2015年计算机三级考试PC技术基础知识（8）
发布时间：2012/4/28 16:14:10 来源：城市网学院 编辑：ziteng
二、ALU结构
运算器主若是由寄放器和算术逻辑线路组成的。寄放器首要用来存放数据，其长度取决于运算数据的位数，它每位触发器的状况与所暗示数据对应位的数值是一一对应的。假设商定，触发器右端输出高即位为“1”，其输出低即位为“0”。若一个数据第i位为“1”，则寄放器第i位触发器右端输出为高即位，或者说，状况为“1”。是以，加入运算的数据或运算结不美观都可保留在寄放器中。
算术逻辑线路主若是完成各类运算功能。它是按照各类运算轨则而设计的组合逻辑线路，一般没有寄放的功能，它的焦点部门是加法器。因为加、减、乘、除等算法都归结为加法与移位操作，所以加法器的设计是算术逻辑线路设计的关头。
三、指令系统
(一)指令和指令系统
指令首要由两个部门组成:
操作码———用来指出计较机应执行何种操作的一个二进制代码。例如:加法、减法、乘法、除法、取数、存数等各类根基操作，它们均有各自响应的操作码。
操作数地址———指出该指令所操作(措置)的对象(称为操作数)地址的存储单元的地制鹕砥较机中操作数可以相当矫捷地指定，它可以直接包含在指令中，可以在CPU的某个寄放器中，一般情形是在存储器的某个(些)存储单元中。指定操作数地址位置的体例称为寻址体例。分歧的计较机具有各自分歧的指令，对某种特定的计较机而言，其所有指令的集结，称为该计较机的指令系统。
(二)指令的特征和功能
一般而言，指令系统应该具备下述特征:
(1)指令的完整性。是指一个指令系统应知足给定的算法，可编出轨范并实现之。
(2)指令的有用性。指令系统中所包含的指令必需是有用的，从而可用相当傲幽指令编出实现某种算法的轨范。
(3)指令的简明性。它指一个指令系统能简化指令措置机的操作，又能简化编程。
(4)指令的效率。它指系统中指令的执行时刻。
此外，尚要求指令系统应便于记忆和理解，占用内存少，尽量缩短逻辑延迟等。
(三)寻址体例
1.当即寻址
当即寻址又称当即数寻址。操作数紧跟在操作码之后，直接放在指令中，这种操作数称为当即数。当即数划定只能为整数。当即数可所以8位或16位，要求低字节数放在低位地址中，高字节数放在高位地址中。
2.寄放器寻址
操作数在CPU的内部寄放器中，寄放器名由指令指出，这种寻址体例称之为寄放器寻址体例。对8位操作数，寄放器可所以AL，AH，BL，BH，CL，CH，DL，DH中的肆意矣闽，对16位操作数，寄放器可所以AX，BX，CX，DX，SI，DI，SP或BP之一。
3.直接寻址
直接寻址体例的操作数地址的16位偏移量(又称有用地址EA)直接包含在指令中，它紧跟在操作码之后，存放在代码段区域。如不美观指令前面无前缀指明在哪一段，则默认操作数存放在数据段寄放器DS中。它的地址为数据段寄放器DS加上这16位地址偏移量。
4.寄放器借居寻址
寄放器借居寻址体例的操作数在存储器中，操作数地址的16位偏移量包含在寄放器BX、BP、SI和DI之一中。如不美观指令中未具体用前缀指明是哪个段寄放器，则寻址时，对BX、SI、DI寄放器，默认操作数在数据段寄放器DS中，即数据段寄放器DS加上SI、DI、BX中的偏移量为操作数的地址。
5.寄放器相对寻址(或称变址寻址)
采用寄放器借居寻址时，许可在指令中指定一个8位或16位的偏移量，这样，有用地址由一个基址或变址寄放器的内容加上一个偏移量来获得。即
有用地址EA= +(8位偏移量或16位偏移量)
6.基址加变址寻址
将一个基址寄放器的内容加上一个变址寄放器的内容形成操作数的有用地址，这种寻址称为基址加变址寻址体例。这种寻址体例中，基址寄放器名和变址寄放器名均由指令指出。如无段跨越前缀，对BX寄放器默认的段寄放器为DS。只要用上寄放器BP，则默认的段寄放器为SS。
7.相对的基址加变址寻址
与寄放器相对寻址类拟，基址加变址寻址也许可带一个8位或16位的位移量。是以，操作数的有用地址是一个基本寄放器的内容加上一个变域寄放器的内容，再加一个8位或16位的偏移量。
8.比例变址寻址
比例变址寻址只能在80386到Pentium微措置器中使用。比例变址是指一对寄放器中的第二个用比例因子2、4或8来乘，发生操作数的内存地址。
(四)指令名目1.8086指令名目
8086/8088指令长度是斗劲矫捷的，可在1～6个字节之间转变，组成如下表所示。
8086CPU指令形式
操作码 MOD字节
偏移量
操作码 MOD字节 DATA/DISP
操作码 MOD字节 DATA/DISPL DATA/DISPH
操作码 MOD字节 DATA/DISPL DATA/DISPH
DATA
操作码 MOD字节 DATA/DISPL DATA/DISPH DATAL DATAH
2.Pentium指令的一般名目
Pentium微措置器指令的一般名目如下图所示。从图中可看到，一条指令是由可任选的指令前缀(可以以任何的顺序)、一个或两个源操作码字节、有可能要用的地址声名符(由ModR/M字节和按比例变址基址SIB字节组成)、一个位移量(按照需要)和一个当即操作数数据字段(如不美观需要的话)等元素组成的。
指令前缀 地址巨细 前缀操作数 巨细前缀 段超前前缀
0或1 0或1 0或1 0或1
………………………………………………………………
字节数
操作码 Mod R/m SIB 位移量 当即数
1或2 0或1 0或1 0或10，1，2或4
………………………………………………………………
字节数
Pentium指令的一般名目
(五)指令周期
微措置器的工作过程，不外乎掏出指令、执行指令，另掏出指令、执行指令……这样一个轮回过程。一条指令的掏出和执行所必需的时刻，称为指令周期。指令周期依掏出指令的时刻分歧而分歧。
(六)指令的流水线和并行节制
为了提高计较机访谒存储器和执行指令的措置速度，可以让一些需要计较机措置的多项操作在时刻上重叠进行，甚至设计出多个功能不异或四周的部件同时对其进行措置，这种手艺就是流水线与并行执行手艺。
