《概述和指令代码》课件.pptVIP

*****************课程简介和学习目标1介绍计算机程序的本质探索计算机程序的定义、作用以及它如何与计算机硬件交互。2学习指令代码的基本概念了解指令代码的结构、格式以及它们如何被计算机执行。3掌握指令寻址方式深入理解各种指令寻址方式，包括立即寻址、寄存器寻址等。什么是计算机程序?计算机程序是一系列**指令**，它们告诉计算机如何执行特定的任务。就像菜谱告诉厨师如何烹饪菜肴一样，程序告诉计算机如何执行计算、处理数据、控制设备等。程序使用特定的**编程语言**编写，这些语言提供了与计算机进行通信的语法和规则。计算机如何执行程序?1指令解析CPU读取指令并将其转换为机器可以理解的指令2执行指令CPU根据指令执行相应的操作3数据处理CPU对数据进行运算、存储和传输硬件和软件的关系硬件计算机的物理组成部分，例如CPU、内存、硬盘等。软件运行在硬件上的程序，例如操作系统、应用程序等。指令和指令集指令指令是计算机执行的最小单位，它告诉计算机要执行什么操作。指令集指令集是所有指令的集合，它定义了计算机能够执行的所有操作。不同指令集不同的计算机体系结构使用不同的指令集，例如x86、ARM等。指令的基本形式操作码指定要执行的操作，如加法、减法、数据传输等。操作数提供操作所需的数据或地址，例如要操作的数据值或要访问的存储单元地址。指令格式一般规则每个指令都有一个唯一的操作码，标识指令要执行的操作。操作数的地址信息，用于指定参与运算的数据。指令长度取决于操作码、操作数数量和寻址方式。指令的寻址方式立即寻址指令中直接包含操作数的值，例如：MOVAX,100H。直接寻址指令中包含操作数的地址，例如：MOVAX,[1000H]。寄存器寻址指令中使用寄存器作为操作数的地址，例如：MOVAX,BX。间接寻址指令中使用寄存器或内存单元的内容作为操作数的地址，例如：MOVAX,[BX]。常见的寻址方式立即寻址指令中直接给出操作数的值，简单高效，但灵活性不足。例如：MOVAX,10H直接寻址指令中给出操作数的地址，灵活方便，但需要额外的空间存储地址。例如：MOVAX,[1000H]寄存器间接寻址指令中给出寄存器，操作数的地址存储在该寄存器中，灵活高效，但需要预先将地址加载到寄存器中。例如：MOVAX,[BX]基址加偏移寻址指令中给出基址寄存器和偏移量，操作数的地址等于基址寄存器内容加上偏移量，灵活且高效，但需要额外空间存储偏移量。例如：MOVAX,[BX+10H]数据的表示方式数值数字数据，包括整数和浮点数。字符字母、数字和符号，用于表示文字信息。逻辑值表示真或假，用于判断和控制程序流程。数值的表示方式十进制我们日常使用的数字系统，使用0到9十个数字。二进制计算机内部使用的数字系统，使用0和1两个数字。十六进制用于简化二进制表示的数字系统，使用0到9和A到F十六个数字。整数的表示方式二进制用0和1表示数字，最简单的表示方式，适合计算机处理。十进制我们日常生活常用的计数方式，用0到9表示数字。十六进制用0到9和A到F表示数字，方便表示计算机内存地址和数据。浮点数的表示方式浮点数表示带小数点的数字。浮点数采用科学计数法，用符号位、阶码和尾数表示。浮点数在计算机内部以二进制形式存储。字符的表示方式ASCII码ASCII码是美国标准信息交换码的缩写。它使用7位二进制数来表示128个字符，包括英文字母、数字、标点符号和控制字符。UnicodeUnicode是一种更通用的字符编码标准，它使用16位或32位二进制数来表示超过100,000个字符，包括来自世界各地不同语言的字符。指令执行的过程1取指CPU从内存中取出指令2译码CPU将指令转换为机器可以理解的格式3执行CPU根据指令执行相应的操作4写回CPU将执行结果写入内存指令执行过程是CPU工作的核心，包括取指、译码、执行和写回四个阶段。每个阶段都需要协同工作才能顺利完成指令的执行。程序计数器和指令寄存器程序计数器(PC)存储下一条要执行指令的地址。指令寄存器(IR)存储当前正在执行的指令。存储器层次结构存储器层次结构由多级存储器组成，包括高速缓存（Cache）、主存储器（MainMemory）和辅助存储器（SecondaryStorage）。高速缓存是最快的存储器，用于存储最近访问过的数据和指令。主存储器是计算机的主要存储器，容量较大，速度较慢。辅助存储器是永久性存储器，用于存储程序和数据文件，容量最大，速度最慢。高