微机原理宋志平第四章课件

微机原理宋志平第四章课件目录CONTENTS第四章指令系统第四章汇编语言程序设计第四章微处理器结构和工作原理第四章存储器系统01第四章指令系统CHAPTER是用来描述计算机执行操作的命令，由操作码和操作数组成。指令是指计算机中所有指令的集合，是计算机的基本构成部分。指令系统随着计算机技术的不断发展，指令系统也在不断演变和改进。指令系统的发展根据不同的分类标准，可以将指令系统分为不同的类型，如按操作码长度、寻址方式、数据类型等。指令系统的分类指令系统的基本概念是指令系统中指令的书写格式，包括操作码和操作数的安排和表示方式。指令格式的概念指令格式的设计需要考虑多种因素，如指令长度、寻址方式、数据类型等。指令格式的设计常见的指令格式有零地址指令、一地址指令、二地址指令和三地址指令等。常见指令格式为了提高指令执行效率，可以对指令格式进行优化设计。指令格式的优化指令格式寻址方式的概念是指计算机在执行指令时寻找操作数的方式。常见寻址方式常见的寻址方式有立即寻址、寄存器寻址、内存寻址、基址寻址、变址寻址等。寻址方式的优化为了提高指令执行效率，可以对寻址方式进行优化设计。寻址方式的实现寻址方式的实现需要硬件的支持，如地址码的产生、地址码的解码等。指令和操作数的寻址方式是指计算机中所有指令的集合，是计算机的基本构成部分。指令系统的概念指令系统的设计常见指令系统指令系统的实现指令系统的设计需要考虑多种因素，如指令长度、寻址方式、数据类型等。常见的指令系统有复杂指令集计算机（CISC）和精简指令集计算机（RISC）。指令系统的实现需要硬件的支持，如指令码的产生、指令码的解码等。指令系统02第四章汇编语言程序设计CHAPTER03汇编语言的应用汇编语言常用于系统软件、嵌入式系统、游戏开发等需要高效、直接控制硬件的领域。01汇编语言定义汇编语言是一种面向机器的程序设计语言，用助记符表示指令，具有低级语言的特性。02汇编语言的特点汇编语言具有高度的灵活性，可以直接控制硬件，运行速度快，代码紧凑。汇编语言概述汇编语言程序的基本结构一个完整的汇编语言程序通常包括程序头、程序体和程序尾三个部分。伪指令的作用伪指令用于提供编译程序在汇编过程中所需要的各种信息，如内存单元的分配、程序入口地址的指定等。汇编源程序汇编源程序是由汇编指令和伪指令组成的文本文件，描述了计算机硬件执行的操作。汇编语言程序结构123分析问题、设计算法、编写程序、调试程序。汇编语言程序设计的基本步骤利用寄存器、编写子程序、使用条件分支和循环结构等。汇编语言程序设计的基本技巧如MOV、ADD、SUB、MUL、DIV等，用于实现数据传输、算术运算、逻辑运算等功能。常见汇编指令及其功能汇编语言程序设计将汇编源代码编译成目标文件，再将目标文件链接成可执行文件的过程。汇编语言的编译和链接通过命令行或集成开发环境运行可执行文件，观察程序的输出结果。上机运行汇编程序使用调试工具检查程序的运行状态，查找并修正程序中的错误。调试汇编程序汇编语言程序的上机过程03第四章微处理器结构和工作原理CHAPTER负责协调微处理器各部分的工作，根据指令执行相应的操作。控制器负责进行算术和逻辑运算，处理数据和执行指令。运算器用于存储指令、数据和状态信息，是微处理器内部的重要组件。寄存器组负责微处理器与内存和其他外部设备之间的数据传输。总线接口微处理器的基本结构取指从内存中读取指令并存放在指令寄存器中。译码对指令进行译码，确定需要执行的操作和操作数。执行根据译码结果，由控制器协调运算器和寄存器组完成指令规定的操作。访存根据需要访问内存或输入/输出设备，进行数据传输。微处理器的工作原理01020304指令系统微处理器支持的指令集合，包括算术、逻辑、控制和输入/输出指令等。汇编语言一种低级语言，与指令系统相对应，用于编写程序。汇编语言的优点可以直接控制硬件，执行速度快，占用存储空间少。汇编语言的缺点编写难度大，可移植性差，维护困难。微处理器的指令系统及汇编语言04第四章存储器系统CHAPTER存储器是计算机中用于存储数据和程序的硬件设备。存储器定义存储器分类存储器作用根据存储介质、读写方式、工作方式等不同，存储器有多种分类方式。存储器是计算机的重要组成部分，用于存储程序、数据和指令，支持计算机的快速读写操作。030201存储器概述主存储器是计算机中直接与CPU交换数据的存储器，也称为内存储器。主存储器定义主存储器由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个二进制数。主存储器组成主存储器采用随机存取方式，即CPU可以直接访问任意地址的存储单元，实现快速读写操作。主存储器读写方式主存储器010203高速缓冲存储器定义高速缓冲存储器是一种介于CPU和主存储器之间的存储器层次结构，用于存放CPU近期使用的数据和指令。高速缓冲存储器工作原理当CPU需要访问数据或指令时，会首先访问高速缓冲存储器，如果所需数据或指令不在其中，再从主存储器中读取，同时将所需数据或指令复制到高速缓冲存储器中，以便下次快速访问。高速缓冲存储器的性能影响高速缓冲存储器的容量、命中率和替换策略等参数对计算机性能有重要影响。高速缓冲存储器（Cache）