Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 3 - Phan Trung Kiên

Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 3 do Phan Trung Kiên biên soạn trình bày về kiến trúc tập lệnh trong máy tính với những nội dung cơ bản về tập thanh ghi, tập lệnh và những ví dụ nghiên cứu về tập lệnh. Mời các bạn tham khảo bài giảng để bổ sung thêm kiến thức cho mình về lĩnh vực này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 3 - Phan Trung Kiên Chương 3. Kiến Trúc Tập Lệnh „ Tập thanh ghi Chương 3. Tập Lệnh „ Tập lệnh „ Ví dụ nghiên cứu Phan Trung Kiên Đại học Tây Bắc 1 Phan Trung Kiên 2 3.1. Tập thanh ghi Phân loại thanh ghi theo chức năng „ Chức năng và đặc điểm: „ Thanh ghi địa chỉ: quản lý địa chỉ của ngăn nhớ „ Chứa các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động hay cổng vào-ra. ở thời điểm hiện tại của CPU „ Thanh ghi dữ liệu: chứa tạm thời các dữ liệu. „ Được coi là mức đầu tiên của hệ thống nhớ „ Thanh ghi đa năng: có thể chứa địa chỉ hoặc dữ „ Số lượng thanh ghi nhiều Î tăng hiệu năng của liệu. CPU „ Có hai loại thanh ghi: „ Thanh ghi điều khiển/trạng thái: chứa các thông „ Các thanh ghi lập trình được tin điều khiển và trạng thái của CPU. „ Các thanh ghi không lập trình được „ Thanh ghi lệnh: chứa lệnh đang được thực hiện. Phan Trung Kiên 3 Phan Trung Kiên 4 1 Một số thanh ghi điển hình Các thanh ghi địa chỉ: „ Các thanh ghi địa chỉ „ Các thanh ghi dữ liệu „ Chức năng: dùng để quản lý địa chỉ của ngăn nhớ hay cổng vào – ra „ Thanh ghi trạng thái „ Chương trình đang thực hiện phải nằm trong bộ nhớ chính và nó chiếm 3 vùng nhớ cỏ bản sau: „ Vùng nhớ lệnh (Code): chứa các lệnh của chương trình. „ Vùng dữ liệu (Data): chứa dữ liệu của chương trình. Thực chất đây là nơi cấp phát các ngăn nhớ cho các biến nhớ. „ Vùng ngăn xếp (Stack): là vùng nhớ có cấu trúc LIFO (Last in first Out) dùng để cất dữ thông tin và sau đó có thể khôi phục lại. Thường dùng cho việc thực hiện các chương trình con. Phan Trung Kiên 5 Phan Trung Kiên 6 Bộ đếm chương trình (Program Minh họa bộ đếm chương trình Counter – PC): „ Còn gọi là con trỏ lệnh (Instruction Pointer – IP) „ Là thanh ghi chứa địa chỉ cảu một lệnh tiếp theo sẽ được nhận vào. „ Sau khi một lệnh được nhận vào thì nội dung của PC tự động tăng để trỏ sang lệnh kế tiếp nằm ngay sau lệnh vừa nhận. Phan Trung Kiên 7 Phan Trung Kiên 8 2 Thanh ghi con trỏ dữ liệu (Data Minh hoạ thanh ghi con trỏ dữ liệu Pointer – DP): „ Chứa địa chỉ của ngăn nhớ dữ liệu mà CPU muốn truy nhập. „ Thường có một số thanh ghi con trỏ dữ liệu Phan Trung Kiên 9 Phan Trung Kiên 10 Ngăn xếp (Stack) Thanh ghi con trỏ ngăn xếp (Stack „ Ngăn xếp là vùng nhớ có cấu trúc LIFO (Last In Pointer – SP): - First Out) „ Ngăn xếp thường dùng để phục vụ cho chương „ Chứa địa chỉ của ngăn nhớ đỉnh ngăn xếp trình con „ Khi cất một thông tin vào ngăn xếp: „ Nội dung của SP tự động giảm „ Đáy ngăn xếp là một ngăn nhớ xác định „ Thông tin được cất vào ngăn nhớ được trỏ bởi SP „ Đỉnh ngăn xếp là thông tin nằm ở vị trí trên cùng „ Khi lấy một thông tin ra khỏi ngăn xếp: trong ngăn xếp „ Thông tin được đọc từ ngăn nhớ được trỏ bởi SP „ Đỉnh ngăn xếp có thể bị thay đổi „ Nội dung của SP tự động tăng „ Khi ngăn xếp rỗng, SP trỏ vào đáy Phan Trung Kiên 11 Phan Trung Kiên 12 3 Minh họa con trỏ ngăn xếp SP Thanh ghi cơ ...