?????????????????????? (Computer Architecture)

1
?????????????????????? (Computer Architecture)
2
????? 4????????? (Instruction Sets)
3
????????? (Instruction Sets)

• ???????????????????????????????????????????????
  ALU
• ?????????? ? ?????????????????? ALU
  ?????????????????????????????? (Machine
  Instructions Sets)
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????? ????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????????? ?????????????????????
  ?????????????? ALU ???????????????????????????????
  ????

4
?????????????????????????

• ????????? (Instruction Sets) ?????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????? ???????????????????? ?????????????
  (machine instructions) ???? ?????????????????
  (computer instructions) ????? ????????????????????
  ?????????????????????????????? ????
  ?????????????????? ???????????????????????????????
  ?????????????????????????????? ???????????????????
  ??????????? ??????????????????????????????????????
  ????????????????????????

5
?????????????????????????

• ??????????????????????????????????????????????
• ???????????????????????????????????????
  ??????????????????? ???????????????????
  ?????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????? ???? ???? C Pascal
  ???? Ada ???????
• ?????????????????????????????????????? (compile)
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????
• ?????????????????????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????????

6
???????????

• ??????????????????????????????????????????????????
  ????????????????????????????????????????????????
• ????????????????????????????? 2
  ???????????????????????????????????????????????
  (fetches) ????????????????????? 1 ??????
  ???????????????????????? (execute) ?????????????

7
???????????
??????????????????????
8
???????????

• Instruction Address Calculation (IAC)
• Instruction Fetch (IF)
• Instruction Operation Decoding (IOD)
• Operand Address Calculation (OAC)
• Operation Fetch (OF)
• Data Operation (DO)
• Operand Store (OS)

9
???????????????????????

• Operation code ????????????????????????? (????
  ADD, I/O) ??????????????????????????????????
  ???????? operation code ???? opcode
• Source operand reference ???????????????????????
  ??????????????????????????????????
• Result operand reference ???????????????????????
  ???????
• Next instruction reference ?????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ????????????

10
????????????
??????????????????????????????????????????????????
???????????????????????

• Data processing ???????????????????????????
• Data storage ???????????????????????
• Data movement ??????????????????/????????
• Control ?????????????????????????????????????

11
?????????????

• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????
• ??????????????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???? ?????????????????????

12
?????????????
One-address
Two-address
13
?????????????
Three-address
Zero-address
14
??????????????????
?????????????????????????

• Operation repertoire ???????????????????????????
  ???? ?????????????????????????????????????????
• Data type ??????????????????????????????????????
  ???????
• Instruction format ???????????????? (???????)
  ????????????? ???????????? ??????? ?
• Register ???????????????????????????????????????
  ???????????????
• Addressing ?????????????????????????????????????
  ??

15
????????????????
??????????????????????????????????????? ? ??????

• ????????????????????????????????? (Data transfer)
• ??????????????????????????? (Arithmetic)
• ?????????????????????? (Logical)
• ??????????????????????????? (Conversion)
• ????????????????????????????/???????? (I/O)
• ?????????????????????????????? (System control)

16
????????????????
???????????????????????????

• ????????
• ??????
• ??????????
• ???????????

17
??????????????? Pentium

• General
• Integer
• Ordinal
• Unpacked binary coded decimal (BCD)
• Packed BCD
• Near pointer
• Bit field
• Byte string
• Floating point

18
???????????????????????? Pentium
19
??????????????? PowerPC

• Unsigned byte
• Unsigned Halfword
• Signed Halfword
• Unsigned Word
• Signed Word
• Unsigned Doubleword
• Byte String

20
????????????

• ?????????????
• ????????????
• ??????????????????????????????
• ???????????????
• ????????????????????????
• ?????????????????????
• ?????????????????
• ?????????????????????????????

21
???????????????????????????

• Little Endian
• Big Endian

?????? ??? 89ABCDEF
(?) ????????????? Little Endian (?) ?????????????
Big Endian
22
???????????????????????

• ??????????????????????????????? (Immediate
  Addressing)
• ?????????????????????? (Direct Addressing)
• ??????????????????????? (Indirect Addressing)
• ???????????????????????????????????? (Register
  Direct Addressing)
• ????????????????????????????????????? (Register
  Indirect Addressing)
• ????????????????????????? (Displacement ????
  Indexed Addressing)
• ??????????????????????????? (Relative Addressing)
• ??????????? (Stack)

23
Immediate Addressing
LOAD X, 1000 ????????????????? 1000 ????????????
X
24
Direct Addressing
LOAD X, 1000 ????????????????????????????
1000 ???????????? X (?????????????? 1000
????? 10 ??????? X ?????????????? 10)
25
Indirect Addressing
LOAD X, (1000) ???????????????????????????????????
???????????????????? 1000 (?????????????? 1000
????? 1002 ??????????????????????????????????????
1002 ??????????? 20 ??????? X ?????????????? 20)
26
Register Direct Addressing
LOAD X, R1 ?????????????????????????????? R1
???????????? X (???????????????? R1 ????? 30
??????? X ?????????????? 30)
27
Register Indirect Addressing
LOAD X, (R1) ?????????????????????????????????????
???????????????????? R1 ???????????? X
(???????????????? R1 ??????? 1001 ??????????????
1001 ??????????????????? 40 ??????? X
?????????????? 40)
28
Displacement ???? Indexed Addressing
LOAD X, (R1)Constant ????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????
?? ???????????? X (???????????????????? 1000,
??????????????? 2 ????????????????? 1002
???????????? 20 ?????????? X ????????? 20)
29
Relative Addressing
LOAD X, PCConstant ??????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????
????? ???????????? X (?????????????????????????
1000, ??????????????? 1 ????????????????? 1001
???????????? 40 ?????????? X ????????? 40)
30
Stack
LOAD X, Stack ????????????????????????????????????
????????????? X (?????????????????????????????????
? 1000 ??? X ?????????????? 1000 ???????)