Kiến trúc máy tính-Phần 7: Tổ chức máy tính

Tham khảo tài liệu kiến trúc máy tính-phần 7: tổ chức máy tính, công nghệ thông tin, cơ sở dữ liệu phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kiến trúc máy tính-Phần 7: Tổ chức máy tính 7. Tổ Chức Máy Tính 7.1. Mã Lệnh 7.2. Tập Thanh Ghi 7.3. Tập Lệnh 7.4. Định Thời và Điều Khiển 1NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh Chương này giới thiệu một máy tính cơ bản và cho thấy cách thức hoạt động qua các mệnh đề truyền thanh ghi. Tổ chức máy tính xác định qua các thanh ghi, cấu trúc định thời, điều khiển và tập lệnh. Từ đó cho thấy cách thiết kế máy. Maý tính giới thiệu ở đây rất nhỏ so với thực tế nhưng đơn giản đủ để hiểu được qui trình thiết kế. 2NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Tổ chức bên trong máy tính được xác định qua một loạt vi tác vụ thực hiện trên dữ liệu trong thanh ghi. Máy tính đa dụng có khả năng thực hiện nhiều vi tác vụ, ngoài ra có thể điều khiển nó thực hiện các tác vụ theo yêu cầu. Người dùng máy tính điều khiển qui trình thông qua chương trình. 3NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Chương trình là tập lệnh máy xác định các tác vụ, tác tố và trình tự xử lý. Lệnh máy là một mã nhị phân xác định dãy vi tác vụ. Mã lệnh cùng với dữ liệu được lưu trong bộ nhớ. 4NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Máy tính đọc từng lệnh trong bộ nhớ và đặt vào một thanh ghi điều khiển. Mạch điều khiển diễn dịch mã nhị phân của lệnh và thi hành qua một dãy vi tác vụ. Mỗi máy có một bộ lệnh riêng. Lệnh được phân thành nhiều phần. 5NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Phần cơ bản nhất của mã lệnh là mã tác vụ. Đó là nhóm bit xác định các tác vụ như cộng, trừ, nhân, dịch và bù. Số bit dành cho mã tác vụ tuỳ theo số tác vụ của máy. Mã tác vụ dài tối thiểu n bit cho 2n (hoặc ít hơn) tác vụ khác nhau. Ví dụ mã tác vụ một máy có 64 tác vụ khác nhau sẽ dài 6 bit gồm các mã tác vụ có trị từ 0 đến 63 (26 – 1). 6NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Cần phân biệt mã tác vụ và vi tác vụ. Mã tác vụ là một phần của lệnh lưu trong bộ nhớ. Nó là mã nhị phân báo cho máy biết thực hiện một tác vụ nhất định. Đơn vị điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ và diễn giải mã tác vụ. Sau đó phát ra dãy tín hiệu điều khiển khởi động các vi tác vụ. 7NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Với mỗi mã tác vụ, đơn vị điều khiển phát hành dãy vi tác vụ cần cho phần cứng của tác vụ đó. Vì vậy người ta còn gọi mã tác vụ là vĩ tác vụ vì nó xác định một tập vi tác vụ. Tác vụ này phải được thực hiện với dữ liệu trong thanh ghi hoặc bộ nhớ. 8NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Do đó ngoài mã tác vụ, mã lệnh phải xác định thanh ghi/từ nhớ chứa tác tố/kết quả. Từ nhớ trong mã lệnh xác định qua địa chỉ. Một trong 2k thanh ghi xác định bằng mã nhị phân k bit riêng. Có nhiều cách sắp xếp mã nhị phân trong lệnh tuỳ theo kiến trúc của máy. Chương này chọn một cách biểu diễn để minh hoạ. 9NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Tổ chức máy tính đơn giản nhất là có một thanh ghi xử lý và một dạng thức mã lệnh gồm 2 phần. Phần đầu xác định tác vụ, phần hai xác định địa chỉ. Địa chỉ cho biết nơi chứa tác tố trong bộ nhớ. Tác tố được đọc từ bộ nhớ dùng làm dữ liệu cùng với dữ liệu trong thanh ghi xử lý. 10NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Hình sau mô tả kiểu tổ chức này. 11NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Lệnh và dữ liệu được lưu riêng. 12NMT - KTMT - V3.1 - Ch7 - Ns71 - 15/1/03 7.1. Mã Lệnh (tt) Bộ nhớ có 4096 từ, cần 12 bit địa chỉ vì 212=4096. ...