计算机组成 - 指令系统
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正文
上图是机器指令执行状态示意图。
计算机中的数据一般按两方式存储在存储器中:大端存储和小端存储。最低有效字节存储在最高位,最低有效字节存储在最低位置。
指令类型分为:(1)数据传输类(2)算术运算类(3)逻辑运算类(4)数据转换类(5)输入输出类(6)系统控制类(7)控制传递类
程序计数器,也叫EIP,用来存储下一条指令的地址。
指令寄存器(IR)用来保存当前正在执行的一条指令。
主存与CPU的硬连接有三组连线:地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。把主存看作一个黑盒子,存储器地址寄存器(MAR)和存储器数据寄存器(MDR)是主存和CPU之间的接口。MAR可以接收由程序计算器的指令地址或来自运算器的操作数的地址,以确定要访问的单元。MDR是向主存写入数据或从主存读出数据的缓冲部件。MAR和MDR从功能上属于主存,但通常放在CPU内。
(1)CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)的基本思想是:进一步增强原有指令的功能,用更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能,实现软件功能的硬化。
(2)RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)的基本思想是:通过减少指令总数和简化指令功能,降低硬件设计的复杂度,使指令能单周期执行,并通过优化编译,提高指令的执行速度。
中断处理方法
(1)多中断信号线法
(2)中断软件查询法
(3)菊花链法
(4)总线仲裁法
(5)中断向量表法
总线结构
(1)内部总线。用于芯片一级的互连
(2)系统总线。用于插件板一级的互连
ISA:24条地址线,16条数据线,以及控制总线、电源线和地线
EISA:32位总线
PCI:总线时钟与处理器时钟是独立、非同步的。PIC总线上的设备是即插即用的。
(3)外部总线。用于设备一级的互连
RS-232c:串行总线
SCSI:并行总线
USB:串行总线
IEEE-1394:高速串行总线
IEEE-488:并行总线