ComputerSystems
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ComputerSystems
目录
汇编原理
汇编原理
举例
制定一些简单指令
| 指令 | 代码 | 功能 |
|---|---|---|
| LOAD_A | 0000 | 将指定内存地址数据加载至寄存器A |
| LOAD_B | 0001 | 将指定内存地址数据加载至寄存器B |
| ADD | 0100 | 将指定两个寄存器数据相加 |
| STORE_A | 1000 | 将寄存器数据存储至制定内存地址 |
汇编代码
LOAD_A 7 0000 0111
LOAD_B 8 0001 1000
ADD A B 0100 0001
STORE_A 15 1000 1111
内存状态
冯诺依曼架构计算机（存储程序计算机），指令和数据都放在内存中
| 地址 | 内容 | 二进制地址 |
|---|---|---|
| 0 | LOAD_A 7 | 0000 |
| 1 | LOAD_B 8 | 0001 |
| 2 | ADD A B | 0010 |
| 3 | STORE_A F | 0011 |
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 | 8 | 0111 |
| 8 | 6 | 1000 |
| …… | ||
| F | (14) | 1111 |
步骤
指令流水线整体步骤：取指 -> 解码 -> 执行（循环）。有的CPU的流水线可能不止三级
分步步骤（补充：每一行指令完成后IC自动+1，下表中不再赘述这点）
| IC | 取指令 | 解码 | 执行 |
|---|---|---|---|
| 0，CPU初始化完成后置为0 | 控制单元到内存地址为0的位置取指令 | 0000 0111 | 执行加载指令，地址中的内容 (8) 到寄存器A |
| 1 | LOAD_B 8 | 0001 1000 | 执行加载指令，地址中的内容 (6) 到寄存器B |
| 2 | ADD A B | 0100 0001 | 6和8送往ALU的两端，产生结果14后存回寄存器A |
| 3 | STORE_A F | 1000 1111 | 执行存储指令，将寄存器A的内容存向指定地址 |
指令集架构
历史扩展
x86
指令集架构起初都是CPU的制造厂商制定的，经典的是Intel提出的x86 Intel制定指令集、设计CPU电路、制造CPU均能自己
公版ARM
后来英国ARM公司推出ARM指令集架构 但是ARM不制造CPU，授权产商可以根据他们提供的电路执行制造CPU。
定制ARM
有能力生产CPU的产商：化为、低通、挨炮、三桑等公司 他们会根据自己的需求，改进公版的设计，集成更多模块（如5G基带、图像处理模块等），产出：麒麟、骁龙、A系列、猎户座等产品
SoC
这些集成度很高的产品，称为SoC，超出了传统CPU的定义 像台积电这种产商专注于这些产品的代工 Intel、AMD等产生也在x86架构中集成GPU或IO模块，向着SoC的方向发展。CPU和SoC的界限逐渐变得模糊
RISC-V开源指令集 前面的都是要钱的，这个可以使用该指令集自行设计电路，不需要钱 但如果使用RISC-V官方给出的具体电路设计，这个是要钱的
历史原理
bug计算机缺陷、patch补丁 的由来
- 逻辑电路：开关机
- 机器语言：高低电压 + 打孔纸带
- 汇编语言：用单词来代替一串01序列
- 高级语言