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计算机文化基础:指令、程序及其设计与编制

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:指令的数量与类型由CPU决定。系统内存用于存放程序和数据,程序由一系列指令组成,这些指令在内存中是有序存放的,指令号表明了它的执行顺序,什么时候执行哪条指令由CPU中的控制单元决定。而软件设计师在指令系统的基础上建立程序系统,扩充和发挥机器的功能。转移指令和子程序调用与返回指令。一台计算机的指令种类总是有限的,但通过精心地设计可以编制出各式各样的程序。

计算机文化基础:指令、程序及其设计与编制

1.指令

指令是能被计算机识别并执行的二进制代码,它规定了计算机能完成的某一种操作。指令的数量与类型由CPU决定。系统内存用于存放程序和数据,程序由一系列指令组成,这些指令在内存中是有序存放的,指令号表明了它的执行顺序,什么时候执行哪条指令由CPU中的控制单元决定。数据是用户需要处理的信息,它包括用户的具体数据和数据在内存系统中的地址

指令通常包含操作码和操作数两个部分。操作码指明计算机应该执行的某种操作的性质与功能,即指示计算机执行何种操作;操作数指出参加操作的数据或数据所在单元的地址。

2.指令系统

一台计算机所能执行全部指令的集合称为该计算机的指令系统。指令系统能具体而集中的体现计算机的基本功能。从计算机系统结构的角度看,指令系统是软件和硬件的界面。

指令系统的内核是硬件,当一台机器指令系统确定之后,硬件设计师根据指令系统的约束条件构造硬件组织,由硬件支持指令系统使其功能得以实现。而软件设计师在指令系统的基础上建立程序系统,扩充和发挥机器的功能。

对不同种类的机器而言,指令系统的指令数目与种类呈现出较大的差异,但都具有以下几类功能的指令:

(1)数据传送指令。用于实现通用寄存器之间、通用寄存器与内存储器存储单元之间、内存储器不同存储单元之间和通用寄存器与外部设备(接口)之间的数据传送。

(2)算术运算和逻辑运算指令。用于在运算器中完成对一个或两个数据的算术运算或逻辑运算。(www.xing528.com)

(3)移位操作指令。包括算术移位、逻辑移位、循环移位三种。

(4)转移指令和子程序调用与返回指令。用于解决变动程序中指令执行次序的需要。转移指令分为无条件转移指令和条件转移指令。子程序调用与返回指令是一种特定的转移指令,两者要配合使用。

(5)输入和输出指令。实现外部设备和主机之间的数据传输。

(6)其他指令。动态停机指令、空操作指令、置条件码指令、开中断指令、关中断指令、堆栈操作指令等,用于完成某些特定的处理功能。

指令系统决定了计算机的能力,也影响着计算机的体系结构。一台计算机的指令种类总是有限的,但通过精心地设计可以编制出各式各样的程序。计算机的能力固然取决于自身的性能,但更取决于编程人员的聪明才智。

3.程序

程序是一组指示计算机每一步动作的指令,是按一定顺序排列的计算机可以执行的指令序列。程序通常用某种程序设计语言编写,运行于某种目标体系结构上,要经过编译和连接而成为一种人们不易理解而计算机理解的格式后运行。

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