TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHE IT012 – TỔ CHỨC VÀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH II CHƯƠNG 6 KIẾN TRÚC TẬP LỆNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH 1 Nội dung Kiến trúc Tập lệnh Toán hạng Định dạng[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH IT012 – TỔ CHỨC VÀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH II CHƯƠNG KIẾN TRÚC TẬP LỆNH Nội dung Kiến trúc Vi kiến trúc Luận lý Kiến trúc Tập lệnh Toán hạng Định dạng lệnh Các mơ hình định địa Câu hỏi Bài tập Mạch số IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Nội dung Kiến trúc Vi kiến trúc Luận lý Kiến trúc Tập lệnh Tốn hạng Định dạng lệnh Các mơ hình định địa Câu hỏi Bài tập Mạch số IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (1/6) • Lệnh (Instruction) dẫn để máy tính tính thực cơng việc Ví dụ: Lệnh ADD dẫn máy tính thực phép tốn cộng • Tập lệnh (Instruction Set) tập hợp lệnh máy tính Tập lệnh quy định máy tính làm gì! Những máy tính khác có tập lệnh khác nhau! NHƯNG! Các tập lệnh có điểm chung!!! • Kiến trúc Tập lệnh = Tập lệnh + Biểu diễn lệnh IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (2/6) • Kiến trúc tập lệnh: Tập lệnh: Máy tính làm gì? Định dạng lệnh (biểu diễn lệnh): Mỗi lệnh biểu diễn nào? Opcode (Operation Code): Mã thao tác Toán hạng: Các toán hạng cần thiết để thực thao tác Các trường khác • Phân loại: Ngăn xếp (stack) Bộ tích lũy (accumulator) Thanh ghi – Bộ nhớ (register–memory) Thanh ghi – ghi / nạp – lưu (register-register/load-store) IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (3/6) - Thanh ghi – ghi Tập ghi Bộ nhớ 0x0010 0x0014 0x0018 0x001C 0x0020 (1) (2) (4) Tính tốn ALU 12 (3) • Dữ liệu lưu trữ nhớ • Tính tốn ghi (khơng tính tốn nhớ) • Cần nạp liệu từ nhớ vào ghi để tính tốn • Cần lưu giá trị ghi vào nhớ sau tính tốn IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (4/6) – Lệnh Con người: a cộng b c Lệnh Mã thao tác Ngơn ngữ lập trình Lập trình: c = a + b Hợp ngữ Gợi nhớ: add c, a, b Máy tính: 000010011000101000110 Mã máy Tốn hạng đích Tốn hạng nguồn thứ IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Tốn hạng nguồn thứ Quiz • Đề xuất lệnh thực thao tác trừ: A trừ B C • Chuyển đổi lệnh lập trình C thành lệnh hợp ngữ F = (A + B) – (C + D) IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (5/6) – Tập lệnh MIPS (1/2) • Thiêt kế theo kiến trúc ghi – ghi • Độ rộng lệnh: Cố định 32 bit cho tất lệnh • Định dạng lệnh: R, I, J • Tập ghi: 32 ghi 32 bit, ghi $zero ln • Kiểu liệu: Byte (8 bit), halfword (16 bit), word (32 bit) • Chế độ định địa chỉ: chế độ • Tốn hạng: Thanh ghi, số tức thời (bù 2), nhớ • Định địa theo byte IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (6/6) – Tập lệnh MIPS (2/2) Loại Lệnh Ví dụ Ý nghĩa ĐD Cộng add $s1,$s2,$s3 $s1=$s2 + $s3 R Trừ sub $s1,$s2,$s3 $s1=$s2 - $s3 R Cộng tức addi $s1,$2,20 $s1=$s2 + 20 I Truyền Nạp word ld $s1,20($s2) $s1= Mem[$s2 + 20] I liệu Luận lý Lưu word sw $s1,20($s2) Mem[s2 + 20]=$s1 I NOR luận lý nor $s1,$s2,$s3 $s1= ~($s2 | $s3) R Dịch phải luận lý srl $s1,$s2,10 $s1=$s2>>10 R beq $s1,$s2,25 Nếu ($s1==$s2) đến PC+4+100 I Số học Rẽ nhánh Nhảy Nhảy 10 Nhảy j 2500 Đi đến 10000 IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II J ... • Kiến trúc Tập lệnh = Tập lệnh + Biểu diễn lệnh IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Kiến trúc Tập lệnh (2/6) • Kiến trúc tập lệnh: ? ?Tập lệnh: Máy tính làm gì? Định dạng lệnh (biểu diễn lệnh) :... dung Kiến trúc Vi kiến trúc Luận lý Kiến trúc Tập lệnh Toán hạng Định dạng lệnh Các mơ hình định địa Câu hỏi Bài tập Mạch số IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II Nội dung Kiến trúc Vi kiến trúc. .. IT012 – Tổ chức Cấu trúc Máy tính II J Nội dung Kiến trúc Vi kiến trúc Luận lý Kiến trúc Tập lệnh Tốn hạng Định dạng lệnh Các mơ hình định địa Câu hỏi Bài tập Mạch số 11 IT012 – Tổ chức Cấu trúc