Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 6 trình bày nội dung về Cấu trúc bộ xử lí và thực thi chương trình. Tổ chức các thanh ghi, Tổng quan thực thi chương trình; Chu kỳ lấy chỉ thị và thực thi. Mời các bạn tham khảo.
.c om Bài Nguyễn Hồng Sơn cu u du o ng th an co ng CẤU TRÚC BỘ XỬ LÝ VÀ THỰC THI CHƯƠNG TRÌNH CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Công việc CPU co ng CPU phải cu u du o ng th an Fetch instructions Interpret instructions Fetch data Process data Write data CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om CPU với system bus CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Cấu trúc bên CPU CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Tổ chức ghi cu u du o ng th an co ng CPU cần có vùng nhớ tạm để làm việc, gọi ghi (registers) Số lượng chức thay đổi tùy vào thiết kế xử lý Là định thiết kế quan trọng Mức cao phân cấp nhớ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om User-visible register an co ng User-visible register ghi tham chiếu qua ngôn ngữ máy, bao gồm loại: cu u du o ng th General Purpose: đa chức năng, chứa operand thị Data: chứa data, khơng dùng để tính tốn địa Address: dùng cho chế độ địa segment pointer, index register, stack pointer Condition Codes: chứa mã điều kiện (còn gọi flag) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Control & status register an co ng Có số ghi dùng để điều khiển hoạt động CPU cu u du o ng th Program Counter Instruction Decoding Register Memory Address Register Memory Buffer Register Tất thiết kế có hay tập ghi gọi PSW (Program Status Word) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om PSW co ng PSW chứa mã điều kiện với thông tin trạng thái khác Các field hay flag phổ biến gồm: cu u du o ng th an Sign Zero Carry Equal Overflow Interrupt enable/disable Supervisor: mode user hay supervisor CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Supervisor mode cu u du o ng th an co ng Các thị đặc quyền thực thi supervisor mode Vùng nhớ đặc biệt truy xuất supervisor mode Được dùng hệ điều hành Khơng khả dụng chương trình user CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổ chức ghi 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Chu kỳ lấy thị thực thi… du o ng th an co ng Chỉ thị tồn dạng mã nhị phân, cho CPU biết phải làm cơng việc CPU phiên dịch (giải mã lệnh) để nhận biết cơng việc phải làm Các cơng việc thường rơi vào bốn nhóm: cu u CPU-Memory CPU-I/O Xử lý data Điều khiển: ví dụ thay đổi 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Chu kỳ lấy thị thực thi… cu u du o ng th an co ng Việc thực thi thị cụ thể liên quan đến nhiều cơng việc Một chu thi coù thể coù nhiều tham chiếu đến nhớ Một chu thi coù thể coù nhiều tham chiếu đến I/O Một chu thi coù thể có nhiều tham chiếu đến nhớ I/O 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Các trạng thái chu kỳ thị cu u du o ng th an co ng (1)Tính toán địa thị: xác định địa thị kế tiếp, thường cộng số vào địa thị trước (2)Lấy lệnh (3)Giải mã thị: phân tích để xác định cơng việc phải làm toán hạng dùng (4)Tính toán địa toán hạng: cơng việc cần lấy thông số (data) từ nhớ hay I/O (5)Lấy toaùn hạng (6)Xử lý liệu theo cơng việc định (7)Lưu toán hạng (data) 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng th an MM hay I/O co CPU truy xuất nhiều toán hạng u bên CPU cu Hoạt đđộng du o ng nhiều kết thị kế 4 Vetor hay string 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Các trạng thái… cu u du o ng th an co ng Trên số máy tính, thị cụ thể định toán tử thực vector (mảng chiều) hay chuỗi ký tự Điều liên quan đến lặp lặp lại việc lấy liệu hay lưu trữ liệu 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Ví dụ máy giả thuyết Từ nhớ 16 bit th Gồm có ghi: an co ng Instruction: bit mã 12 bit địa Data: bit dấu 15 bit định lượng u du o ng PC IR AC(accumulator): ghi tạm cu số 16 mã lệnh cuï thể 0001: nạp nội dung từ nhớ vaøo AC 0010: ghi nội dung AC vaøo nhớ 0101: cộng nội dung từ nhớ với nội dung AC 0110: nhân nội dung từ nhớ với nội dung AC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20 .c om Ví dụ… ng th an co ng Chỉ thị cất giữ từ vị trí 0x300 nhớ Trình bày hoạt động cộng nội dung ñịa 0x940 với nội dung 0x941, lưu kết 0x941 Chương trình cu u du o Nạp nội dung từ 0x940 vaøo AC Cộng nội dung 0x941 với AC Ghi nội dung AC vaøo 0x941 Như có chu kỳ nạp chu thi 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om 940 941 0003 0002 ng co an PC AC IR ng 1940 du o 302 300 300 301 302 940 u 301 1940 5941 2941 cu 300 Các ghi th Bộ nhớ 941 1940 5941 2941 300 0003 1940 PC AC IR 0003 0002 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om 941 0003 0002 an PC co ng 940 th AC IR ng du o 302 301 0003 5941 300 301 302 940 u 301 1940 5941 2941 cu 300 941 1940 5941 2941 0003 0002 301 0005 5941 PC AC IR 3h + 2h=5h 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om 941 0003 0002 an PC co ng 940 th AC IR ng du o 302 302 0005 2941 300 301 302 940 u 301 1940 5941 2941 cu 300 941 1940 5941 2941 302 0005 2941 PC AC IR 0003 0005 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Ví dụ cu u du o ng th an co ng Trình bày chu phép tính (3+2)*5 (5 tai 942), ghi kết 0x942 Tất sinh viên tự làm 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng AC 1940 u 941 942 0003 0002 cu 940 IR 302 303 2942 940 941 0003 0002 942 0005 co an 2942 PC th 303 301 300 ng 302 1940 5941 6942 1940 5941 6942 301 300 PC 0003 AC 1940 IR du o 300 300 0005 26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng u 941 942 0003 0002 cu 940 AC IR 0005 302 1940 5941 6942 303 2942 co 2942 an 303 301 PC th 302 0005 6942 ng 302 1940 5941 6942 du o 300 300 301 302 PC 0019 AC 6942 IR 0005h * 0005h=0019h 940 941 0003 0002 942 0005 27 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng u 941 942 0003 0002 cu 940 AC IR 0005 302 1940 5941 6942 303 2942 940 941 0003 0002 942 0019 co 2942 an 303 301 PC th 303 0005 2942 ng 302 1940 5941 6942 du o 300 300 301 303 PC 0019 AC 2942 IR 28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bài tập nhà cu u du o ng th an co ng 1.Trình bày tất chu kỳ thị tính (2+3)*(3+4) máy giả thuyết, cho 0004 chứa 0x942, ghi kết 0x942 2.Vieát thị thực phép tính sau máy IAS (máy tính Von Neumann) (4+2)*5, ghi kết vị trí 202h Hãy trình bày tất chu kỳ thị thực phép tính Cho mã chương trình đươïc nạp vào nhớ bắt đầu vị trí 100h liệu cất giữ vị trí 200h 29 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... AC IR 00 05 302 1940 59 41 6942 303 2942 co 2942 an 303 301 PC th 302 00 05 6942 ng 302 1940 59 41 6942 du o 300 300 301 302 PC 0019 AC 6942 IR 0005h * 0005h=0019h 940 941 0003 0002 942 00 05 27 CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bài tập nhà cu u du o ng th an co ng 1.Trình bày tất chu kỳ thị tính (2+3)*(3+4) máy giả thuyết, cho 0004 chứa 0x942, ghi kết 0x942 2.Viết thị thực phép tính sau máy IAS (máy tính Von... PC co ng 940 th AC IR ng du o 302 301 0003 59 41 300 301 302 940 u 301 1940 59 41 2941 cu 300 941 1940 59 41 2941 0003 0002 301 00 05 5941 PC AC IR 3h + 2h=5h 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt