計算機系統組成 指令系統知識要點

2021-08-11 04:35:49 字數 1510 閱讀 9026

計算機的軟體就是指令的排列組合。

從指令開始向上看,組合語言使用簡單的單詞縮寫代替了指令,彙編編譯器將組合語言翻譯成指令,形成計算機執行的程式。再向上看,各種高階語言,比如c語言,將c**利用c編譯器編譯成組合語言,然後再用彙編的機器翻譯成機器指令,形成動態的程式。更有甚者,如python,本身就是c語言寫成的,py**有乙個直譯器,且無法執行多執行緒的,直譯器將py**解釋成pyc**,然後編譯成組合語言,然後再轉成指令集合,供計算機使用。

從指令向下看,一條指令可以分解成各種微指令,微指令有自己的微指令系統,這些指令是硬體可以直接執行的。

然而現在的大多數機器都有os,os處於指令和組合語言之間,提供了一層計算機管理排程使用的平台。所以,整體看來,從硬體可以直接執行的微指令,到最高端的語言,中間經過了好幾層的轉換和翻譯。

一、 指令系統

一條指令包括兩部分:操作碼和位址碼,這個和io指令有所區別就是io指令的第二部分不是位址,而是命令碼。

指令也是儲存在記憶體中的,可以被呼叫的資訊。

根據指令的不同,可以分為零位址指令、一位址指令、二位址指令、三位址指令。像多位址指令,很多都可以分解為微指令,也就是其他指令的組合。

指令字長一般都是8的倍數。這裡要區分乙個概念,指令字長、機器字長、儲存字長並不一定都相等。

二、 常見指令

也就是操作型別,到底計算機裡可以進行哪些動作:

1、 資料傳送:讀、寫、出入棧等等;

2、 算數邏輯:也就是原碼、反碼、補碼,定點、浮點,加減乘除等等。

3、 移位:位運算。

4、 轉移:即指令的跳轉,經常在邏輯判斷中用。

5、 呼叫返回:也就是常見的迴圈和遞迴。

6、 陷阱指令:程式中的捕獲異常類似。

7、 輸入輸出:可模擬為print函式,只不過print是將資料從主存輸出到io中,而指令的輸出是從cpu的alu單元輸出到記憶體中。

8、 其他一些指令。

三、 指令定址方式

指令中的位址的存放方法多種多樣,但是指令中的位址分為定址特徵和形式位址兩種,所以主要的方法有:

立即定址:也就是形式位址就是真實的要找的資料,避免了訪問暫存器、記憶體等等;定址特徵標明了到底是哪種位址;

直接定址:形式位址就是真實位址,可拿去訪問記憶體。

隱含定址:形式位址在經過乙個算數才能得到真實位址。

間接定址:給出位址,但是還要從主存中的位址對應的資料中找出位址,也就是,找兩層位址。

還有很多其他方法,由於平時工作不需要,我只是總結對計算機有個整體認識,這裡就不列出了,因為真的好多啊。

四、 常見指令格式

各種大公司開發了很多版本和標準的指令系統,最常見的還是intel8086的指令系統了吧。

五、 risc

在經過多年的複雜指令系統發展失敗之後,現在流行簡單指令系統。它是一種指令系統的設計風格。

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