超棒 计算机组成原理课件-第二篇信息的表示.ppt

主机调用输入机： ● 用传送指令实现I/O操作 针对统一编址，用传送指令访问I/O端口。 不设专用I/O指令。 例. 某机I/O接口中设置 控制/状态寄存器CSR,其总线地址为177550(8进制) 数据缓冲寄存器DBR，其总线地址为177552 隐式I/O指令 控制/状态字格式： 出错 故障 忙 完成 允许中断 维护 校验 启动 15 14 12 7 6 2 1 0 启动： 测试： 取数： 主机 177550 控制字(启动位为1) 传送指令 主机 177550 状态字 传送指令 主机 177552 数据 传送指令 ● 通过I/O处理机进行I/O操作 CPU执行简单I/O指令 (启动、停止、查询、清除) 设置时需考虑操作数类型、符号、进制等； 运算结束后设置相应状态标志。 两级I/O指令 （1）算术运算指令 I/O处理机执行I/O操作指令 (输入、输出……) 3.算术逻辑运算指令 （2）逻辑运算指令 实现对代码位的设置、测试、清除、修改等。 与 或 异或 控制程序流程。 （1）转移指令 4. 程序控制指令 （2）转子指令与返回指令 转子：操作码 子程序入口 无条件转移 条件转移 循环 ：操作码 转移地址 ：操作码 转移地址 转移条件 ：转移条件为循环计数值 返回：操作码 返回地址 同一条返回指令应能提供多个不同的返回地址。 返回地址的存取： 用堆栈存放返回地址。 （3）软中断指令 程序 自陷指令 第二章复习提纲 1.I/O指令的功能扩展(目的、方法)，外设编址方 式和指令设置方式。 2.基本概念：扩展操作码(扩展方法)、地址结构 (简化方法)、隐地址、显地址、基本寻址方式(立 即、直接、间址、变址)的含义与应用场合。 表示不同的功能调用 … 调试程序 …… … 早期主要用于程序的调试。 现在常常用于系统功能调用。 以 INT n 的形式出现在程序中。 * * 第二章 计算机中的信息表示 数据信息 控制信息 数值型数据 非数值型数据 指令信息等 第一节 数据信息的表示 2.1.1 表示数据的大小 二进制、八进制、十六进制、二-十进制 2.1.2 表示数据的符号 原码、补码、反码 2.1.3 表示小数点 定点、浮点 1. 定点表示法 无符号数 定点整数 定点小数 （0） （255） 原 原 （-127） （127） 补 补 （-128） （127） 1.1111111 0.1111111 原 原 -(1-2-7) (1-2-7) 1.0000000 0.1111111 补 补 （-1） (1-2-7) 类型 E 浮点数真值：N = + R ×M 阶码 Ef E1 …Em Mf M1 …Mn 浮点数机器格式： 尾数 阶符 数符 R：阶码底，隐含约定。 E：阶码，为定点整数，补码或移码表示。 其位数决定数值范围； 阶符表示数的大小。 M：尾数，为定点小数，原码或补码表示。 其位数决定数的精度； 数符表示数的正负。 尾数规格化：1/2≤ M ＜1 最高有效位绝对值为1 2. 浮点表示法 第二节 指令信息的表示 指令：指示计算机执行某类操作的信息的集合。 本节主要讨论：一般指令格式 常用寻址方式 面向用户指令类型 2.2.1 指令格式 指令基本格式 操作码θ 地址码 D 一个 一个或几个 1. 指令字长 定长指令格式 变长指令格式 便于控制 （1） 定长操作码 各指令θ的位置、位数固定相同。 （2）扩展操作码 各指令θ的位置、位数不固定，根据需要 变化。 合理利用存储空间 2. 操作码结构 关键在设置扩展标志。 例. 指令字长16位，可含有3、2、1或0 个地址，每个地址占4位。 操作码 地址码 15~ 12 11~ 8 7 ~ 4 3 ~ 0 0000 X Y Z 1110 X Y Z ... ... ... ... 1111 0000 Y Z