chuong 3-Kiến trúc máy tính

8/9/2019 chuong 3-Kin trc my tnh

1/34

Chng 3: Tp lnh my tnh


2/34

2

Chng 3: Ni dung chnh Gii thiu v tp lnh Khun dng v cc thnh phn ca lnh Cc dng ton hng lnh Cc ch a ch Mt s dng lnh thng dng


3/34

3

Gii thiu chung Lnh l mt t nh phn m thc hin mt thao tc

c nh ngha trc ca VXL Lnh c lu trong b nh

Lnh c c t b nh vo CPU thc hin Mi lnh c chc nng ring ca n

Lnh c chia thnh cc nhm: chuyn d liu, tnhton, iu kin v r nhnh,


4/34

4

Gii thiu chung Qu trnh thc hin/ chy lnh c chia thnh cc pha hay

giai on. Cc lnh c thc hin trong 4 pha: c lnh IF(Instruction Fetch): lnh c c t b nh vo CPU Gii m lnh ID(Instruction Decode): CPU gii m lnh Chay lnh IE(Instruction Execution): CPU thc hin lnh Ghi WB(Write Back): kt qu lnh (nu c) c ghi vo thanh ghi

hoc b nh


5/34

5

Chu k thc hin lnh Chu k thc hin lnh l khong thi gian m CPU

thc hin xong mt lnh Mt chu k thc hin lnh gm cc pha thc hin lnh

Mt pha thc hin lnh c th gm vi chu k my Mt chu k my gm vi chu k nhp ng h


6/34

6

Chu k thc hin lnh Mt chu k lnh c th gm c: Chu k nhn lnh Chu k c b nh (memory read)

Chu k ghi b nh (memory write) Chu k c vo/ ra (I/O read) Chu k ghi vo/ra (I/O write) Chu k chp nhn ngt (interrupt acknowledge)

Bus ri (bus idle)


7/34

7

Khun dng lnh

Khun dng lnh thng thng bao gm 2 phn: M lnh (opcode): mi lnh u c ring mt m a ch cc ton hng: s lng ton hng ph thuc vo

lnh

Opcode Addresses of Operands

Opcode Source addr. Destination addr.


8/34

8

3 a ch ton hng Khun dng: opcode addr1, addr2, addr3 addr1, addr2, addr3: 1 thanh ghi hoc 1 v tr trong b nh

V d1. ADD R

1

, R2

, R3

; R2

+ R3

R1

R2 cng R3 sau kt qu a vo R1

Ri l cc thanh ghi CPU

2. ADD A, B, C; M[B]+M[C]M[A]

A, B, C l cc v tr trong b nh


9/34

9

2 a ch Khun dng: opcode addr1, addr2 addr1, addr2: 1 thanh ghi hoc 1 v tr trong b nh

V d1. ADD R1, R2; R1 + R2 R1

R1 cng R2 sau kt qu a vo R1


2. ADD A, B; M[A]+M[B]M[A]

A, B l cc v tr trong b nh


10/34

10

1 a ch Khun dng: opcode addr addr: 1 thanh ghi hoc 1 v tr trong b nh

Khun dng ny s dng Racc (thanh ghi tch ly) mc nh cho a ch th 2

V d1. ADD R1; R1 + Racc Racc

R1 cng Racc sau kt qu a vo Racc


2. ADD A; M[A]+Racc Racc

A l v tr trong b nh


11/34

11

1.5 a ch Khun dng: opcode addr1, addr2 addr1: thanh ghi, addr2: v tr trong b nh hoc ngc li Kt hp gia cc ton hng thanh ghi v v tr b nh

V d1. ADD R

1, B; M[B] + R

1 R

1


12/34

12

0 a ch c thc hin trong cc lnh m thc hin cc thao

tc ngn xp: push & pop


13/34

13

Cc ch a ch Ch a ch l cch thc m cc ton hng c t chc

Mt s ch a ch tiu biu:

Ch a ch tc th

Ch a ch trc tip

Ch a ch gin tip qua thanh ghi

Ch a ch gin tip qua b nh

Ch a ch ch s

Ch a ch tng i


14/34

14

Ch a ch tc th

Gi tr ca ton hng ngun c sn trong lnh (hng s)

Ton hng ch c th l thanh ghi hoc mt v tr b nh

V d:

LOAD R1, #1000; 1000 R1gi tr 1000 c ti vo thanh ghi R1

LOAD B, #500; 500M[B]

Gi tr 500 c ti vo v tr B trong b nh


15/34

15

Ch a ch trc tip/ tuyt i

Mt ton hng l a ch ca mt v tr trong b nh cha d liu

Ton hng kia l thanh ghi

V d:

LOAD R1, 1000; M[1000] R1gi tr lu trong v tr 1000 b nh c ti vo thanh ghiR1


16/34


17/34

17

Ch a ch gin tip

Mt thanh ghi hoc mt v tr trong b nh c s dng lu a ch ca ton hng

Gin tip thanh ghi:

LOAD Rj ,(Ri); M[Ri] RjTi gi tr ti v tr b nh c a ch c lu trong Ri vo thanh ghi Rj

Gin tip b nh:

LOAD Ri , (1000); M[M[1000]] RiGi tr ca v tr b nh c a ch c lu ti v tr 1000 vo Ri


18/34

18

Ch a ch gin tip


19/34

19

Ch a ch ch s a ch ca ton hng c c bng cch cng thm hng s vo ni dung ca mt thanh ghi, l

thanh ghi ch s

V d

LOAD Ri, X(Rind ); M[X+Rind ] Ri


20/34

20

Ch a ch tng i a ch ca ton hng c c bng cch cng thm hng s vo ni dung ca mt thanh ghi, l

thanh ghi con m chng trnh PC

V d

LOAD Ri, X(PC); M[X+PC] Ri


21/34

21

Tng kt cc ch a chCh a ch ngha V d Thc hin

Tc th Gi tr ca ton hng c cha tronglnh

LOAD Ri, #1000 Ri 1000

Trc tip a ch ca ton hng c cha trong

lnh

LOAD Ri, 1000 RiM[1000]

Gin tip thanhghi

Gi tr ca thanh ghi trong lnh l a chb nh cha ton hng

LOAD Ri, (Rj) RiM[Rj]

Gin tip bnh

a ch b nh trong lnh cha a ch bnh ca ton hng

LOAD Ri, (1000) RiM[M[1000]]

Ch s a ch ca ton hng l tng ca hng s(trong lnh) v gi tr ca mt thanh ghich s

LOAD Ri, X(Rind) RiM[X+ Rind]

Tng i a ch ca ton hng l tng ca hng sv gi tr ca thanh ghi con m chngtrnh

LOAD Ri, X(PC) RiM[ X+ PC]


22/34

22

Mt s dng lnh thng dng Cc lnh vn chuyn d liu

Cc lnh s hc v logic

Cc lnh iu khin

Cc lnh vo/ ra


23/34

23

Lnh vn chuyn d liu

Chuyn d liu gia cc phn ca my tnh

Gia cc thanh ghi trong CPU

MOVE Ri, Rj ; Rj -> Ri

Gia thanh ghi CPU v mt v tr trong b nh

MOVE Rj,1000; M[1000] -> Rj

Gia cc v tr trong b nh

MOVE 1000, (Rj) ; M[Rj] -> M[1000]


24/34

24

Mt s lnh vn chuyn d liu thng dng


25/34

25

Lnh s hc v logic Thc hin cc thao tc s hc v logic gia cc thanh ghi v ni dung b nh

V d:

ADD R1, R2, R3; R2 + R3 -> R1

SUBSTRACT R1, R2, R3; R2 R3 -> R1


26/34


27/34

27

Mt s lnh logic thng dng


28/34

28

Lnh iu khin/ tun t

c dng thay i trnh t cc lnh c thc hin:

Cc lnh r nhnh (nhy) c iu kin

Cc lnh r nhnh (nhy) khng iu kin

CALL v RETURN

c tnh chung ca cc lnh ny l qu trnh thc hin lnh ca chng lm thay i gi tr PC

S dng cc c ALU xc nh cc iu kin


29/34

29

Mt s lnh iu khin thng dng


30/34


31/34

31

Cc lnh vo/ ra

c dng truyn d liu gia my tnh v cc thit b ngoi vi

Cc thit b ngoi vi giao tip vi my tnh thng qua cc cng. Mi cng c mt a ch dnh ring

Hai lnh I/O c bn c s dng l cc lnh INPUT v OUTPUT

Lnh INPUT c dng chuyn d liu t thit b ngoi vi vo ti b vi x l

Lnh OUTPUT dng chuyn d liu t VXL ra thit b u ra


32/34

32

Cc v dCLEAR R0; R0 0M OVE R 1, # 10 0; R1 100

CLEAR R2; R2 0

LOOP:

ADD R0, 1000(R2); R0R0+ M[R2+1000]

INCREMENT R2; R2 R2+1

DECREMENT R1; R1 R1-1

BRANCH_IF>0 LOOP; go to LOOP if R1>0

STORE 2000, R0; M[2000] R0


33/34

33

Kim tra1. Cho on lnh sau:

ADD R2, (R0);

SUBSTRACT R2, (R1);

MOV 500(R0), R2;

LOAD R2, #5000;

STORE 100(R2), R0;

Bit R0=1500, R1=4500, R2=1000, M[1500]=3000, M[4500]=500

Hy ch ra gi tr ca thanh ghi v ti v tr trong b nh qua mi lnh thc hin.


34/34

34

Kim tra2. Cho on lnh sau:

MOVE R0, #100;

CLEAR R1;

CLEAR R2;

LAP:

ADD R1, 2000(R2);ADD R2, #2;

DECREMENT R0;

BRANCH_IF>0 LAP;

STORE 3000, R1;

a. Hy gii thch ngha catng lnh

b. Ch ra ch a ch catng lnh (i vi cc lnhc 2 ton hng)

c. on lnh trn thc hincng vic g?

chuong 3-Kiến trúc máy tính

Documents