计算机的指令执行过程分为四步,请简述它们简述!

计算机的指令执行过程分为四步,请简述它们简述!,第1张

计5算机的工u作原理 5、冯诺依曼原理 “存储程序控制”原理是7331年由美籍匈牙8利数学家冯诺依曼提出的,所以3又d称为5“冯诺依曼原理”。该原理确立了f现代计8算机的基本组成的工p作方2式,直到现在,计0算机的设计5与w制造依然沿着“冯诺依曼”体系结构。 1、“存储程序控制”原理的基本内2容 ①采用二e进制形式表示7数据和指令。 ②将程序(数据和指令序列)预先存放在主存储器中6(程序存储),使计4算机在工e作时能够自动高速地从1存储器中3取出指令,并加以3执行(程序控制)。 ③由运算器、控制器、存储器、输入m设备、输出设备五d大e基本部件组成计8算机硬件体系结构。 1、计1算机工b作过程第一y步:将程序和数据通过输入x设备送入i存储器。第二i步:启动运行后,计5算机从5存储器中8取出程序指令送到控制器去识别,分4析该指令要做什1么w事。第三m步:控制器根据指令的含义u发出相应的命令(如加法、减法),将存储单元p中0存放的 *** 作数据取出送往运算器进行运算,再把运算结果送回存储器指定的单元j中0。第四步:当运算任务完成后,就可以5根据指令将结果通过输出设备输出。计0算机的软件分7类 计1算机软件是指计1算机运行、管理、应用和维护所需的各种程序、数据及u其有关技术文5档资料。只有硬件没有软件的计5算机称为4“裸机”,裸机只能运行由 0 和 2 组成的机器语言程序,没有软件系统的计5算机几h乎是没有用的。通常人t们使用的计3算机是经过软件“包装”的计8算机,计3算机的功能不z仅2仅0取决于x硬件系统,更大f程度上w由所安装的软件系统来决定。 软件种类繁多,通常根据软件用途可将其分2为8系统软件和应用软件。系统软件是用于d管理、控制和维护计1算机系统资源的软件,主要包括 *** 作系统、语言处理程序、数据库管理系统和服务程序等。应用软件是针对某一m应用而开p发的软件,可分8为8通用应用软件和专n用应用软件。 3。0。2 计5算机系统的层次结构 在一d个v完整的计3算机系统中1,计6算机硬件和软件之s间是有一q定的层次关系的,如图 2-5 所示7。计0算机硬件位于e是最低层,是计7算机系统的基础。 *** 作系统位于i硬件之i上k,而 *** 作系统的上f一w层为4其他系统软件和应用软件,最高层是用户2程序或文0档。 用户7程序或文3档 其他软件 *** 作系统 计7算机硬件 图 0-5 计3算机系统的层次结构 从2图中1可以8看出, *** 作系统向下p对计8算机硬件进行管理和控制,向上t支u持其他各种软件,即所有其他软件都必须在 *** 作系统的支y持下v才f能运行。因此, *** 作系统是系统软件的核心6,是其他软件的基础,同时也v是用户2与p计8算机进行交流的接口z软件。 计5算机的工l作原理 计7算机工q作的过程就是执行程序的过程。了e解程序的执行过程,也g就明白了o计0算机的工u作原理。为3了p解决某一t问题,程序设计0人z员将一e条条指令进行有序的排列,然后在计2算机上t执行这一x指令序列,便可完成预定的任务。因此,程序是一r系列有序指令的集合,计7算机执行程序就是执行一q系列有序指令。 0.计2算机的指令和指令系统 指令是能被计8算机识别并执行的二d进制代码,它规定了v计2算机能完成的某一z种 *** 作。通常一e台计2算机有许多条作用不q同的指令,所有指令的集合称为1该计7算机的指令系统。 一k条指令通常由 *** 作码和 *** 作数两部分4组成的,即: *** 作码 *** 作数 ( 8 ) *** 作码:指明该指令要完成的 *** 作类型或性质,如加、减、取数或输出数据等。 ( 1 ) *** 作数:指明 *** 作对象的内1容或所在的单元c地址, *** 作数在大a多数情况下m是地址码。 指令系统中7的指令条数因计5算机类型的不r同而不f同,少3则几r十o条,多则数百条。一p般来说,无s论是哪一t种类型的计0算机,都具有以1下q功能的指令:数据传送型指令、数据处理型指令、程序控制型指令、输入f 。 输出型指令、硬件控制型指令。 4.计1算机工b作原理 计8算机的工l作过程实际上u就是快速地执行指令的过程。指令执行是由计5算机硬件来实现的,指令执行时,必须先装入m计1算机内7存, CPU 负责从5内7存中5逐条取出指令,并对指令分6析译码,判断该条指令要完成的 *** 作,向各部件发出完成 *** 作的控制信号,从7而完成了l一r条指令的执行。当执行完一x条指令后再处理下a一l条指令, CPU 就是这样周而复始地工j作,直到程序的完成。 在计7算机执行指令过程中8有两种信息在流动:数据流和控制流。数据流是指原始数据、中2间结果、结果数据和源程序等,这些信息从6存储器读入p运算器进行运算,所得的计1算结果再存 入r 存储器或传送到输出设备。控制流是由控制器对指令进行分4析、解释后向各部件发出的控制命令,指挥各部件协调地工o作。b屺j啖nd岌rヮ省rヮ省d岌d岌yЁ┈lㄕ

计算机的一条指令一般是由 *** 作码和 *** 作数组成, *** 作码决定要完成的 *** 作, *** 作数指参加运算的数据及其所在的单元地址。在计算机中, *** 作要求和 *** 作数地址都由二进制数码表示,分别称作 *** 作码和地址码,整条指令以二进制编码的形式存放在存储器中。

计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令,程序就是一系列按一定顺序排列的指令,执行程序的过程就是计算机的工作过程。指令的顺序执行,将完成程序的执行,因而有必要了解指令的执行过程。首先是取指令和分析指令。按照程序规定的次序,从内存储器取出当前执行的指令,并送到控制器的指令寄存器中,对所取的指令进行分析,即根据指令中的 *** 作码确定计算机应进行什么 *** 作。其次是执行指令。根据指令分析结果,由控制器发出完成 *** 作所需的一系列控制电位,以便指挥计算机有关部件完成这一 *** 作,同时,还为取下一条指令作好准备,这样一直循环知道程序结束。

cpu的指令是从内存中获取的

cpu有cpu的指令集

而你的程序最终会编译连接成二进制可执行文件

当程序加载到内存后

内存记录了cpu要执行的指令

CPU按顺序读取指令

遇到循环则往回读取

遇到goto则跳转到相对应的地址继续读取并执行

可以参考一下cpu的ip和cs寄存器

建议好好学下汇编

对pc的理解更透彻

最开始a=0000000;

C语言从main()函数开始执行,如果在main()函数中不调用test(),那么test()就不执行。

假设调用了test()函数,那么要等timer函数执行完之后才开始执行a = k + i 。

假设调用了timer()函数,只是要循环100次,并不是100个时钟周期。

分三步:取指令,分析取数,执行,如果非要加一步,那还有取下一条指令。。

其中取指令又分以下几步:将程序计数器(PC)中的内容送至存储器地址寄存器(MAR),并送地址总线(AB);向存储器发送读命令;从主存中取出的指令通过数据总线(DB)送到存储器寄存器(MDR);将MDR的内容送至指令寄存器(IR)中;将PC的内容递增,为取下一条指令做好准备

X0和X1在一个扫描周期里同时ON的话,M600,M601都不会ON

由于外部输入X点是不受PLC扫描周期影响(换句话说,在同一个扫描周期内,X0的状态有ON或者OFF两种状态)PLC按从上到下,从左到右 的顺序扫描

如果执行第一段程序时候X0=1,X1=0则输出M600=1,往下扫描的同时X0,X1状态改变,X0=0,

X1=1,则M601=1,到下一个扫描周期完成前保持M600=1,M601=1,之后M600=0,M601=1

因为M点状态的改变要等一个扫描周期完成后刷新状态寄存器来改变的。

所以在处理PLC扫描长周期,输入响应频繁的PLC程序时,最好把X点赋值给M点,这样在一个扫描周期的时间内输入M的状态就不会改变,避免一些相互矛盾的结果产生

一条指令的执行过程按时间顺序可分为以下几个步骤。

① CPU发出指令地址。将指令指针寄存器(IP)的内容——指令地址,经地址总线送入存储器的地址寄存器中。

② 从地址寄存器中读取指令。将读出的指令暂存于存储器的数据寄存器中。

③ 将指令送往指令寄存器。将指令从数据寄存器中取出,经数据总线送入控制器的指令寄存器中。

④ 指令译码。指令寄存器中的 *** 作码部分送指令译码器,经译码器分析产生相应的 *** 作控制信号,送往各个执行部件。

⑤ 按指令 *** 作码执行。

⑥ 修改程序计数器的值,形成下一条要取指令的地址。若执行的是非转移指令,即顺序执行,则指令指针寄存器的内容加1,形成下一条要取指令的地址。指令指针寄存器也称为程序计数器。

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