1.1.3计算机的工作过程存储程序计算机一又称为冯·诺依曼型计算机心以运算器为核心、以存储程序原理为基础指令驱动将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序即程序是由多条有逻辑关系的指令组成,指令的长度不等(一般为1~4字节)数据和程序均以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中,存放位置由地址指定,地址码也是二进制形式心由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行
1.1.3 计算机的工作过程 存储程序计算机—又称为冯•诺依曼型计算机 ❖ 以运算器为核心、以存储程序原理为基础 ❖ 将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序, 即程序是由多条有逻辑关系的指令组成,指令的长度不 等(一般为1~4字节) ❖ 数据和程序均以二进制代码的形式不加区别地存放在存 储器中,存放位置由地址指定,地址码也是二进制形式 ❖ 由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行 指令 驱动
存储程序计算机的工作原理心控制器按预先存放在计算机存储器中的程序的流程自动地连续取出指令并执行之。控制器运算器输入设备输出设备个指令流控制命令存储器数据流
存储程序计算机的工作原理 ❖ 控制器按预先存放在计算机存储器中的程序的流程自 动地连续取出指令并执行之。 运算器 输出设备 控制器 输入设备 存储器 指令流 控制命令 数据流
程序的执行过程程序执行操作码操作数指令1取指令指令2指令译码指令3取操作数指令周期指令4执行指令存结果指令n1。CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令?操作系统2。CPU如何按程序控制流执行指令?一-程序计数器-地址、寻址方式3。CPU如何知道从哪里取操作数?一
程序的执行过程 程序 指令1 指令2 指令3 指令4 指令n . . 取指令 指令译码 取操作数 执行指令 存结果 指令周期 操作码 操作数 执行 1。CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令?——操作系统 2。CPU如何按程序控制流执行指令?——程序计数器 3。CPU如何知道从哪里取操作数?——地址、寻址方式
例:计算5+8汇编语言程序对应的机器指令对应的操作10110000MOVAL,5将立即数1传送到累加寄存器AL中00000101ADD AL, 800000100计算两个数的和,结果存放到AL中00001000HLT停机11110100指令执行过程见下页图
例:计算5+8 汇编语言程序 对应的机器指令 对应的操作 - - - - MOV AL, 5 10110000 将立即数1传送到累加寄存器AL中 00000101 ADD AL, 8 00000100 计算两个数的和,结果存放到AL中 00001000 HLT 11110100 停机 指令执行过程见下页图
指令执行过程(取指/译码/执行)时序控制信号(控制命令)11+1111输出指③时序逻辑电路置初值令地址+1加法器指令译码器ID指令译码8输出程序计数器PC累加器A锁存指令?指令寄存器IR锁存1内部总线②锁存地址输出地址④地址存储器10110000地址寄存器AR数据寄存器DR地址译码器0MOV A,500000101AADD A, 810110000200000100HLT锁存数据0000 10003地址总线?&1111 0100+③读写命令读写控制电路
指令执行过程(取指/译码/执行) 累加器A 加法器 数据寄存器DR 指令寄存器IR 指令译码器ID 时序逻辑电路 时序控制信号(控制命令) 1011 0000 0000 0101 0000 0100 0000 1000 1111 0100 内部总线 存储器 0 1 2 3 4 程序计数器PC 地址 MOV A, 5 ADD A, 8 HLT 地址总线 +1 ③ 地 址 译 码 器 读写控制电路 输出地址④ 1011 0000 锁存指令 ⑦ 锁存数据 ⑥ 置初值 ① ② 输出指 令地址 ② 锁存地址 ⑤ 读写命令 指令译码 ⑧ 锁存 输出 地址寄存器AR