Tiếp tục chương 3, Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Chương 4 giới thiệu nội dung về Kién trúc tập chỉ thị ISA ( Instruction Set Architecture): các đặc trưng, thành phần, biểu diễn chỉ thị. Mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 4 - Nguyễn Hồng Sơn
- om
Bài 4
.c
KIẾN TRÚC TẬP CHỈ THỊ
ng
ISA (Instruction Set Architecture)
co
an
th
ng
Nguyễn Hồng Sơn
o
du
u
cu
1/33
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tập chỉ thị
om
.c
Tập hợp các chỉ thị khác nhau mà bộ xử lý
ng
có thể thực thi
co
an
th
o ng
du
u
cu
2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Các đặc trưng
om
.c
Các thành phần của một chỉ thị
ng
co
Biểu diễn chỉ thị
an
th
Loại chỉ thị ng
o
Số địa chỉ
du
u
Đặc trưng thiết kế
cu
3
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Các thành phần
om
.c
Mã lệnh (Operation code)
ng
co
Toán hạng nguồn (Source operand)
an
Toán hạng đích (Result operand)
Bộ nhớ chính hay bộ nhớ ảo
th
ng
Thanh ghi
o
du
Thiết bị I/O
u
cu
Tham chiếu chỉ thị kế (Next instruction reference)
Tường minh
Không tường minh
4
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Biểu diễn chỉ thị
om
.c
Một tuần tự bit
ng
co
Biểu diễn mỗi thành phần như thế nào
an
Opcode
th
Operand Operand
o ng
du
u
cu
5
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Loại chỉ thị
om
.c
Tính toán
ng
co
Số học
an
Luận lý
Lưu trữ dữ liệu: memory th
ng
o
Di chuyển dữ liệu: I/O
du
u
Điều khiển: kiểm tra, rẽ nhánh, chuyển điều
cu
khiển
6
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Ví dụ rẽ nhánh
om
.c
ng
co
an
th
o ng
du
u
cu
7
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Gọi thủ tục
om
.c
ng
co
an
th
o ng
du
u
cu
8
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Số lượng địa chỉ
om
.c
Bao nhiêu địa chỉ được chứa trong một chỉ
ng
thị
co
an
Địa chỉ được biểu diễn tường minh hay
không tường minh
th
o ng
địa chỉ bộ nhớ
du
thanh ghi, bộ tích lũy (accumulator)
u
cu
chỉ thị không địa chỉ
9
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Các đặc trưng thiết kế
om
.c
Tác vụ của lệnh
ng
co
Kiểu toán hạng
an
Các thanh ghi
th
ng
Chế độ địa chỉ
o
du
u
cu
10
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Các kiểu toán hạng
om
.c
Địa chỉ
ng
co
Con số
an
nguyên (integer)
th
dấu chấm động (floating point)
ng
o
thập phân, nhị phân
du
u
Ký tự
cu
Luận lý
11
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Tập chỉ thị được đo lường qua vài yếu tố
om
.c
ng
Kích thước lưu trữ mà chương trình cần
co
Độ phức tạp của tập chỉ thị cũng như độ phức tạp của
các tác vụ
an
th
Chiều dài của chỉ thị ng
Tổng số chỉ thị
o
du
Bao nhiêu thanh ghi và tổ chức các thanh ghi như thế
nào
u
cu
12
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Các cân nhắc thiết kế
om
.c
Chỉ thị ngắn hay dài
ng
Chiều dài cố định hay thay đổi (cố định dễ giải mã
co
nhưng lãng phí)
an
th
Tổ chức bộ nhớ (địa chỉ hóa theo byte hay không)
ng
Chỉ thị có chiều dài cố định không nhất thiết phải cố
o
du
định số toán hạng (expanding opcode)
u
cu
Chế độ địa chỉ hóa
Thứ tự lưu giữ các byte của các từ có nhiều byte như thế
nào (little endian và big endian)
13
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- om
.c
ng
co
an
th
o ng
du
u
cu
14
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Thứ tự byte của số nguyên
om
.c
memory memory
ng
address A +1 address A
co
Lưu ở dạng little-endian high-order byte low-order byte
an
th
ng
Integer (2 byte) D3 F2
o
du
u
cu
Lưu ở dạng big-endian low-order byte high-order byte
15
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Hỗ trợ lưu trữ bên trong CPU
om
.c
Kiến trúc stack: dùng một stack để thực thi chỉ thị,
ng
các toán hạng được ngầm định ở đỉnh stack, không
co
thể truy xuất ngẫu nhiên, khó sinh mã hiệu quả.
an
th
Kiến trúc accumulator: một toán hạng ngầm định
ng
(không tường minh) trong accumulator, tối thiểu
o
độ phức tạp nhưng lưu lượng bộ nhớ lớn.
du
Kiến trúc thanh ghi mục đích tổng quát (GPR:
u
cu
General Purpose Register): dùng một số thanh ghi,
truy xuất nhanh. Có hai đặc trưng chính: số lượng
toán hạng và cách thức địa chỉ hóa toán hạng
16
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Chế độ địa chỉ (addressing mode)
om
.c
Immediate addressing
ng
Direct addressing
co
Indirect addressing
an
Register addressing
th
ng
Register indirect addressing
o
Displacement addressing
du
Based addressing
u
cu
Indexed addressing
Stack addressing
Các chế độ cải tiến
17
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Địa chỉ tức thời
(Immediate addressing)
om
.c
Giá trị tham chiếu nằm ngay trong chỉ thị
ng
co
Không có tham chiếu bộ nhớ để lấy dữ liệu
an
Nhanh
Ví dụ
th
ng
ADD #5
o
du
Cộng 5 vào nội dung của thanh ghi AC
u
cu
5 là toán hạng
18
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Địa chỉ trực tiếp (Direct addressing)
om
.c
Toán hạng là địa chỉ của giá trị tham chiếu
ng
co
Tham chiếu một vị trí bộ nhớ để truy xuất
an
dữ liệu
th
ng
Ví dụ
o
du
ADD 3BF
u
cu
Cộng nội dung của ô nhớ 3BF với nội dung
trong AC
3BF là địa chỉ hiệu quả (effective address)
19
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- om
.c
ng
co
Opcode Address
Memory
an
th
o ng
du
3BF Nội dung tham chiếu
u
cu
20
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
