微机原理宋志平第四章课件

微机原理宋志平第四章课件•第四章指令系统目录•第四章汇编语言程序设计CONTENTS•第四章微处理器结构和工作原理•第四章存储器系统01CHAPTER第四章指令系统指令系统的基本概念指令指令系统的发展是用来描述计算机执行操作的随着计算机技术的不断发展，命令，由操作码和操作数组成指令系统也在不断演变和改进指令系统指令系统的分类是指计算机中所有指令的集合，根据不同的分类标准，可以将是计算机的基本构成部分指令系统分为不同的类型，如按操作码长度、寻址方式、数据类型等指令格式指令格式的概念指令格式的设计是指令系统中指令的书写格式，包括操作码指令格式的设计需要考虑多种因素，如指令和操作数的安排和表示方式长度、寻址方式、数据类型等常见指令格式指令格式的优化常见的指令格式有零地址指令、一地址指令、为了提高指令执行效率，可以对指令格式进二地址指令和三地址指令等行优化设计指令和操作数的寻址方式寻址方式的概念常见寻址方式是指计算机在执行指令时寻找操作数的方式常见的寻址方式有立即寻址、寄存器寻址、内存寻址、基址寻址、变址寻址等寻址方式的优化寻址方式的实现为了提高指令执行效率，可以对寻址方式进寻址方式的实现需要硬件的支持，如地址码行优化设计的产生、地址码的解码等指令系统指令系统的概念指令系统的设计是指计算机中所有指令的集合，是计指令系统的设计需要考虑多种因素，算机的基本构成部分如指令长度、寻址方式、数据类型等常见指令系统指令系统的实现常见的指令系统有复杂指令集计算机指令系统的实现需要硬件的支持，如（CISC）和精简指令集计算机指令码的产生、指令码的解码等（RISC）02CHAPTER第四章汇编语言程序设计汇编语言概述汇编语言定义01汇编语言是一种面向机器的程序设计语言，用助记符表示指令，具有低级语言的特性汇编语言的特点02汇编语言具有高度的灵活性，可以直接控制硬件，运行速度快，代码紧凑汇编语言的应用03汇编语言常用于系统软件、嵌入式系统、游戏开发等需要高效、直接控制硬件的领域汇编语言程序结构汇编源程序汇编源程序是由汇编指令和伪指令组成的文本文件，描述了计算机硬件执行的操作汇编语言程序的基本结构一个完整的汇编语言程序通常包括程序头、程序体和程序尾三个部分伪指令的作用伪指令用于提供编译程序在汇编过程中所需要的各种信息，如内存单元的分配、程序入口地址的指定等汇编语言程序设计汇编语言程序设计的基本步骤分析问题、设计算法、编写程序、调试程序1汇编语言程序设计的基本技巧利用寄存器、编写子程序、使用条件分支和循环2结构等常见汇编指令及其功能如MOV、ADD、SUB、MUL、DIV等，用于实3现数据传输、算术运算、逻辑运算等功能汇编语言程序的上机过程汇编语言的编译和链接将汇编源代码编译成目标文件，再将目标文件链接成可执行文件的过程上机运行汇编程序通过命令行或集成开发环境运行可执行文件，观察程序的输出结果调试汇编程序使用调试工具检查程序的运行状态，查找并修正程序中的错误03CHAPTER第四章微处理器结构和工作原理微处理器的基本结构控制器运算器负责协调微处理器各部分的工作，根据指负责进行算术和逻辑运算，处理数据和执令执行相应的操作行指令寄存器组总线接口用于存储指令、数据和状态信息，是微处负责微处理器与内存和其他外部设备之间理器内部的重要组件的数据传输微处理器的工作原理取指从内存中读取指令并存放在指令寄存器中译码对指令进行译码，确定需要执行的操作和操作数执行根据译码结果，由控制器协调运算器和寄存器组完成指令规定的操作访存根据需要访问内存或输入/输出设备，进行数据传输微处理器的指令系统及汇编语言01020304指令系统汇编语言汇编语言的优点汇编语言的缺点微处理器支持的指令集合，一种低级语言，与指令系可以直接控制硬件，执行编写难度大，可移植性差，包括算术、逻辑、控制和统相对应，用于编写程序速度快，占用存储空间少维护困难输入/输出指令等04CHAPTER第四章存储器系统存储器概述010203存储器定义存储器分类存储器作用存储器是计算机中用于存根据存储介质、读写方式、存储器是计算机的重要组储数据和程序的硬件设备工作方式等不同，存储器成部分，用于存储程序、有多种分类方式数据和指令，支持计算机的快速读写操作主存储器主存储器定义主存储器组成主存储器读写方式主存储器是计算机中直接主存储器由多个存储单元主存储器采用随机存取方与CPU交换数据的存储器，组成，每个存储单元可以式，即CPU可以直接访问也称为内存储器存储一个二进制数任意地址的存储单元，实现快速读写操作高速缓冲存储器（Cache）高速缓冲存储器定义01高速缓冲存储器是一种介于CPU和主存储器之间的存储器层次结构，用于存放CPU近期使用的数据和指令高速缓冲存储器工作原理02当CPU需要访问数据或指令时，会首先访问高速缓冲存储器，如果所需数据或指令不在其中，再从主存储器中读取，同时将所需数据或指令复制到高速缓冲存储器中，以便下次快速访问高速缓冲存储器的性能影响03高速缓冲存储器的容量、命中率和替换策略等参数对计算机性能有重要影响辅助存储器辅助存储器定义辅助存储器的特点辅助存储器是指除主存储器和高速缓辅助存储器的特点是容量大、价格低、冲存储器之外的存储器读写速度慢辅助存储器种类常见的辅助存储器包括硬盘、光盘、U盘等THANKS谢谢。