美文网首页
【学习笔记】 计算机系统结构-2.1

【学习笔记】 计算机系统结构-2.1

作者: 陈成_Adam | 来源:发表于2021-03-20 10:54 被阅读0次

指令系统

基本概念

指令系统(ISA)是一台计算机能够直接识别并执行的机器指令的集合。

指令系统是软硬件的分界面,

软件:应用程序
软件:编程(语言)
软件:操作系统/虚拟机
--指令系统(ISA)--
硬件:微体系结构
硬件:功能部件
硬件:元器件及电路

分类

主要分为X86、ARM和MIPS。

使用同一指令系统的计算机硬件实现可以不同,如:Intel和AMD都采用X86指令系统。

使用相同指令系统的软件是可以兼容的。

设计原则

  1. 可编程性(Programmability) -- 软件
  • 简单、高效的编程
  • 程序员、编译器
  1. 可实现性(Implementability) -- 硬件
  • 容易设计出高性能计算机
  • 架构师
  • 低功耗、高可靠、低成本
  1. 兼容性(Compatibility) -- 用户
  • 兼容性包括向上(向前)与向下(向后)兼容

设计要素

  1. 指令格式
  • 定长:指令规整,控制简单
  • 变长:节省指令空间,控制复杂
  • 编码
  1. 操作数存储位置、类型、长度、个数
  2. 寻址方式
  • 操作数
  • 立即数
  • 间接寻址
  1. 操作类型
  • add、sub、mul、move、compare...

结构分类

  1. 主存
add A, B, C // mem[A] = mem[B] + mem[C]
  1. 累加器
load B  // ACC = mem[B]
add C   // ACC = ACC + mem[C]
store A // mem[A] = ACC
  1. 堆栈
push B // stk[TOS++] = mem[B]
add    // stk[TOS++] = stk[--TOS] + stk[--TOS]
pop A  // mem[A] = stk[--TOPS]
  1. 通用寄存器组
  • 寄存器-存储器结构(RM)
load B, R1 // R1 = mem[B]
add C, R1  // R1 = R1 + mem[C]
  • 寄存器-寄存器结构(RR)
store R1, A // mem[A] = R1
load B, R1  // R1 = mem[B]

相关文章

网友评论

      本文标题:【学习笔记】 计算机系统结构-2.1

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/gurvcltx.html