計算機組成第二週 指令系統體系結構

2021-06-29 13:19:07 字數 2986 閱讀 2649

體系結構

廠商微處理器型號

字長年代

ia-16

intel

8086, 8088, 80186, 80188, 80286

16位2023年起

ia-32

intel

80386, 80486, pentium, pentium pro/ii/iii/4, core, atom

32位2023年起

amdam386, am486, am5x86, k5, k6, athlon

others

cyrix 5x86, via c3/c7, transmeta crusoe/efficeon

x86-64

amdopteron, athlon 64, phenom, phenom ii

64位2023年起

intel

pentium 4 prescott, core 2, core i3/i5/i7

others

via nano

暫存器型別

intel 8086

intel 80386

x86-64

通用暫存器

ax, bx, cx, dx, sp, bp, si, di

eax, ebx, ecx, edx, esp, ebp, esi, edi

rax, rbx, rcx, rdx, rsp, rbp, rsi, rdi, r8~r15

指令指標暫存器

ipeip

rip標誌暫存器

flags

eflags

rflags

段暫存器

cs, ds, es, ss

cs, ds, es, ss, fs, gs

cs, ds, es, ss, fs, gs

有4個資料暫存器,存放通用資料,此外還有其他功能:

- ax(accumulator):存放乘除等指令的運算元

- bx(base):存放儲存單元的偏移位址

- cx(count):存放計數值

- dx(data):乘法運算產生的部分積,除法運算的部分被除數

其他4個通用暫存器:

- sp:堆疊指標暫存器,用來指向當前的棧

- bp:基址指標暫存器,指向系統棧最上面乙個棧幀的底部

- si:源變址暫存器,用於存放儲存單元在段內的偏移量,串指令中的源運算元指標

- di:目的變址暫存器,用於存放儲存單元在段內的偏移量,串指令中的目的運算元指標

(si通常指向源陣列,di通常指向目的陣列,他們通常被用來成塊地移動資料,比如移動陣列或結構體,通常和ds和es一起使用)

標誌暫存器:

指令指標暫存器:

- 相當於pc,當cpu取出指令後會自動增加

- 轉移指令、過程呼叫/返回指令等會改變ip的內容

實體地址=段基值*16+偏移量

2.2.1 傳送類指令

2.2.2 運算類指令

2.2.3 轉移類指令

2.2.4 控制類指令

2.2.5 串操作指令

mips的設計者,risc的先驅:約翰

⋅ 亨尼西(john hennessy)

英文全稱:microprocessor without interlocked piped stages

主要關注點:減少指令的型別,降低指令的複雜度

基本原則:a ******r cpu is a faster cpu

年份事件

1984

mips計算機系統公司成立

1988

sgi公司在其計算機產品中採用mips處理器

1989

mips第一次上市

1992

sgi收購mips,更名為mips技術公司

1998

mips再次上市

2012

imagination technologies收購mips

簡單的定址模式

指令數量少,指令功能簡單(一條指令只完成乙個操作)

只有load和store指令可以訪問儲存器

需要優秀的編譯器支援

指令示例:

- add a, b, c

- lw $8, 12($19)

- add, $8, $18, $8

- sw $8, 40($19)

計算機組成 指令系統

指令是要計算機執行某種操作的命令。從層次結構來說,可以分為 為微指令,機器指令,巨集指令。微指令 微程式的命令,它屬於硬體 巨集指令 由若干條機器指令組成的軟體指令,它屬於軟體 機器指令 用機器字表示,簡稱指令。指令系統 一台計算機的所有機器指令的集合,稱為這台計算機的指令系統。用組合語言編寫各種程...

計算機組成原理 指令系統

機器指令系統的分類 常見的定址方式 指令格式 設計指令系統時應考慮的各種因素。人們習慣把每一條機器語言的語句稱為機器指令,將全部機器指令的集合稱為機器的指令系統。機器的指令系統集中反應了機器的功能。指令的一般格式 指令由操作碼和位址碼組成 操作碼其位數反應了機器的操作種類,機器允許的指令條數 通常採...

計算機組成原理 指令系統

本章首先說明指令系統的發展與效能要求,然後介紹指令的一般格式。之後重點講述定址方式,指令的分類和功能,並給出幾個指令系統例項。計算機的程式是由一系列的機器指令組成的。指令就是要計算機執行某種操作的命令。一台計算機中所有機器指令的集合,稱為這台計算機的指令系統。複雜指令系統計算機簡稱cisc comp...