這篇文章給大家分享的是有關計算機中應用程序指令可以分為哪幾類的內(nèi)容。小編覺得挺實用的,因此分享給大家做個參考,一起跟隨小編過來看看吧。
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理論上說,應用程序里的指令可以分成中央處理器(CPU)的指令集以及用于向操作系統(tǒng)請求特定的服務這兩類。
中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規(guī)模的集成電路,是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。
中央處理器主要包括運算器(算術邏輯運算單元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速緩沖存儲器(Cache)及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)(Data)、控制及狀態(tài)的總線(Bus)。它與內(nèi)部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設備合稱為電子計算機三大核心部件。
CPU操作指令的處理流程大概分為:取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回等幾步。每條指令需要1~6個字節(jié)不等,這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個字節(jié)表明指令的類型:高4位是代碼部分(例:6為整數(shù)類操作指令),低4位是功能部分(例:1為整數(shù)類中的減法指令) 61合起來即為sub指令。
處理指令流程
指令集的一個重要性質(zhì)就是字節(jié)編碼必須有的解釋。任意一個字節(jié)序列要么是一個的指令序列的編碼,要么就不是一個合法的字節(jié)序列。因為每條指令的第一個字節(jié)有的代碼和功能組合,給定這個字節(jié),我們就可以決定所有其他附加字節(jié)的長度和含義。
每條指令需要1~6個字節(jié)不等,這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個字節(jié)表明指令的類型:高4位是代碼部分(例:6為整數(shù)類操作指令),低4位是功能部分(例:1為整數(shù)類中的減法指令) 61合起來即為sub指令。
下面是處理每條指令的流程圖:
取指(fetch)
取值階段從存儲器讀取指令字節(jié),放到指令存儲器(CPU中)中,地址為程序計數(shù)器(PC)的值。它按順序的方式計算當前指令的下一條指令的地址(即PC的值加上已取出指令的長度)。
譯碼(decode)
ALU從寄存器文件(通用寄存器的集合)讀入最多兩個操作數(shù)。(即一次最多讀取兩個寄存器中的內(nèi)容)
執(zhí)行(execute)
在執(zhí)行階段會根據(jù)指令的類型,將算數(shù)/邏輯單元(ALU)用于不同的目的。對其他指令,它會作為一個加法器來計算增加或減少棧指針,或者計算有效地址,或者只是簡單地加0,將一個輸入傳遞到輸出。
條件碼寄存器(CC)有三個條件位。ALU負責計算條件碼新值。當執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令時,會根據(jù)條件碼和跳轉(zhuǎn)類型來計算分支信號cnd。
訪存(memory)
訪存階段,數(shù)據(jù)存儲器(CPU中)讀出或?qū)懭胍粋€存儲器字。指令和數(shù)據(jù)存儲器訪問的是相同的存儲器位置,但是用于不同的目的。
寫回(write back)
寫回階段最多可以寫兩個結(jié)果到寄存器文件。寄存器文件有兩個寫端口。端口E用來寫ALU計算出來的值,而端口M用來寫從數(shù)據(jù)存儲器中讀出的值。
更新PC(PC update)
根據(jù)指令代碼和分支標志,從前幾步得出的信號值中,選出下一個PC的值。
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