系統結構複習 計算機指令集結構

2021-10-08 12:26:51 字數 2217 閱讀 1681

堆疊結構運算元都是隱式的,只能通過push/pop指令訪問儲存器,堆疊是不需要變址的資料儲存空間。

累加器結構中乙個運算元是隱式的,即累加器,另乙個運算元則是顯式給出,這是乙個儲存器單元,運算結果送回累加器。

1.與其他cpu內部儲存單元一樣,暫存器的訪問速度比儲存器快。

2.對編譯器而言,能更加容易、有效地分配和使用暫存器。

3.暫存器可以用來存放變數。

定址方式是指一種指令集結構如何確定所要訪問的資料的位址。

在確定那些基本功能用硬體來實現時,主要考慮的因素有三個:速度、成本和靈活性,硬體實現特點,速度快、成本高還有靈活性差,軟體來實現速度慢、**便宜,靈活性好。

對指令集的基本要求是:完整性、規整性、高效率和相容性

完整性:在有限儲存空間,指令集所提供的指令足夠使用

規整性:對稱性、均勻性

高效率:指令的執行速度快,使用頻率高

1.面向目標程式增強指令功能。

增強運算型指令、資料傳輸指令、程式控制指令的功能

2.面向高階語言的優化實現來改進指令集

增強對高階語言和編譯器的支援,還有高階語言計算機

高階語言計算機:進一步提高解釋比重,直至幾乎沒有語義差距,即使高階語言成為計算機的組合語言,這時高階語言和機器語言是一一對應的,這種計算機稱為間接執行高階語言計算機。

3.面向作業系統的優化實現改進指令集

1.指令使用頻率差距大

2.指令條數太多

3.指令操作繁雜,占用cpi太多

4.功能複雜規整性不好,不利於採用流水技術來提高效能

1.指令條數少而簡單

2.採用簡單而又統一的指令格式,並減少定址方式

3.指令的執行在單個機器週期內完成(採用流水線機制之後)

4.只有load和store指令才能訪問儲存器,其他指令的操作都是在暫存器之間進行,即採用load-store結構

5.大多數指令都採用硬連邏輯來實現

6.強調優化編譯器的作用,為高階語言程式生成優化的**

7.充分使用流水線技術

是指計算機硬體能夠直接識別、指令集可以直接呼叫的資料結構

它是由軟體進行處理和實現的各種資料型別,資料結構研究的是這些資料型別的邏輯結構與物理結構之間的關係,並給出相應的演算法。

1.由指令中的操作碼指定運算元的型別(常用)

2.給資料加上標識(tag)

1.把它和操作碼一起掩碼

2.設定專門的位址描述符

指令集的編碼格式

1.可變長度編碼格式

2.固定長度編碼格式

3.混合型編碼格式

mips的資料定址方式只有立即數定址和偏移量定址兩種,有i類指令,r類指令和j類指令。

1.x ←n

yx\leftarrowy

x←n​

y表示從y傳送n位到x。

2.用下標表示欄位中具體的位,0表示最高位,次高位為1,如reg

[r4]

0reg[r4]_0

reg[r4

]0​表示暫存器r4的符號位,reg

[r4]

56...63

reg[r4]_

reg[r4

]56.

..63

​表示r4的最低位元組。

3.mem表示主存,按位元組定址,可以傳輸任意個位元組。

1.計算機指令集結構設計所涉及的內容有哪些?

答:(1)指令集功能設計:主要有risc和cisc兩種技術發展方向

(2)定址方式的設計

(3)運算元表示和運算元型別

(4)定址方式的表示

(5)指令集格式的設計:變長定長固定

2.操作碼優化的主要目的是(d)

a.縮短指令字長

b.增加指令字表示的資訊

c.減少程式總位數

d.a,b,c

3.指令系統的改進以不刪除原有指令系統為前提,通過增加少量強功能新指令代替常用指令串,保證了軟體(向後相容),提高了程式設計效率。

4.risc執行程式比cisc要快的主要原因是(c)

a.risc指令系統中指令條數少

b.程式在risc上編譯生成的目標程式較短

c.risc指令平均執行週期少

d.risc只允許load和store指令訪存

計算機系統結構 計算機指令集結構

一 定址方式 二 指令集結構的功能設計 對於指令集的基本要求是 完整性 規整性 高效性和相容性。2.1 cisc指令集結構的功能設計 1.面向目標程式增強指令功能 1 增強運算型指令的功能 2 增強資料傳送指令的功能 3 增強程式控制指令的功能 2.面向高階語言的優化實現來改進指令集 1 增強對高階...

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