计算机组成原理期末救急--下

指令

指令格式

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地址码

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将记录下一条地址的职责交给程序计数器后，那么指令就变成三地址了,随之而来的就是A1，A2能表示的地址范围变大了

程序计数器取出下一条指令地址后，会自动加一，指向下一条地址

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操作码

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扩展操作码

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举例:如果一开始连续读到4个1说明应该不是三地址指令，还需要往后继续试探，再读四个，如果还是4个1，那么说明应该不是二地址指令，还需要往后继续试探，再读四个，如果还是4个1，那么说明应该不是一地址指令，继续往后读，那么就是零地址指令了。

短操作码不能与长操作码前面部分代码相同,举例:如果我有一个三地址指令，他一开始是4个1，那机器就区分不出来他到底是三地址指令还是二地址指令了

扩展操作码举例

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指令操作码

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操作类型

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数据存放

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指令寻址

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操作数类型

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数据寻址

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寻址特征记录采用哪一种数据寻址方式，然后通过这种数据寻址方式将形式地址转换为操作数的真实地址

立即寻址

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直接寻址

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间接寻址

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多次间接寻址通过标志位1和0来决定此次是否是最后一次间接寻址

寄存器寻址

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寄存器间接寻址

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隐含寻址

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总结

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偏移寻址

基址寻址

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这里BR就是基址寄存器，保存了基地址，基地址加形式地址D，得到真实主存中的地址

这里可以这样理解: 如果要在主存中保存数组元素，那么基地址就是数组首元素地址

如果数据预定在主存中存放的位置发生了改变，只需要修改基址寄存器中的基地址即可

浮动程序意味着无论数据代码移动到主存哪里存放，都可以定位到具体位置

变址寻址

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D是数组元素首地址,即形式地址D作为基地址。

X作为偏移量，初始为0，即获取数组第一个元素

  • acc中放入0
  • x中放入0
  • x+d的地址，获取其值，与acc里面的值相加，结果存入acc
  • inx是变址寄存器中x值加一，即轮到了数组第二个元素
  • cpx判断当前变址寄存器中x值是否为10，如果是z=1,否则为0
  • 如果z=0,pc=m，继续循环,否则pc=pc+1，即跳出循环

通过变址寄存器中提供的累加功能，可以轻松完成循环程序

相对寻址

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小结

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堆栈寻址

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使用寄存器实现栈结构被称为硬堆栈，使用主存实现栈结构被称为软堆栈

CISC和RISC

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中央处理器

CPU功能

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运算器和控制器的功能

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运算器的基本结构

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控制器的基本结构

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CPU基本结构

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指令周期

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指令周期流程

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取址周期

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间址周期

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中断周期

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指令执行方案

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数据通路

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CPU内部单总线方式

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AD（IR）是取出指令的地址码部分

CPU内部单总线方式例题

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ADD （RO） R1 ：源操作数为R0，目的操作数为R1

二者相加的结果，存回源操作数R0中

R开头表示使用寄存器

不加括号，例如R1表示直接将操作数的值放入寄存器中(寄存器直接寻址）

加括号，例如(R0)表示将操作数的地址放在寄存器中(寄存器间接寻址)

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专用数据通路–取指周器

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举例:

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控制器的结构和功能

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控制单元的输入和输出

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硬布线控制器

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安排微操作时序

取指周期

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间址周期
在这里插入图片描述中断周期在这里插入图片描述

微程序
思想

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微程序设计结构

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控制存储器CM

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微指令格式

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微指令编码方式

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微指令地址形成方式

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微程序小结

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微程序控制单元设计

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硬布线和微程序比较

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指令流水线

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指令的表示方法

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流水线的性能指标

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机器周期的设置

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影响流水线的因素

1.结构相关(资源冲突)

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2.数据相关(数据冲突)

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  • 硬件阻塞方法
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  • 软件插入nop指令

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  • 数据旁路技术(通过输出位置加线,将数据转移到需要该数据的地方)

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  • 编译优化: 通过编译器调整指令顺序来解决数据相关

example:

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3.控制相关(控制冲突)

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流水线的分类

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流水线多发技术

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总线

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总线的特性

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总线的分类

  • 串行总线和并行总线

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  • 片内总线

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  • 系统总线

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系统总线的结构

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  • 四总线

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总线性能指标

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总线仲裁

基本概念

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集中仲裁

链式查询方式

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计数器查询方式

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独立请求方式

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小结

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分布仲裁

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总线操作和定时

总线传输的四个阶段

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同步定时方式—读命令

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异步定时方式—读命令

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举例:

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半同步通信

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分离式通信

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总线标准

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ISA和EISA

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PCI

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AGP

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PCI-E

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USB

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IO系统

基本概念

IO系统演变过程

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IO系统组成

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IO接口

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IO方式

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输入输出设备

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输入设备

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输出设备

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显示器

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外存储器

磁面存储器

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磁盘存储器

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性能指标

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寻址

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磁盘阵列

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光盘存储器

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固态硬盘

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IO接口

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IO接口的功能

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接口与端口

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IO端口及其编址

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IO接口的类型

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程序查询方式

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结构

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程序中断方式

中断的基本概念

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中断请求分类

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中断请求标记

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中断判优

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优先级
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中断处理过程

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中断隐指令

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硬件向量法

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中断服务程序

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单重中断和多重中断

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中断屏蔽技术

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中断系统小结

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程序中断方式

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DMA方式

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DMA控制器

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DMA传送过程

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DMA方式特点

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DMA方式与中断方式

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