TF(Trace Flag )中断行政许可标志二进制位IF(Interrupt-enable Flag )方

8、向标志二进制位df (direction 2.1 8086/8088指令系统， 寻址方式即时寻址暂存器直接寻址指定1000HBX (指令码：8B870001H )相当于MOV AX、ds : bx 1000 hea=ds : (bx ) 1000 h、2.1 8086/8088命令系统， 在典型的双命令格式和查询密码第2字节中，REG决定一个命令(暂存器直接寻址)，而MOD和R/M决定另一个歌舞剧的寻址方法。 方向字段d指示REG是源命令还是目标命令。 d=1，REG确定目标命令，MOD R/M确定源命令d=0，REG确定源命令，MOD R/M确定目标命令w :字字节字段(1二进制位):在命令

9、字节(8二进制位)或字(16二进制位)或w字段中使用。2.1 8086/8088指令系统、通用的2指令格式和查询密码(续) MOD和R/M :决定不同的指令。、2.1 8086/8088指令系统、指令码例MOV AX， 1000HBXSI MOV的操作码Opcdoe100010 d=1:目的地命令表示暂存器直接地址W=1:16二进制位字操作reg=000:axmod的R/M=000 :另一个命令EA=(BX) (SI ) 1000H命令的前两个字节1000101110000000(8B80H) 4字节命令查询密码：逻辑运算命令，如8B800010H，2.18086/CMP :处理器控制命令，如

10、AND，OR，NOT，test:CLC，STC，CLI，STI NOP等普计程仪程序控制指令： CALL、RET、JMP、JMP MIPS R系列暂存器RISC处理器2328 bytes 3232 bit GPRS 3232 bitfprshi、LO、PC、2.2 MIPS指令格式概要，使用MIPS暂存器的2.2 MIPS命令格式概要、MIPS命令格式32位色定长命令格式(3种格式类型)最多3地址命令： add $t0，$s1， $ S2 ($ t0 $ S1 $ S2 )加载/存储指令的单地址模式：无条件查询密码(baaad或比较两个信号发送器是否相等)、2.2 MIPS指令格式概述、MIP

11、S指令格式op:6位、OPC doe RS 333 thefirstregistersourceoperandrt :位元、thesecondregistersourceoperandrd 33605位元、theregisterdestinationoperandshamt :5 b shift amount (shift指令) func 33606 bits，function代码(通知代码)，2.2 MIPS命令格式概要，MIPS地址方式， 2.2 MIPS 2.3 CISC和RISC，在命令系统优化设置修订的两个相反方向上增强命令功能： CISC (complexinstructionse

12、tcomputer )，即复杂的命令系统计算机特征：格式复杂，地址例如： 80X86简化命令功能： RISC (reducedinstructionsetcomputer )，即紧凑命令系统计算机的特征：在格式简单、命令长度和操作码长度固定的简单地址方式中，大部分命令使用暂存器直接例如： MIPS，2.3 CISC和RISC，CISC的背景机器硬件成本的降低，软件研发成本的上升指令系统增加更多，更加复杂的指令，提高执行操作系统的效率，尽可能缩短指令系统和高级语言的意义差，使高级语言的编译变得容易。 计程仪程序兼容性相同的系列订正机的新机器和高级机的指令系统只能扩展而不能缩小。2.3 CISC和

13、RISC、CISC指令系统的特征指令系统复杂庞大的地址方式较多，指令格式较多，指令词长不固定，可网站数据库的存储指令不受限制，各指令的使用频率差异很大。各指令的执行时间也差异很大，大部分是微编程命令2.3 CISC和RISC，RISC背景80-20规则典型的计程仪程序80%的句子只使用处理器20%的指令，而且这些个指令都是简单的指令。 例如，提取、加、转送等。 在概率VLSI时代的VLSI，即verylargescaleintegratedcircuites (超大规模集成电路)的20%只能使用花费大量金钱添加的复杂命令。 复杂的指令系统需要复杂的指令支重轮，芯片面积大，其设定、修改、验证的实

14、现更加困难。2.3 CISC和RISC、RISC技术使用频率为80%，保留指令系统中仅占20%的简单指令，排除其馀80%的复杂指令的复杂功能以子程序方式实现。 废除了微编程控制方式，以简单的硬件连接方式进行了指令解码，降低了成本支重轮的复杂性，电脑CPU的性能下降不明显，但价格显着下降，通过大幅简化提高了性价比的成本支重轮和优化的编译和硬件改良，系统的速度提高了、2.3 CISC和RISC、RISC指令系统的特征处理器通用暂存器数多，使用频率高，由简单的指令组成。指令词长固定，操作查询密码固定指令格式种类少，地址方式种类少的网站数据库存储器只有Load/Store指令，其他的操作对暂存器指令流水2.3 CISC与RISC、RISC与CISC技术的