指令系统、机器语言、汇编语言.ppt

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1、指令系统、机器语言、汇编语言Dr.Chen Hu什么是指令系统n指令系统是CPU执行的基本操作，是计算机软件和硬件的界面。n分为RISC和CISC两大类n指令的基本内容q算术逻辑运算q存储器访问q转移指令CPU中的基本概念n内存q统一编址的存储单元q存储单元中数据的含义由程序解释n算术逻辑部件（ALU）q完成算术（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非、异或等）n寄存器qCPU上的一小块存储区域，用于存储中间结果CPU中的基本概念n控制器：控制指令的执行过程q程序计数器（PC）：存放下一条指令地址的寄存器qIR：存放当前指令的寄存器q数据寄存器指令的执行过程n根据PC从存储器中取出指令，保存

2、到IR寄存器中；n根据IR寄存器中的指令内容进行操作；q计算q存储器访问q转移指令q修改PC值一个虚拟的计算机Pep-7nPep-7的寄存器结构qPC（8位）qIR（24位）q累加器A（16位）q状态位N（1位）q状态位Z（1位）nPep-7的存储器结构q有4096个字节nPep-7的指令系统n指令格式（24位）0指令操作码（5位）寻址方式（2位）：00立即寻址；01直接寻址数据（16位）一些指令实例操作码（5位）含义操作码（5位）含义00000停机00001将操作数装入A00010将A的内容存入到操作数中00011将操作数加到A中00100将寄存器A中减去操作数11011将字符输入操作数11

3、100从操作数输出字符两种不同的寻址方式n立即寻址：数据存放在操作数中nA=11111b=31n直接寻址：数据的地址存放在操作数中nA=11111b=31，从内存单元31取一个字到A中000100000000000000011111000100010000000000011111程序输出“Hello”n二进制代码11100000 00000000 01001000 E0 00 4811100000 00000000 01101001 E0 00 6511100000 00000000 01101100 E0 00 6C11100000 00000000 01101100 E0 00 6C111

4、00000 00000000 01101111 E0 00 6F程序的二进制代码存储地址 内容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程序的执行过程PC=0000H1、取指令IR=PC=0000H=E0 00 482、译码根据指令前5位发现

5、此指令为输出指令；3、取操作数因为是立即寻址方式，所以取指令中的内容0048H。4、执行将操作数作为输出。屏幕显示“H”5、PC自加PCPC+3=0003HPC机的引导过程nBIOS（Basic Input Output System）是在主板上预先烧制好的启动代码；n操作系统的内容存储在硬盘上。n操作的主要流程包括：q系统加电，从BIOS开始取指令执行，完成硬件自检q从硬盘上读入引导扇区内容到内存，并执行q由引导扇区内容从硬盘上读取操作系统到内容，引导进入操作系统。汇编语言(Assemble Language)n汇编语言(Assemble Language)：一种低级语言，用助记符表示特定计

6、算机的机器语言指令n汇编器(Assembler)：将汇编语言程序翻译成机器代码的程序Pep-7的汇编语言LOADA h#0008B,i操作码操作数寻址方式指令含义：将0008H放入到寄存器A中指令的机器码：000100000000000000001000总结n指令是CPU执行的基本单位n指令的具体定义构成了机器语言，是一套精巧的二进制编码q指令系统分为RISC和CISC两大类q指令系统一般包括运算指令，存储器访问指令、转移指令等q指令系统的寻址方式：立即寻址，直接寻址n指令的执行过程q指令序列存储在存储器中（von Neumann结构）q由PC从存储器中取出指令，q经过译码执行等过程完成一条指令的执行n汇编程序和汇编器