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第五章:指令系统

第五章 指令 系统 2013年9月19日  存储器的基本概念 ◦ 基本术语、主要性能指标 (了解) ◦ 存储器分类、存储器分级体系结构 (重点)  半导体随机存储器 ◦ 记忆单元的基本原理、半导体RAM的组织 (重点) ◦ 再生与刷新、只读存储器 (了解)  高速缓冲存储器 (重点与难点) ◦ 程序访问局部化、Cache工作原理、Cache的组织与替换算法 ◦ Pentium处理器中的Cache组织 (了解)  虚拟存储器与外部存储器 (了解) 第 四章 回顾  指令的格式、寻址方式和功能分类(重点与难点)  RISC与CISC指令(了解区别)  适于多媒体应用的MMX指令(了解) 本章主要 内容  冯·诺依曼计算机体系结构:程序与数据的二进制存储。  计算机程序设计人员书写的高级语言程序并不能直接 被计算机理解和执行,需要通过编译器或解释器翻译 为计算机可以理解的机器指令后方可交给计算机执行。  计算机指令分为:微指令 (硬件指令)、宏指令 (软 件指令)和机器指令 (硬件与软件的界面)三类。 指令系统概述  什么是计算机的指令系统?  一台计算机能执行的机器指令全体称为该机的指 令系统。 ◦ 指令系统是软件编程的出发点和硬件设计的依据,它衡 量机器硬件的功能,反映硬件对软件支持的程度。 指令系统概述  指令的一般格式为:操作码 OP 地址码 D  按指令包含的地址的个数分类可分为: ◦ 1、三地址指令。最初的机器指令包含3个地址,分别存 放第一操作数地址、第二操作数地址和操作结果的地址。 OP D1 D2 D3 执行 (D1 )OP (D2 )→ D3 注:(X)代表地址X所对应的内存中存放的操作数 指令格 式  三地址指令举例: ◦ 指令执行前: ◦ 指令:ADD 0x109 0x10A 0x10B ◦ 指令执行后: 指令格 式  按指令包含的地址的个数分类可分为: ◦ 2、二地址指令。机器指令包含2个地址,分别存放第一 操作数地址、第二操作数地址;操作的结果放回某一个 操作数的地址取代原来的操作数。 OP D1 D2 执行 (D1 )OP (D2 )→ D2 指令格 式  二地址指令举例: ◦ 指令执行前: ◦ 指令:MUL 0x109 0x10A ◦ 指令执行后: 指令格 式  按指令包含的地址的个数分类可分为: ◦ 3、单地址指令。机器指令仅包含1个地址,借用CPU中 一个专用寄存器(累加器)A作为目标操作数的存放处。 单地址指令短小精悍,由于另一个操作数已经在CPU内, 所以执行速度很快。 OP D 执行 (D )OP (A )→ A 指令格 式  单地址指令举例: ◦ 指令执行前: ◦ CPU内寄存器: ◦ 指令:DIV 0x10A ◦ 指令执行后: ◦ CPU内寄存器: 指令格 式  按指令包含的地址的个数分类可分为: ◦ 4、零地

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