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第2章 指令系统

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计算机理论基础 第二章 11.16

计算机理论基础 第二章 11.16


蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
早期的计算工具
算盘（中国，唐朝）
计算尺（欧洲，1622）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
加减法器，（法国，1642，帕斯卡）
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
差分机，（英国，1812，巴贝奇）
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
主板的组成
1. CPU插座 2. 主存储器插槽 3. PCI总线扩展槽，（显卡、声卡、网卡）；AGP总 线扩展槽。 4. 芯片组：固定在主板上，协调微机系统的正常运 转。 5. BIOS芯片：固化在主板上一块 Flash ROM 芯片中 的一组机器语言程序。 6. CMOS芯片：易失性储存器，需要电池供电，存放 着与计算机硬件相关的一些参数（配置信息）。 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
蓝洋专转本计算机理论基础 第二章
CPU性能指标—高速缓存（cache)
1. cache是一种小容量高速缓冲存储器，直接制作在CPU 芯片内，速度几乎与CPU一样快，分一级和二级缓存， 其容量越大，级数越多，效果越显著 2. 程序运行时，一部分指令和数据会被预先成批拷贝到 Cache中 3. 当CPU需要从主存读（写）指令或数据时，先检查 Cache，若有直接从Cache中读取，若无再访问主存储 器 4. Cache具有透明性，它的内容不能由程序直接访问（对 程序员是透明的） 5. Cache的命中率：CPU需要的指令或数据在Cache中直接 蓝洋专转本计算机理论基础 第二章 找到的概率
单片机课件第二章 ARM体系结构

单片机课件第二章 ARM体系结构


2.5
ARM微处理器指令系统
2.5.1 基本寻址方式
寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地 址的方式，ARM处理器有9 种基本寻址方式。
1.寄存器寻址
操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段给出的是寄存器编 号，指令执行时直接取出寄存器值操作。
例如指令： MOV R1,R2 SUB R0,R1,R2
11111
系统模式
PC，R14～R0，CPSR（ARM v4及以上版本）
并非所有的模式位组合都能定义一种有效的处理器模式。其他组合的 结果不可预知。
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
2.2 ARM微处理器的寄存器结构
2.2.4 Thumb状态的寄存器集
Thumb 状态的寄存器在ARM 状态的寄存器上的映射


在Thumb状态下，程序计数器PC（Program Counter）使用位[1]选 择另一个半字。ARM处理器在两种工作状态之间可以切换。
Thumb状态：当操作数PSR控制位T为1时，执行BX指令进入Thumb 状态。如果处理器在Thumb状态进入异常，则当异常处理（IRQ、 FIQ、Undef、Abort和SWI）返回时，自动转换到Thumb状态。（异 常都是在ARM 状态中执行） ARM状态：当操作数PSR控制位T为0时，执行BX指令进入ARM状态 ；处理器发生异常（IRQ、FIQ、Reset、Undef、Abort和SWI）。在 此情况下，把PC内容复制到异常模式的链接寄存器中，并且异常处 理将从异常向量地址开始。
sys（系统模式）：运行具有特权的操作系统任务。

und（未定义指令中止模式）：当未定义的指令执行时进入该 模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。
第2章 指令系统与汇编语言基础(2.1--2.4)

第2章 指令系统与汇编语言基础(2.1--2.4)


1．Java 程序设计语言的特征
Java 程序设计语言与其他高级语言程序不同的是，它并 不需要编译成能被处理器所执行的机器码。而是被编译成 为一种称为字节码的格式。如图2.1所示： • 这种字节码被输进Java 虚拟机或称为JVM中，由JVM来 解释和执行这种代码。JVM可以是一个硬件芯片，但它本 身通常是一种程序，常常是Web浏览器的一部分。你可以 把字节码当成是JVM的机器码。 • 所谓“虚拟”其本意是“不符合或不一定符合事实的”。 在虚拟系统中，用户（程序员）看不到下一层级东西（见 图1.4）。但如果有需要的话，程序员是可以看到下一层 级虚拟机的东西，但看不到实际机器。
2.2 程序设计语言的级别
人们与计算机交换信息只能通过计算机语言，如果说 今天有各种各样计算机语言的话，归纳起来只有以下三大 类： 1． 机器语言（又称二进制机器语言、二进制数字化语言、 无符号计算机语言等） 2． 汇编语言：属于计算机最低级的符号语言，因为每一 条汇编语言指令（汇编语言伪指令除外）对应一条二进制 机器语言指令（又称机器指令）。具有平台专用性。 3． 高级语言：诸如VC++、Java、SQL和Fortran 之类 的语言都是高级语言，这类语言的特点是几乎每一条语句 都需要用一串的机器指令才能实现。这也可以说是“语句” 与“指令”的区别所在。具有平台无关性 以上三类计算机语言统称为程序设计语言。
问题：什么是数据表示？ 什么是数据结构？ 两者有何关系？ 为什么要学习数据结构？
为什么要学习数据结构呢？
因为计算机（其实是CPU）只能够识别有限 的数据类型，而在自然界中存在着大量的CPU不 能直接识别的数据，因此要学习数据结构。 学习数据结构的目的是学习如何用数据结构 （典型的有：串、数组、向量、图、表、队列、 树等）的方法将原CPU无法直接识别、引用和处 理的数据转换为CPU能直接识别、引用和处理数 据类型，这样计算机才能解决这类问题。
汇编语言程序设计(第四版)第2章【课后答案】讲解

汇编语言程序设计(第四版)第2章【课后答案】讲解

汇编语言程序设计第四版【课后习题答案】--囮裑為檤第2章8086的指令系统〔习题2.1〕已知DS＝2000H、BX＝0100H、SI＝0002H，存储单元[20100H]～[20103H]依次存放12 34 56 78H，[21200H]～[21203H]依次存放2A 4C B7 65H，说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容。

（1）mov ax,1200h（2）mov ax,bx（3）mov ax,[1200h]（4）mov ax,[bx]（5）mov ax,[bx+1100h]（6）mov ax,[bx+si]（7）mov ax,[bx][si+1100h]〔解答〕（1）AX＝1200H（2）AX＝0100H（3）AX＝4C2AH ;偏移地址=bx=0100h（4）AX＝3412H ;偏移地址=bx=0100h（5）AX＝4C2AH ;偏移地址=bx+1100h=1200h（6）AX＝7856H ;偏移地址=bx+si=0100h+0002h=0102h（7）AX＝65B7H ;偏移地址=bx+si+1100h=0100h+0002h+1100h=1202h〔习题2.2〕指出下列指令的错误（1）mov cx,dl（2）mov ip,ax（3）mov es,1234h（4）mov es,ds（5）mov al,300（6）mov [sp],ax（7）mov ax,bx+di（8）mov 20h,ah〔解答〕（1）两操作数类型不匹配（2）IP指令指针禁止用户访问（3）立即数不允许传给段寄存器（4）段寄存器之间不允许传送（5）两操作数类型不匹配（6）目的操作数应为[ SI ]（7）源操作数应为[BX+DI]（8）立即数不能作目的操作数〔习题2.3〕已知数字0 ~ 9对应的格雷码依次为：18H、34H、05H、06H、09H、0AH、0CH、11H、12H、14H，它存在于以table为首地址（设为200H）的连续区域中。

第二章 80868088寻址方式和指令系统

第二章 80868088寻址方式和指令系统


(5)奇偶标志PF
用于反映运算结果中“1”的个数。如果“1”的个数为偶数，则OF被置1，否则OF被清0。
(6)辅助进位标志AF
在字节操作时，如发生低半字节向高半字节进位或借位；在字操作时，如发生低字节向高字 节进位或借位，则辅助进位标志AF被置1，否则AF被清0。
②状态控制标志
(1)方向标志DF
方向标志决定着串操作指令执行时，有关指针寄存器调整方向。 当DF为1时，串操作指令按减方式改变有关的存储器指针值， 当DF为0时，串操作指令按加方式 改变有关的存储器指针值。
其中：存储单元的物理地址是12345H， 标出的：两个重叠段的段值分别是：1002H和1233H， 在对应段内的偏移分别是2325H和0015H。
采用段值和偏移构成逻辑地址后，段值由段寄存器给出，偏移可由指令指针IP、堆栈指针SP 和其他可作为存储器指针使用的寄存器（SI、DI、BX和BP）给出，偏移还可直接用16位数给 出。
图中指令存放在代码段中，OP表示该指令的操作码部分 再例如： MOV AL，5 则指令执行后，（AL）=05H
MOV BX，3064H 则指令执行后， （BX）=3064H
2、寄存器寻址方式
操作数在CPU内部的寄存器中，指令指定寄存器号。
对于16位操作数数，寄存器可以是:
AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP和BP等；
指令中不使用物理地址，而是使用逻辑地址，由总线接口单元BIU按需要根据段值和偏移自动 形成20位物理址。
3、段寄存器的引用
由于8086/8088CPU有四个段寄存器，可保存四个段值。所以可同时使用四个段值，但这四个 段有所分工。
在取指令的时候，自动引用代码段寄存器CS，再加上由IP所给出的16位偏移，得到要取指令 的物理地址。
计算机系统结构第2章

计算机系统结构第2章

计算机系统结构第2章第⼆章指令系统第⼀节指令系统设计概述⼀、指令系统概述1、指令系统的设计、应⽤及实现(1)指令系统的设计*机器指令：计算机硬件实现的运算或操作的命令；第i 种格式：OP i A 1A 2编码⽰例：00110 000~111 000~111功能⽰例：A 1←(A 1)+(A 2)第j 种格式：OP j A 编码⽰例：10110 000~111功能⽰例：A←(A)+1*指令系统设计：定义所有机器指令的格式(含编码)。

*指令系统：所有机器指令的集合；第1种：第2种：…第n 种：OP 1A 1A 2OP 2A OP n A 1A 2…(2)指令系统的应⽤第i种指令应⽤⽰例a：00110 000 001 功能AH←(AH)+(AL)⽰例b：00110 011 000 功能BL←(BL)+(AH)应⽤程序⽰例：从主存地址为2000H开始的100个元素累加求和机器指令格式机器指令程序汇编程序1011wreg data 1011001001100100 CX←1001011100100000000 00100000LP：BX←2000H1011000000000000 AL←0 0000000w mod reg r/m 0000000100000111AL←AL+[BX] 01000reg 01000001 BX←BX+1 11100010 disp 11100010 11111000 LOOP LP*指令系统应⽤：按指令格式要求，根据应⽤需要、编写程序中的指令(即指令格式的实例)。

(3)指令系统的实现指令功能实现步骤—ID 对IR 的OP 译码，⽤输出信号控制某⼀部件⼯作；ID 对IR 的A 译码，⽤输出信号控制相关REG 的读/写；信号有效时间由时序部件及该指令功能实现步骤决定。

指令操作或运算—部件功能实现及数据传递等的组合。

*指令系统实现：按指令格式要求，⽤硬件实现指令功能。

*设计/应⽤实现三者关系：类似C 语⾔设计、⽤C 语⾔编程、C 语⾔编译及执⾏平台！☆指令系统的实质—软件与硬件之间的界⾯(“约定”)！指令译码器ID I OP A 内部总线CPU ID D 功能部件1功能部件n …寄存器1寄存器m…指令寄存器IR ：……存储总线MAR/MDR2、指令系统涉及内容(1)指令格式包含信息分析第i种指令格式：OP i A1A2②数据：(A1)=OP i⽀持类型的地址为A1的数据①操作：A1←(A1) OP i(A2) 或A 2←(A2) OP i(A1)硬件⽀持的数据类型(含数据长度)可存放数据部件类型、部件的编址⽅式部件中同⼀数据地址的表⽰⽅式(2)涉及内容*指令集结构：指令集总体框架，如存放部件、寄存器数量;*指令集功能：⽀持操作的类型；*数据表⽰：操作⽀持的数据类型、数据存储格式等。

计算机系统结构课后答案chap2-answer

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第二章计算机指令集结构设计2.1 名词解释1.堆栈型机器——CPU中存储操作数的单元是堆栈的机器。

2.累加型机器——CPU中存储操作数的单元是累加器的机器。

3.通用寄存器型机器——CPU中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。

4.CISC——复杂指令集计算机。

5.RISC——精简指令集计算机。

2.2堆栈型机器、累加器型机器和通用寄存器型机器各有什么优缺点？2.3常见的三种通用寄存器型机器的优缺点各有哪些？2.4 指令集结构设计所涉及的内容有哪些？(1)指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向；(2)寻址方式的设计：设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计，察看各种寻址方式的使用频度，根据适用频度设置相应必要的寻址方式；(3)操作数表示和操作数类型：主要的操作数类型和操作数表示的选择有，浮点数据类型（可以采用IEEE 754标准）、整型数据类型（8位、16位、32位的表示方法）、字符型（8位）、十进制数据类型（压缩十进制和非压缩十进制数据表示）等等。

(4)寻址方式的表示：可以将寻址方式编码与操作码中，也可将寻址方式作为一个单独的域来表示。

(5)指令集格式的设计：有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。

2.5 简述CISC计算机结构指令集功能设计的主要目标。

从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？CISC结构追求的目标是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的。

从目前的计算机技术观点来看，CISC结构存在以下几个缺点：(1)在CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。

(2)CISC结构的指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。

(3)CISC结构的指令系统的复杂性给VLSI设计带来了很大负担，不利于单片集成。

(4)CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。

汇编语言程序设计(第四版)第2章【课后答案】

汇编语言程序设计(第四版)第2章【课后答案】

汇编语言程序设计第四版【课后习题答案】—-囮裑為檤第2章8086的指令系统〔习题2.1〕已知DS＝2000H、BX＝0100H、SI＝0002H，存储单元[20100H］～[20103H]依次存放12 34 56 78H，［21200H］～[21203H]依次存放2A 4C B7 65H,说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容。

(1) mov ax,1200h(2）mov ax，bx（3）mov ax，[1200h］（4) mov ax,［bx]（5) mov ax，［bx+1100h］(6）mov ax,[bx+si]（7) mov ax，[bx］[si+1100h]〔解答〕（1）AX＝1200H（2）AX＝0100H（3)AX＝4C2AH ；偏移地址=bx=0100h（4）AX＝3412H ;偏移地址=bx=0100h（5）AX＝4C2AH ；偏移地址=bx+1100h=1200h(6）AX＝7856H ;偏移地址=bx+si=0100h+0002h=0102h（7）AX＝65B7H ；偏移地址=bx+si+1100h=0100h+0002h+1100h=1202h〔习题2.2〕指出下列指令的错误（1）mov cx,dl（2）mov ip，ax（3) mov es,1234h（4）mov es，ds(5）mov al，300（6）mov [sp],ax（7）mov ax,bx+di（8）mov 20h，ah〔解答〕（1）两操作数类型不匹配（2)IP指令指针禁止用户访问(3）立即数不允许传给段寄存器（4）段寄存器之间不允许传送(5）两操作数类型不匹配（6）目的操作数应为[ SI ］(7)源操作数应为[BX+DI］（8)立即数不能作目的操作数〔习题2。

3〕已知数字0 ~ 9对应的格雷码依次为：18H、34H、05H、06H、09H、0AH、0CH、11H、12H、14H，它存在于以table为首地址（设为200H)的连续区域中。

计算机系统结构 第二章自考练习题答案

计算机系统结构 第二章自考练习题答案

第二章数据表示与指令系统历年真题精选1. 计算机中优先使用的操作码编码方法是（ C ）。

A. BCD码B. ASCII码C. 扩展操作码D. 哈夫曼编码=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大尾2．浮点数尾数基值rm数值为（ D ）。

A. 1/2B. 15/16C. 1/256D. 255/2563. 自定义数据表示包括（标志符）数据表示和（数据描述符）两类。

4. 引入数据表示的两条基本原则是：一看系统的效率是否有提高；二看数据表示的（通用）性和（利用）率是否高。

5. 简述设计RISC的一般原则。

6. 简述程序的动态再定位的思想。

7. 浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时，（1）可表示的最小尾数值；（2）可表示的最大值；（3）可表示的尾数个数。

8. (1)要将浮点数尾数下溢处理成K—1位结果，则ROM表的单元数和字长各是多少并简述ROM表各单元所填的内容与其地址之间的规则。

(2)若3位数，其最低位为下溢处理前的附加位，现将其下溢处理成2位结果，设计使下溢处理平均误差接近于零的ROM表，以表明地址单元与其内容的关系。

同步强化练习一．单项选择题。

1. 程序员编写程序时使用的地址是（ D ）。

A．主存地址 B．有效地址 C．辅存实地址 D．逻辑地址2. 在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（ B ）。

A．舍入法 B．截断法 C．恒置“1”法 D．ROM查表法3. 数据表示指的是（ C ）。

A ．应用中要用到的数据元素之间的结构关系B ．软件要处理的信息单元之间的结构关系C ．机器硬件能识别和引用的数据类型D ．高级语言中的数据类型说明语句4. 标志符数据表示中的标志建立由（ A ）。

A ．编译程序完成B ．操作系统完成C ．高级语言编程时完成D ．汇编语言编程时完成5. 堆栈型机器比通用型机器优越的是（ C ）。

计算机系统结构 第 2 章 指令集结构

计算机系统结构 第 2 章 指令集结构

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2.1 指令系统结构的分类
• • • • • • 1. 指令系统分类的准则 ⑴ 在CPU中操作数的存放方法。 ⑵ 在每条指令中，显式指明的操作数个数。 ⑶ 操作数的寻址方式。 ⑷ 指令系统所提供的操作类型。 ⑸ 操作数的类型与大小。
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2.指令系统结构的分类
• • • • 按在CPU中操作数的存放方法可分为： ⑴ 堆栈型 ⑵ 累加器型 ⑶ 通用寄存器型
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4. 编址单位
• ⑴ 字编址：以访问一次设备所获得的信息量 为单位进行编址。 • ⑵ 字节编址：以字节为单位进行编址。 • ⑶ 位编址：按二进制位编址。
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按字节编址时需解决的问题
• ① 多字节数据的存放顺序 • 小端排序：将一个字中的低位字节存放在低地址 单元中。 • 大端排序：将一个字中的高位字节存放在低地址 单元中。 • 小端排序符合从右向左进位的硬件习惯；大端排 序符合程序员从左向右的编程习惯。
• 5. 按地址寻址方式（略，P47）
• 寻址方式的使用频度：
• R寻址->直接->变址->单字位移->自增->R间址->自减 • 高 -------------------------- 低
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2.2.2 按内容访问方式
• • • • • 1. 按内容访问方式 按照要访问的数据的内容访问内存。 2. 联想存储器（相联存储器、按内容访问存储器） 满足按内容访问方式的存储器。 联想存储器的主要特点：以并行方式在存储器中 查找所需信息的内容。 • 3. 按内容访问的方法 • 通过硬件将要访问的内容与存储单元的内容进行 比较，若相同，则进行访问。
微机原理第02章(指令系统)2

微机原理第02章(指令系统)2


加法指令:ADD, ADC和INC 减法指令:SUB, SBB, DEC, NEG和CMP 他们分别执行字或字节的加法和减法运算， 除 INC 和 DEC 不影响 CF 标志外，其他按定 义影响全部状态标志位 操作数组合：
运算指令助记符 reg, imm/reg/mem 运算指令助记符 mem, imm/reg
第2章：5. 求补指令NEG（negtive）
4.取补指令 格式：NEG OPRD (OPRAND ) 功能：OPRD取补 （取反加1） 相当0-操作数，所以算入减法； 且一般CF=1（0－肯定有借位）， 只有OPRD=0时CF=0
第2章：例题2.9 求补运算
mov ax,0ff64h neg al ；AL＝0－64H＝9CH，AX＝FF9CH ；OF＝0, SF＝1，ZF＝0，PF＝1，CF＝1 sub al,9dh ；AL＝9CH－9DH＝FFH，AX＝FFFFH ；OF＝0，SF＝1，ZF＝0，PF＝1，CF＝1 neg ax ；AX＝0－FFFFH＝0001H ；OF＝0，SF＝0，ZF＝0，PF＝0，CF＝1 dec al ；AL＝01H－1＝0，AX＝0000H ；OF＝0，SF＝0，ZF＝1，PF＝1，CF＝1 neg ax ；AX＝0－0＝0 ；OF＝0，SF＝0，ZF＝1，PF＝1，CF＝0
第2章：例题2.10 符号扩展
mov al,64h
；AL＝64H （机器数） ，表示10进制数100（真值）
cbw
；将符号0扩展，AX＝0064H，仍然表示100
mov ax,0ff00h
；AX＝FF00H，表示有符号10进制数－256
cwd
；将符号位“1”扩展，DX.AX＝FFFFFF00H ；仍然表示－256

第二章 计算机组成原理知识点

第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用作用：①速度快，通用性强②具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数学运算，而且能对图像，文字和声音等多种形式的信息进行获取，编辑，转换，存储，展现等处理③信息存储容量大，存取速度高④具有互联，互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。

2.1.2 计算机的逻辑组成计算机系统由硬件和软件两部分组成。

硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。

软件是指计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。

CPU，内存存储器，总线等构成计算机的“主机”输入/输出设备和外存储器称为“外设”承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”总线是用于在CPU，内存，外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）计算机系统中的I/O设备一般都通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连2.1.3计算机的分类巨型机，大型机，服务器，个人计算机，嵌入式计算机微处理器（µP或MP），通常指使用单片大规模集成电路制成的，具有运算和控制功能的部件SOC：单个集成电路芯片中包含微处理器，存储器，输入/输出控制与接口电路，电子系统模拟电路，数字/模拟混合电路和无线通信使用的射频电路2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的作用与组成匈牙利数学家冯·诺依曼的“存储程序控制”原理CPU的根本任务是执行指令CPU的组成：寄存器组（用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间结果），运算器：也称算术逻辑部件（ALU），控制器：指令计数器（用来存放CPU正在执行的指令的地址）和指令寄存器（用来保存当前正在执行的指令）2.2.2 指令与指令系统指令是构成程序对的基本单位，采用二进制表示，指令由操作码和操作数地址组成，CPU所能执行的全部指令称为指令系统2.2.3 CPU的性能指标字长，主频，CPU总线速度，高速缓存的容量与结构，指令系统，逻辑结构，内核个数 TFLOPS（万亿条浮点指令/秒）MIPS（百万条定点指令/秒），MFLOPS（百万条浮点指令/秒）2.3 PC主机的组成2.3.1 主板，芯片组与BIOSCPU芯片和内存条分别通过主板上的CPU插座和存储器插槽安装在主板上，PC机常用外围设备通过扩充卡或I/O接口与主板相连，扩充卡借助卡上的印刷插头插在主板上的PCI总线插槽中主板上还有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储我，其中存放的是BIOS，它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动，另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放者与计算机系统相关的一些参数（称为配置信息），包括当前的日期和时间，开机口令，已安装的光驱和硬盘的个数及类型等，CMOS 芯片是一种易失性存储器，它由主板上的电池供电，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息芯片组由北桥芯片（MCH）和南桥芯片（ICH）组成，CPU时钟信号由芯片组提供芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量，速度及可使用的内存条的类型每次机器加电时，CPU首先执行BIOS程序，它具有诊断计算机故障和加载操作系统并启动其运行的功能BIOS:加电自检程序，引导装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成，RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成DRAM:电路简单，集成度高，功耗小，成本低SRAM:电路复杂，集成度低，功耗大，成本高每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存储器的存取时间指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送回到CPU所需要的时间解决主存速度慢的方法是：①采用cache存储器②改进存储器芯片的电路与工艺，并对DRAM的存储控制技术进行改进2.3.3 I/O总线与I/O接口CPU芯片与北桥芯片相互连接总线称为CPU总线（前端总线FSB），I/O设备控制器与CPU，存储器之间相互交换信息，传输数据的一组公用信号线称为I/O总线，总线上有三类信号：数据信号，地址信号和控制信号总线带宽（MB/S）=(数据线宽度/8)X总线工作频率（MHZ）X每个总线周期的传输次数PCI-E是PC机I/O总线的一种新标准，采用高速串行传输USB电源（5V,100mA～500Ma） USB3.0的电流是1A2.4常用输入设备扫描仪的性能指标：①扫描仪的光学分辨率：普通家用扫描仪分辨率在1600～3200dpi②色彩位数③扫描幅面④与主机的接口2.5 常用输出设备显示器的刷新频率越高，图像的稳定性越好，响应时间越小越好。

微机原理第02章(寻址方式和传送指令)


有效地址由基址寄存器（ BX 或 BP ）的内容加上 变址寄存器（SI或DI）的内容构成： 有效地址＝BX/BP＋SI/DI 段地址对应 BX基址寄存器默认是 DS，对应BP基 址寄存器默认是SS；可用段超越前缀改变
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX][SI]
；AX←DS:[BX+SI]
段内偏移量为适应各种数据结构的需要，可以有几个部分组 成，所以也把它称为有效地址ＥＡ。
寻址方式不同EA的构成不同。归纳EA可有多种情况构成： 直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，
基址加变址寻址，相对址加变址寻址。
寻址方式——如何寻找内存操作数。 不同寻址方式实质上是构成它段内的偏移量的方法不同。
34H 12H
堆 栈 段
...
寄存器间接寻址方式 MOV [BP], AX
3 、用 SI、DI、BX 、BP作为间接寻址允许段跨越
指令中可以指定段跨越前缀来取得其他段中的数据。
例：MOV ES:[DI], AX MOV DX, DS:[BP] 这种寻址方法可以用于表格处理。
第2章 (五)寄存器相对寻址方式（Register relative addressing）或变 址寻址 （Index Addressing）
8位位移量 PA=16d ×(SS)+ (BP) + 16位位移量
例： MOV AX, COUNT [BP] 或MOV AX, [COUNT+BP] 或MOV AX, COUNT+[BP]
AH AL 48H 存储器 OP OP 40H 20H 操 作 码 位移量 COUNT
COUNT为16位位移量。 指令执行前: (SS)=5000H, (BP)=3000H, COUNT=2040H, (AX)=1234H

第2章 指令系统及汇编语言程序设计答案

第2章指令系统及汇编语言程序设计一．选择题1．(D) 2．(A) 3．(C) 4．(D) 5．(A) 6．(D)7．(C) 8．(C) 9．(C) 10．(D) 11．(D) 12．(C)13．(C) 14．(A) 15．(A) 16．(D) 17．(B) 18．(C)19．(C) 20．(C) 21．(D) 22．(D) 23．(D) 24．(C)25．(A) 26．(A) 27．(B) 28．(C) 29．(B) 30．(D)31．(B) 32．(C) 33．(C) 34．(A) 35．(C) 36．(D)37．(D) 38．(A) 39．(B) 40．(C) 41．(D) 42．(D)43．(B) 44．(C) 45．(C) 46．(B) 47．(B) 48．(D)49．(A) 50．(B) 51．(A) 52．(C)二、判断题1．× 2．× 3．× 4．√ 5．√ 6．√ 7．×8．× 9．×10．√ 11．× 12．× 13．× 14．× 15．× 16．√17．√18．√19．× 20．× 21．× 22．√ 23．× 24．√ 25．√26．√三、填空题1．53F30H2． 0 ; 0; 0; 13．操作码;操作数4． ZF=05．SS6． 1234H，0FFEH7．立即四、阅读程序1．38(或26H)2．将以10100H起始的50个单元的内容传送至以10200H起始的50个单元中3．将数据段中以2000H起始的100个单元中的内容清零4．统计以BUFFER为首址的100个单元中数字为1的个数存入ARRAY单元5．统计N字中0的个数6．将N的内容拆为两部分分别存入BH，BL中7．AX=0008H8．AL=34H9．AX=23H10．AX=0004H11．AX=0055H12．将从键盘接受到的两个字符拼在一起13．BH=0FFH，BL=0EH14．AX=000FH15．AL=15H，AF=1，BL=0FH16．90H17．向屏幕上依次输出0，1，…。

北理工计算机体系结构习题解答

计算机体系结构
习题解答
1
第1章 基础知识
翻译
先用转换程序将高一级机器级上 的程序整个地变换成低一级机器 级上可运行的等效程序，然后再 在低一级机器级上去实现的技术
2
第1章 基础知识
解释
在低一级机器级上用它的一串语 句或指令来仿真高一级机器上的 一条语句或指令的功能，通过对 高一级机器语言程序中的每条语 句或指令逐条解释来实现的技术
解：
2
1
(1 F ) (F / 20)
F 10 0.53 19
19
1-10 用一台40MHz处理机执行标准测试 程序，它含的混合指令数和相应所需的 时钟周期数如下：
指令类型 指令数 时钟周期数
整数运算 45000
1
数据传送 32000
2
浮点
15000
2
控制传送 8000
2
求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时 间。
20
[解答]
C＝P(I4=50i0n10(*C1+PI3i2*00IIC0i *)2+15000*2+8000*2)/
(45000+32000+15000+8000) = 1.55周期/指令
速率MIPS f /(CPI*106) 40*106 /(1.55*106) 25.81
1 t (45000*1 32000* 2 15000* 2 8000*2)*( 40*106 ) 3.875*103秒
21
1-11 假设在一台40MHz处理机上运行200,000条指令的目标代码，程序主要由 四种指令组成。根据程序跟踪实验结果，已知指令混合比和每种指令所需的 指令数如下：
指令类型

第2章 单片机的指令


2.3.1 通用传送指令： MOV 通用传送指令：
• 4. 目的地址传送 • MOV DPTR , #data16 ；DPTR ←#data16 ； 直接/立即 • MOV DPTR,#2003H ；把16位立即常数装入数 据地址指针，其中DPTR的高八位（DPH）=20H, 低八位（DPL）=03H。 • 例如：若片外数据存储器单元（3007H）=60H， 执行 MOV DPTR, ＃3007H； DPTR存放的是数 据3007H，而执行 MOVX A,@DPTR； @DPTR 存放的是地址，结果A=60H.
例如：试编制根据累加器A中的数（0～9之间）查其平方表的子程序。 COUNT：PUSH DPH ；保护DPTR内容 • PUSH DPL • MOV DPTR,#TABLE ；赋表首址到DPTR • MOVC A,@A+DPTR ；据A中内容查表 • POP DPL ；恢复DPTR原内容 • POP DPH • RET ；返回主程序 TABLE: DB 00 • DB 01 • DB 04 • DB 09 • DB 16 • DB 25 • DB 36 • DB 49 • DB 64 • DB 81
2.2.2 寻址方式 5. 变址寻址 MOVC A，@A十 DPTR ； A←((A)十(DPTR)), 累加器/变址。 在变址寻址时，由指令指定的偏移量寄存器中 的内容和变址寄存器PC或DPTR中的内容相加所得 的结果作为操作数的地址， A为偏移量寄存器，内容为无符号位数，它和 DPTR中的内容相加，得到操作数地址。 不论用DPTR或PC作为基址指针，变址寻址方 式都只适用于MCS-51的程序存贮器，通常用于读 取数据表格寻址方式
7. 位寻址 SETB bit ； bit ←l,位寻址。 • 在位寻址时，操作数是二进制数的某一 位 其位地址出现在指令中， • 可用于位寻址的空间是，内部RAM的可 寻址区和SFR区中的字节地址可以被8整除 （即地址以“0”或“8”结尾）的寄存器所占空 间。

南京理工大学《微机原理与接口技术》第二章 指令系统(1)PPT课件

2009年
28.07.2020
1
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第二章 8086/8088 指令系统
2.1 概述
2.2 寻址方式
2.3 数据传送指令
2.4 算术运算指令
2.5 逻辑运算指令
2.6 串操作指令
MOV AX, 0102H
；AX←0102H
28.07.2020
11
立即数寻址方式
28.07.2020
12
例：
• 将立即数0102H送至AX寄存器
• 汇编指令: MOV AX,0102H ; • 指令功能: AX←0102H ; • 指令代码：B8 02 01
28.07.2020
13
28.07.2020
与机器指令一一对应，需要翻译成机器指令才能运
行
10110000 00000001
28.07.2020
MOV AL, 1 4
一、指令的组成
操作码 操作数
指令由操作码和操作数两部分组成
• 操作码说明计算机要执行哪种操作，如传送、运算、 移位、跳转等操作，它是指令中不可缺少的组成部 分
操作数是指令执行的参与者，即各种操作的对象
15
2 寄存器寻址方式
• 操作数存放在CPU的内部寄存器reg中：
– 8位寄存器r8： AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL – 16位寄存器r16： AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP – 4个段寄存器seg： CS、DS、SS、ES
• 寄存器名表示其内容（操作数）
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MOV R0,#20H MOV @R0，A
；A→地址为20H的内部RAM （内部RAM地址8位） MOVX A，@R1 ；外部RAM（地址为P2 R1 ） 的 内容→A （外部RAM地址16位） MOVX @DPTR，A ；A→以DPTR内容为地址 的外部RAM

5、变址寻址
以DPTR或PC寄存器中的内容加上A累加器的内容之和， 形成操作数地址的寻址方式。其中累加器A内容是可变 的。 例如： MOVC A, @A+DPTR MOVC A, @A+PC ; （A+DPTR ）作为地址的单元内容 -> A
dir A Rn
图2.8
@Ri
XCH交换指令示意图
例：设A= FFH，R1=30H,(30H)=87H,执行指令 XCH A，@R1 后， A= ？ 87H
FFH ，(30H)= ？
习题 将片内RAM 60H单元与 61H单元的数据交换 XCH 60H，61H ←对吗？
2、低半字节交换 XCHD
MOV B，R0 ；R0→B，R0为寄存器寻 址，B为直接寻址 机器码 88F0，其中 F0为B的 字节地址（见表1-2） PUSH ACC ；A的内容压入堆栈 机器码C0E0
4、寄存器间址
以寄存器中的内容为操作数地址的寻址方式，也 就是 操作数存放在以寄存器内容为地址的单元中。 前面加上@ 例如
→
× ◎
←
A4～ 7
◎ ×
例：A=0FH,
执行：SWAP
结果：
A ;
A=F0H
2.3 算术运算和逻辑运算指令
算术运算有： 加 进位加 与 或 逻辑运算有：
借位减
加1 减1 乘 除
异或
2.3.1 算术指令和逻辑指令对标志位的影响


1） 凡是对A 操作指令（包括传送指令）影响奇 偶标志P 2） 传送指令、加 1、减 1 指令、逻辑运算指令 不影响Cy、 OV、AC 标志位。 3） 加减运算指令影响标志位，乘除指令使 Cy=0，当乘积大于255，或除数为0时，OV置 1。 4） 对进位位Cy（指令中用C表示）进行操作的 指令和大环移指令，显然会影响Cy。
+ -1
dir A Rn
@Ri
+ -1 + -1
INC
+ -1
图2.13 INC、DEC指令
减 1 指令:
+1
DPTR 图2.14 INC DPTR
DEC
提问：没有DEC DPTR指令，怎么解决DPTR的减 1？
2.3.5 十进制调整指令
调整指令： DA A
调整方法： 和低4位大于9或有半进位则低4位加6；

3、堆栈操作指令 （1）入栈指令 PUSH dir ; SP+1→ SP , (dir) → SP

(2) 出栈指令 POP dir ; (SP) → dir , SP-1 → SP (3) 堆栈操作指令说明： 1）单片机初始化时，SP＝07H,如不重置 SP,将从内部RAM 08H单元开始压入； 2）堆栈操作是字节数据操作，即每次 操作压入或弹出一个8位数。
（2）以Rn 为目的操作数 A MOV R n , dir #data
例2－8：如果，(40H)=30H , MOV R7, 40H ;执行后，R7=30H 。
（3）以DPTR为目的操作数 MOV DPTR , #data ; 执行后DPTR=data 例 2－9：MOV DPTR ,#0A123H ; 执行后，DPTR=A123H
2.3.2 以A为目的操作数的算术、逻辑运算指令（24条） 加 ADD
dir @Ri
进位加 ADDC 借位减 SUBB 与 ANL 或 ORL
A
Rn
#data
A,
Rn, @Ri #data dir
异或 XRL
2.3.3 以dir为目的操作数逻辑运算指令（6条） A 与 ANL 或 ORL 异或 XRL
2.1 寻址方式
1、立即寻址
指令中直接给出操作数的寻址方式。
在51系列单片机的指令系统中，立即数用一个 前面加 “#“号的8位数(#data，如#30H)或16 位数(#data16，如#2052H)表示。立即寻址中 的数，称为立即数。 例如指令：MOV A，#30H MOV DPTR, #2000H
, CY=0
2.3.7 乘、除法指令
1、乘法指令
MUL AB ; A× B → BA
说明：实现8位无符号乘法；
16位积， 高8位→ B, 低8位→ A。
例：A=50H
, B=A0H ,执行 MUL AB 指令 ,B=32H 。
结果：A=00H
2、除法指令 DIV A B ; A÷ B→商在A中，余数在B中。 B放除数；若除数B=00H，则执行指令后，溢 出标志OV=1, A、B内容不变。
# data16: 表示16位立即数，即16位 常数，取值范围为#0000H～ #0FFFFH addr16 : 表示16位地址 addr11 : 表示11位地址 rel : 相对偏移量（为一字节补码） 用于相对转移指令中 bit :位地址，在位地址空间中。

$: 表示当前指令的地址。
41H 40H
78H 78H
3、寄存器寻址
以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。操作数 存放在寄存器中。
寻址对象：A，B，DPTR，R0～R7 。 A可以寄存器寻址又可以直接寻址， 直接寻址时写作ACC
例如：MOV A，R0 ；R0→A，A、R0均为寄
MUL AB 存器寻址，机器码E8 ；A*B→BA，A、B为寄 存器寻址，机器码A4
2、外部存储器和A累加器之间的传送
外部数据 存储器
MOVX
A
MOVC
程序
存储器
MOVX
@Ri , A @DPTR , A A , @Ri A , @DPTR
MOVC
A , @A+PC
A , @A+DPTR
例2－12：将立即数23H送入外部RAM 0FFFH单元。 MOV A , #23H MOV DPTR , #0FFFH MOVX @DTPR , A 也可以用一下指令：(使用P2口和8位寄存器Ri间址） MOV A ,#23H MOV P2, #0FH MOV R1, #FFH MOVX @R1 ,A
例：A=28,B=12H 结果：
说明：实现两个8位无符号数除法。A放被除数，
，执行 DIV AB 指令
A=02H , B=04H 。
2.4 控制转移指令
MCS-51单片机的控制转移指令有以下类型： 无条件转移：无需判断，直接转移。 条件转移：判断条件，满足则转移。 绝对转移：直接转移到某个地址处。 相对转移：转移的目的地址用相对于当前偏移地址表示 长转移或长调用：目的地址距当前PC 64KB地址范围内。 短转移或短调用：目的地址距当前PC 2KB地址范围。
指令中的常用符号

Rn: n=(0～7），表示当前工作寄存器R0～R7中 的一个。 Ri: i=(0、1），代表R0和R1寄存器中的一个，

用作间接寻址寄存器。

dir : 8 位直接字节地址（片内 RAM 和 SFR ） #data : 8位立即数，即8位常数。可以为2进制 （B）、 10进制、 16进制（H）、 字符 （‘ ’）、
（A+PC）作为地址的单元内容 -> A

6、相对寻址 将程序计数器PC的当前值与指令第二字 节给出的偏移量相加，从而形成转移的目 标地址。


相对寻址只用于修改PC的值，主要用于程序分支转移，
例如：SJMP 80H; 指令执行后，转移到地址为PC+08H处执行程序(即指令 地址＋0AH,因为该指令为2字节，这里的当前PC是该指 令的地址＋2）。
A , @Ri
;A0～ 3 ← → ( (Ri))0～ 3
内部RAM(Ri)的低4位和A的低4位交换
例：A=34H, 执行
(50H)=96H
MOV R1 ,#50H XCHD A , @R1 , (50H)=94H
结果：A=36H
3、A的高、低半字节交换

SWAP A ; A0～ 3 执行前：A 执行后：A
2、直接寻址：直接给出操作数所在地址的寻址方式
寻址对象： ①内部数据存贮器：使用它的地址。 ②特殊功能寄存器：既可使用它的地址，也可以 直接 使用寄存器名。 例：MOV A，40H ; A=56H
41H 40H 78H 56H
MOV 40H，41H ; 内部RAM （41H）→40H （40H）=（41H）=78H MOV P0，#45H ；45H→P0， P0为直接寻址的 SFR，其地址为 80H，
第二章 指令系统
内容提要



寻址方式 传送与交换指令 算术运算、逻辑运算指令 控制转移指令 位操作指令
MCS-51单片机汇编语言指令格式:
操作符 目的操作数，源操作数
操作符指明该指令完成什么操作； 操作数是指明该指令的操作对象。 目的操作数是存放结果的。 源操作数是指操作对象的来源。 指令中操作数提供的方式称为寻址方式。
MOV @Ri,
A dir #data
#data
Rn #data MOV A , dir @Ri A Rn, MOV dir , @Ri #data dir A MOV Rn , dir #data
（1）以A为目的操作数 Rn dir @Ri #data
MOV A ,
例2－7：如果，R1=20H, (20H)=55H, MOV A ,@R1 ;执行后，A=55H 。
7、位寻址
对位地址中的内容作位操作的寻址方式。
对片内RAM中20H～2FH中的128个位地址及SFR中 的可位寻址的位地址寻址。 例如：SETB 20H；20H位置1。(P21) MOV C，20H；20H位的内容送CY标志