指令系統(tǒng)、機(jī)器語言、匯編語言

1、指令系統(tǒng)、機(jī)器語言、匯編語言Dr. Chen 么是指令系統(tǒng)n指令系統(tǒng)是CPU執(zhí)行的基本操作，是計算機(jī)軟件和硬件的界面。n分為RISC和CISC兩大類n指令的基本內(nèi)容q算術(shù)邏輯運(yùn)算q存儲器訪問q轉(zhuǎn)移指令CPU中的基本概念n內(nèi)存q統(tǒng)一編址的存儲單元q存儲單元中數(shù)據(jù)的含義由程序解釋n算術(shù)邏輯部件（ALU）q完成算術(shù)（加、減、乘、除等）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）n寄存器qCPU上的一小塊存儲區(qū)域，用于存儲中間結(jié)果CPU中的基本概念n控制器：控制指令的執(zhí)行過程q程序計數(shù)器（PC）：存放下一條指令地址的寄存器qIR：存放當(dāng)前指令的寄存器q數(shù)據(jù)寄存器指令的執(zhí)行過程n根據(jù)PC

2、從存儲器中取出指令，保存到IR寄存器中；n根據(jù)IR寄存器中的指令內(nèi)容進(jìn)行操作；q計算q存儲器訪問q轉(zhuǎn)移指令q修改PC值一個虛擬的計算機(jī)Pep-7nPep-7的寄存器結(jié)構(gòu)qPC（8位）qIR（24位）q累加器A（16位）q狀態(tài)位N（1位）q狀態(tài)位Z（1位）nPep-7的存儲器結(jié)構(gòu)q有4096個字節(jié)nPep-7的指令系統(tǒng)n指令格式（24位）0指令操作碼（5位）尋址方式（2位）：00立即尋址；01直接尋址數(shù)據(jù)（16位）一些指令實(shí)例操作碼（5位）含義操作碼（5位）含義00000停機(jī)00001將操作數(shù)裝入A00010將A的內(nèi)容存入到操作數(shù)中00011將操作數(shù)加到A中00100將寄存器A中減去操作數(shù)110

3、11將字符輸入操作數(shù)11100從操作數(shù)輸出字符兩種不同的尋址方式n立即尋址：數(shù)據(jù)存放在操作數(shù)中nA=11111b=31n直接尋址：數(shù)據(jù)的地址存放在操作數(shù)中nA=11111b=31，從內(nèi)存單元31取一個字到A中000100000000000000011111000100010000000000011111程序輸出“Hello”n二進(jìn)制代碼11100000 00000000 01001000 E0 00 4811100000 00000000 01101001 E0 00 6511100000 00000000 01101100 E0 00 6C11100000 00000000 01101100

4、 E0 00 6C11100000 00000000 01101111 E0 00 6F程序的二進(jìn)制代碼存儲地址 內(nèi)容0000 ：11100000 00000000 01001000 E0 00 480003 ：11100000 00000000 01101001 E0 00 650006 ：11100000 00000000 01101100 E0 00 6C0009 ：11100000 00000000 01101100 E0 00 6C000C ：11100000 00000000 01101111 E0 00 6F程序的執(zhí)行過程PC=0000H1、取指令I(lǐng)R=PC=0000H=E0 0

5、0 482、譯碼根據(jù)指令前5位發(fā)現(xiàn)此指令為輸出指令；3、取操作數(shù)因?yàn)槭橇⒓磳ぶ贩绞?，所以取指令中的?nèi)容0048H。4、執(zhí)行將操作數(shù)作為輸出。屏幕顯示“H”5、PC自加PCPC+3=0003HPC機(jī)的引導(dǎo)過程nBIOS（Basic Input Output System）是在主板上預(yù)先燒制好的啟動代碼；n操作系統(tǒng)的內(nèi)容存儲在硬盤上。n操作的主要流程包括：q系統(tǒng)加電，從BIOS開始取指令執(zhí)行，完成硬件自檢q從硬盤上讀入引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)容到內(nèi)存，并執(zhí)行q由引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)容從硬盤上讀取操作系統(tǒng)到內(nèi)容，引導(dǎo)進(jìn)入操作系統(tǒng)。匯編語言(Assemble Language)n匯編語言(Assemble Language)：一種低級語言，用助記符表示特定計算機(jī)的機(jī)器語言指令n匯編器(Assembler)：將匯編語言程序翻譯成機(jī)器代碼的程序Pep-7的匯編語言LOADA h#0008B, i操作碼操作數(shù)尋址方式指令含義：將0008H放入到寄存器A中指令的機(jī)器碼：000100000000000000001000總結(jié)n指令是CPU執(zhí)行的基本單位n指令的具體定義構(gòu)成了機(jī)器語言，是一套精巧的二進(jìn)制編碼q指令系統(tǒng)分為RISC和CISC兩大類q指令系統(tǒng)一般包括運(yùn)算指令，存儲器訪問指令、轉(zhuǎn)移指令等q指令系統(tǒng)的