Was ist ein Befehlssystem?

Anweisungssystem Das Anweisungssystem ist das Sprachsystem der Computerhardware, auch Maschinensprache genannt. Es bezieht sich auf die Sammlung aller Anweisungen, die der Computer ausführen kann. Es beschreibt alle Steuerinformationen und „logischen Urteilsfähigkeiten“ im Computer. Die Befehlssysteme verschiedener Computer enthalten unterschiedliche Arten und Anzahlen von Anweisungen. Sie umfassen im Allgemeinen arithmetische Operationstypen, logische Operationstypen, Datenübertragungstypen, Beurteilungs- und Steuerungstypen, Schiebeoperationstypen, Bit- (Bitfolgen-) Operationstypen sowie Eingabe- und Ausgabetypen und andere Anweisungen.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Anweisungssystem ist das Sprachsystem der Computerhardware, auch Maschinensprache genannt. Es bezieht sich auf die Sammlung aller Anweisungen, die der Computer ausführen kann. Es ist die Hauptschnittstelle zwischen Software und Hardware und spiegelt die Grundfunktionen wider des Computers. Aus Sicht der Systemarchitektur ist es das primäre Attribut des Computers, wie es vom Systemprogrammierer gesehen wird. Daher stellt das Befehlssystem die Grundfunktionen des Computers dar, bestimmt die von der Maschine benötigten Fähigkeiten und bestimmt auch das Format der Befehle und die Struktur der Maschine. Bei der Gestaltung des Anweisungssystems muss entschieden werden, ob einige Grundoperationen im Computersystem (einschließlich Betriebssystemen und Hochsprachen) durch Hardware oder Software implementiert werden sollen und ob bestimmte komplexe Operationen durch eine spezielle Anweisung oder eine Reihe grundlegender Operationen implementiert werden sollen Befehlsimplementierung und bestimmen dann speziell das Befehlsformat, den Typ, die Operation und die Zugriffsmethode der Operanden des Befehlssystems.

Das Befehlssystem beschreibt alle Steuerinformationen und „logischen Urteilsvermögen“ des Computers. Die Unterrichtssysteme verschiedener Computer enthalten unterschiedliche Arten und Mengen an Anweisungen. Dazu gehören im Allgemeinen der arithmetische Operationstyp, der logische Operationstyp, der Datenübertragungstyp, der Beurteilungs- und Steuerungstyp, der Schiebeoperationstyp, der Bitoperationstyp (Bitfolge), der Eingabe- und Ausgabetyp und andere Anweisungen. Das Befehlssystem ist ein wichtiger Faktor, der die Leistung eines Computers charakterisiert. Sein Format und seine Funktion wirken sich nicht nur direkt auf die Hardwarestruktur der Maschine aus, sondern wirken sich auch direkt auf die Systemsoftware und den Anwendungsbereich der Maschine aus.

Eine Anweisung ist eine Anweisung in Maschinensprache. Es handelt sich um eine Reihe sinnvoller Binärcodes. Das Grundformat der Anweisung ist: Operationscodefeld + Adresscodefeld Der Adresscode gibt den Operanden oder die Adresse des Operanden an.

Anweisungsformat

Das Anweisungsformat des Computers steht in engem Zusammenhang mit der Wortlänge, der Speicherkapazität und der Anweisungsfunktion der Maschine. Im Hinblick auf die Vereinfachung des Programmdesigns, die Erhöhung der Parallelität grundlegender Operationen und die Verbesserung der Befehlsfunktionalität sollten Anweisungen eine Vielzahl von Informationen enthalten. Da jedoch in einigen Anweisungen ein Teil der Informationen möglicherweise nutzlos ist, wird dadurch der von der Anweisung belegte Speicherplatz verschwendet und die Anzahl der Speicherzugriffe erhöht, was sich tatsächlich auf die Geschwindigkeit auswirken kann. Wie kann daher das Befehlsformat vernünftig und wissenschaftlich gestaltet werden, damit der Befehl nicht nur genügend Informationen liefern kann, sondern auch seine Länge so weit wie möglich an die Wortlänge der Maschine anpasst, um Speicherplatz zu sparen und den Befehlsabruf zu verkürzen? Dies ist ein wichtiger Punkt bei der Gestaltung von Befehlsformaten.

Computer verarbeiten verschiedene Daten, indem sie Anweisungen ausführen. Um die Datenquelle, das Ziel der Operationsergebnisse und die durchgeführte Operation anzugeben, muss eine Anweisung die folgenden Informationen enthalten:

• (1) Operationscode. Es legt die Art und Funktion der Operation fest. Ein Computer kann Dutzende bis Hunderte von Anweisungen haben, jede Anweisung hat einen entsprechenden Operationscode und der Computer führt verschiedene Operationen durch, indem er den Operationscode erkennt.

• (2) Die Adresse des Operanden. Über diese Adresse kann die CPU die benötigten Operanden erhalten.

• (3) Speicheradresse des Operationsergebnisses. Das Ergebnis der Verarbeitung des Operanden wird zur Wiederverwendung an dieser Adresse gespeichert.

• (4) Die Adresse der nächsten Anweisung.

Beim Ausführen eines Programms werden die meisten Anweisungen der Reihe nach aus dem Hauptspeicher abgerufen und ausgeführt. Nur wenn eine Übertragungsanweisung auftritt, ändert sich die Ausführungsreihenfolge des Programms. Um die Länge von Befehlen zu komprimieren, kann ein Programmzähler (Program Counter, PC) zur Speicherung der Befehlsadresse verwendet werden. Jedes Mal, wenn ein Befehl ausgeführt wird, ist die Befehlsadresse des PCs automatisch +1 (vorausgesetzt, der Befehl belegt nur eine Hauptspeichereinheit) und gibt die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls an. Wenn ein Übertragungsbefehl auftritt, wird die Übertragungsadresse verwendet, um den Inhalt des PCs zu ändern. Aufgrund der Verwendung von PC muss die Adresse der nächsten auszuführenden Anweisung nicht explizit in der Anweisung angegeben werden.

Eine Anweisung enthält tatsächlich zwei Arten von Informationen, nämlich den Betriebscode und den Adresscode. Der Operationscode (OperationCode, OP) wird verwendet, um die von der Anweisung auszuführende Operation darzustellen (z. B. Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Datenübertragung usw.). Seine Länge hängt von der Anzahl der Anweisungen im Anweisungssystem ab . Der Adresscode wird verwendet, um den Operanden des Befehls zu beschreiben. Er gibt entweder direkt den Operanden an oder gibt die Speicheradresse oder Registeradresse des Operanden an (d. h. den Registernamen).

Eine Anweisung ist eine Anweisung in Maschinensprache. Es handelt sich um eine Reihe sinnvoller Binärcodes. Das Grundformat der Anweisung ist wie folgt: Opcode-Feld und Adresscode-Feld Der Adresscode gibt den Operanden oder die Adresse des Operanden an.

Die Anweisung besteht aus zwei Teilen: dem Opcode-Feld und dem Adressfeld. Entsprechend der Anzahl der im Adressfeld beteiligten Adressen lauten die gängigen Befehlsformate wie folgt.

① Drei-Adressen-Anweisung: A1 und A2 im allgemeinen Adressfeld bestimmen die erste bzw. zweite Operandenadresse und A3 bestimmt die Ergebnisadresse. Die Adresse des nächsten Befehls wird normalerweise sequentiell vom Programmzähler angegeben. ② Befehl mit zwei Adressen: A1 im Adressfeld bestimmt die erste Operandenadresse und A2 bestimmt gleichzeitig die zweite Operandenadresse und die Ergebnisadresse.

③Einzeladressenanweisung: A im Adressfeld bestimmt die Adresse des ersten Operanden. Die Verwendung eines bestimmten Registers zum Speichern des zweiten Operanden und des Operationsergebnisses wurde korrigiert. Ihre Adressen sind daher implizit in der Anleitung angegeben.

④Null-Adress-Anweisung: In einem Stapelcomputer werden die Operanden im Allgemeinen in den beiden Einheiten oben im Push-Down-Stack gespeichert und die Ergebnisse werden oben im Stapel platziert. Die Adressen sind daher implizit haben nur Opcodes, aber keine Adressen.

⑤Anweisung zur variablen Adressnummer: Die Anzahl der im Adressfeld beteiligten Adressen ändert sich mit der Operationsdefinition. Beispielsweise kann die Anzahl der Adressen in den Anweisungen einiger Computer zwischen 0 und 6 liegen.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWas ist ein Befehlssystem?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!