基本功能指令系统
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指令系统的组成一、指令系统的概述指令系统是计算机硬件与软件之间的桥梁,用于指导计算机执行任务。
它由一系列指令组成,这些指令是计算机能够理解和执行的基本操作。
指令系统是计算机体系结构的重要组成部分,直接影响计算机的性能和功能。
二、指令的分类指令可以根据其功能和操作类型进行分类。
1. 数据传输指令数据传输指令用于将数据从一个地方传送到另一个地方。
它们可以从内存读取数据到寄存器,也可以将数据从寄存器写入内存。
数据传输指令是计算机中最基本和最常用的指令之一。
2. 算术运算指令算术运算指令用于执行各种数学运算,如加法、减法、乘法和除法。
这些指令可以对寄存器或内存中的数据进行运算,并将结果存储在指定的位置。
3. 逻辑运算指令逻辑运算指令用于执行逻辑运算,如与、或、非和异或。
它们通常用于比较和判断操作,根据运算结果来决定程序的流程。
控制指令用于控制程序的执行流程,如跳转、分支和循环。
它们可以改变程序的执行顺序,使程序能够根据条件进行不同的操作。
5. 输入输出指令输入输出指令用于与外部设备进行数据交换,如键盘、鼠标、显示器和打印机。
它们负责将数据从外部设备读取到内存或将数据从内存输出到外部设备。
三、指令的格式指令通常由操作码和操作数组成。
1. 操作码操作码是指令的基本操作类型,用于指示计算机执行何种操作。
操作码的种类与计算机的指令集有关,不同的计算机体系结构可能有不同的操作码。
2. 操作数操作数是指令所操作的数据。
它可以是一个立即数,也可以是一个寄存器或内存地址。
指令根据操作数的类型和个数来确定操作的对象和结果。
四、指令的执行过程指令的执行过程通常包括指令获取、指令解码和指令执行三个阶段。
指令获取是指从内存中获取指令的过程。
计算机通过程序计数器(PC)来确定下一条要执行的指令的地址,并将该地址发送给内存控制器,从而获取指令的二进制表示。
2. 指令解码指令解码是指将获取的指令解析成可执行的操作。
计算机根据指令的操作码来确定具体的操作类型,并根据操作数的类型和个数来确定操作的对象和结果。
bok24计算机组成原理考点精讲《计算机组成原理》是计算机科学与技术(计算机专业)的一门重要基础课程,主要介绍了计算机硬件系统的组成原理和工作原理,包括计算机的基本功能、存储器结构、指令系统、中央处理单元、输入输出系统以及总线的特性等内容。
下面将对《计算机组成原理》中的考点进行精讲。
1.计算机的基本功能:介绍了计算机系统五个基本功能,即数据处理、数据存储、数据传输、程序控制和用户接口。
这部分内容需要理解计算机的整体结构以及各个功能部件的作用和相互关系。
2.存储器结构:包括主存储器和辅助存储器的组成和工作原理。
主要介绍内存的组织结构、存储器操作周期以及存储器的层次结构和发布的可靠性等。
需要掌握内存的寻址和存取原理,以及对存储器的扩展和映射进行分析和设计。
3.指令系统:包括指令的格式和编码、地址寻址方式、指令执行过程等内容。
需要对指令的组成、指令的操作类型、指令的寻址方式以及指令的执行过程进行深入了解。
对于指令的设计和优化也需要有一定的了解。
4.中央处理单元(CPU):包括硬件结构和微指令的执行过程。
需要理解CPU内部各个单元的组成和连接方式,以及指令的执行流程和控制信号的产生过程。
还需要熟悉常见的流水线设计和优化方法。
5.输入输出系统:包括外设与计算机之间的接口、数据传输方式等。
需要了解设备控制器的组成和工作原理,掌握设备与计算机之间的数据传输方式和接口标准,以及熟悉中断和DMA等I/O方式的实现原理。
6.总线的特性:包括总线的定义、特性和分类,以及总线的传输模式和时序。
需要了解总线的基本概念和特性,掌握总线的数据传输方式和操作控制,以及总线的时序和同步原理。
在学习《计算机组成原理》时,应注重理论与实践的结合,通过实验和案例分析,加深对计算机硬件系统的认识和理解,掌握计算机组成原理的应用技巧和设计方法。
此外,还应注意掌握和理解标志性的计算机系统的设计和发展历程,了解计算机技术的前沿和发展趋势,提高对计算机系统的设计和性能评价的能力。
第一章1.主机:由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
2.CPU:中央处理器,是计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。
3.运算器:计算机中完成运算功能的部件,由ALU和寄存器构成。
4.ALU:算术逻辑运算单元,负责执行各种算术运算和逻辑运算。
5.外围设备:计算机的输入输出设备,包括输入设备,输出设备和外存储设备。
6.数据:编码形式的各种信息,在计算机中作为程序的操作对象。
7.指令:是一种经过编码的操作命令,它指定需要进行的操作,支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递,是构成计算机软件的基本元素。
8.透明:在计算机中,从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。
9.位:计算机中的一个二进制数据代码,计算机中数据的最小表示单位。
10.字:数据运算和存储的单位,其位数取决于具体的计算机。
11.字节:衡量数据量以及存储容量的基本单位。
1字节等于8位二进制信息。
12.字长:一个数据字中包含的位数,反应了计算机并行计算的能力。
一般为8位、16位、32位或64位。
13.地址:给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
14.存储器:计算机中存储程序和数据的部件,分为内存和外存。
15.总线:计算机中连接功能单元的公共线路,是一束信号线的集合,包括数据总线.地址总线和控制总线。
16.硬件:由物理元器件构成的系统,计算机硬件是一个能够执行指令的设备。
17.软件:由程序构成的系统,分为系统软件和应用软件。
18.兼容:计算机部件的通用性。
19.软件兼容:一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行,并得到相同的结果,则称这两个计算机系统是软件兼容的。
20.程序:完成某种功能的指令序列。
21.寄存器:是运算器中若干个临时存放数据的部件,由触发器构成,用于存储最频繁使用的数据。
22.容量:是衡量容纳信息能力的指标。
23.主存:一般采用半导体存储器件实现,速度较高.成本高且当电源断开时存储器的内容会丢失。