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。完整性:在有限儲存空間,指令集所提供的指令足夠使用對指令集的基本要求是:完整性、規整性、高效率和相容性
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...
指令集結構
區別不同指令集結構的主要因素 cpu中用來儲存運算元的儲存單元的型別 cpu中用來儲存運算元的儲存單元的主要型別 堆疊累加器 通用暫存器組 暫存器型指令集結構為什麼是現代指令集結構的主流?在靈活性和提高效能方面有明顯的優勢 跟其他的cpu內部儲存單元一樣,暫存器的訪問速度比儲存器快。對編譯器而言,能...
計算機系統結構 計算機 計算機系統的基本結構
乙個完整的計算機系統是由計算機硬體系統和計算機軟體系統兩部分組成。硬體是計算機的實體,又稱為硬裝置,是所有固定裝置的總稱。它是計算機實現其功能的物質基礎,其基本配置可分為 主機 鍵盤 顯示器 光碟機 硬碟 軟盤驅動器 印表機 滑鼠等。軟體是指揮計算機執行的程式集,按功能分系統軟體和應用軟體。1 由運...