文档介绍：第4章处理器
4. 1 处理器的指令集
4. 2 处理器的组成与工作过程
4. 3 Intel 80x86系列微处理器
4. 4 从CISC到RISC
4. 5 ARM系列微处理器
4. 6 多核处理器
第4章处理器
4. 1 处理器的指令集
4. 1. 1 概述
人们与计算机交流所用的“词汇”叫做“指令(Instruction)”,所有可以采用的“词汇”组成的集合叫做“指令集(Instruction Set) ”,这些“词汇”按照一定的顺序组合就形成了程序(Program)。
在国内,“指令集”常称为“指令系统”。
第4章处理器
4. 1. 1 概述
计算机能直接识别的是由0和1排列而成的指令,即所谓“机器指令”。使用不方便。
汇编语言是基于英文的机器指令助记符。例如,某个机器指令原来用0101表示加法运算,现在引入助记符ADD或add来表示0101,方便了人们编写程序。
第4章处理器
4. 1. 1 概述
按汇编语言书写的程序叫做汇编语言源程序,汇编语言源程序由汇编程序(Assembler)转换成机器指令,供计算机接受并执行。
后面以汇编语言的形式介绍计算机指令与指令集。
第4章处理器
4. 1 处理器的指令集
4. 1. 2 指令的操作码与操作数
指令操作码
(Operation Code)
指令操作数
(Operand)
4. 1. 1 概述
冯·诺依曼型计算机机器指令的逻辑格式
规定了指令所具有的功能。课程中主要用汇编语言助记符表示。
指令所要处理的数据。常以数据所在存储单元的地址形式给出。也称“指令地址码”。
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4. 1. 2 指令的操作码与操作数
一条指令中,操作数可能有一个、两个或三个,甚至更多。
当然,操作数的个数也可以是零,即指令没有操作数,如停机指令。
在这些操作数中,作为处理单元输入的叫源操作数(Source Operand),用于存放处理结果的叫目的操作数(Destination Operand)。
第4章处理器
4. 1. 2 指令的操作码与操作数
指令中所能表示的操作数数据类型,即能够被计算机硬件直接辨识的操作数数据类型,称为“数据表示”。
常用的“数据表示”有定点数(含有符号数和无符号数)、浮点数(含单精度浮点数和双精度浮点数)、字符、逻辑数(又称布尔型数据)。
第4章处理器
4. 1 处理器的指令集
4. 1. 3 寻址方式
所谓寻址方式(Addressing)指的是指令按照何种方式寻找或访问到所需的操作数或信息。
寻址方式分为指令寻址和数据寻址。
指令寻址是为了找到下一条指令;
数据寻址是为了找到本条指令所需的操作数。
第4章处理器
4. 1. 3 寻址方式
分为顺序寻址和跳跃寻址两种。
顺序寻址就是程序计数器PC中的值就是下一条指令的存储地址。每读取一次PC后,PC自动加1,指向下一条指令。
跳跃寻址则是先由当前指令改写PC的内容,然后计算机读取PC,根据PC的值访问主存储器,取下一条指令。
1. 指令寻址
第4章处理器
改写PC的指令有“跳转指令(Jump )”和“分支指令(Branch )”。在国内,“跳转指令”常称为“无条件转移指令”,“分支指令”常称为“条件转移指令”。
这两种指令既可直接赋予PC一个新的值,也可在PC现有值的基础上增加或减少一定数量。后者也称“相对寻址”或“PC相对寻址”,其中增加或减少的数量叫做“相对位移量”,它是一个补码表示整数。
1. 指令寻址