計算機基礎 三 指令與指令執行過程

2022-05-27 13:57:11 字數 1563 閱讀 8985

計算機中的機器指令 = 操作碼 + 位址碼

1.1操作碼

操作碼 指定了要完成的操作

假設操作碼的位數為n ,則計算機最多能執行的操作型別為 2^n 種

1.2位址碼

位址碼 中 可能直接為指令的運算元 或者運算元的的位址。

根據位址碼中位址的個數分為 三位址指令、二位址指令、一位址指令、零位址指令

1.3操作的分類2.1指令定址

2.2資料定址控制器是cpu的主要組成部分,主要協調、控制計算機的程式執行,分為以下組成結構

1。程式計數器

2.時序發生器

電氣工程領域,傳送時序脈衝,cpu根據脈衝進行有節奏的工作

3.指令解碼器

翻譯機器指令中操作碼與位址碼

4.指令暫存器

快取主存或者快取記憶體中取到的指令,使得cpu高速運轉

5.主存位址暫存器

儲存cpu正要訪問的記憶體單元的位址 位址匯流排

6.主存資料暫存器

儲存cpu正要讀寫的主存資料 資料匯流排

7.通用暫存器

用於暫時存放或傳送資料或指令,可儲存alu的中間運算結果,容量比專用暫存器大

主要用於資料的加工運算

1.資料緩衝器

輸入輸出緩衝,暫時存放外設送的資料、要傳送到外設的資料

2.alu 算術邏輯單元

常見位運算、基本運算

3.狀態字暫存器

存放運算狀態(條件碼、進製、溢位、結果正負)

存放運算控制資訊(除錯跟蹤標記位、允許中斷位等)

4.通用暫存器

用於暫時存放或傳送資料或指令,可儲存alu的中間運算結果,容量比專用暫存器大

1.取指令 2.分析指令 3.執行指令cpu內通過片內匯流排進行資料傳輸,最終alu的運算結果通過資料匯流排更新到記憶體

問題:運算器、控制器序列 效率不高

改進為並行,可以顯著提公升效率,第一條指令進行分析是就可以執行取第二條指令

建設 取、分析、執行 耗時都為 t

序列執行m條 t1 = 3tm

並行執行 t2 = t*(m+2)

計算機組成原理基礎 三 指令 運算

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