《计算机体系结构》第二章VIP专享VIP免费

第二章第二章数据表示与指令数据表示与指令系统系统§1数据表示一、数据表示的确定1.何谓数据表示由硬件直接识别和处理（引用）的数据类型，2.数据表示的主要类型1）常用数据表示：定点数、字符串、浮点数等。2）高级数据表示：自定义、向量、堆栈数据表示3.数据表示与系统结构的关系1）数据表示是硬件设计基础2）数据表示是指令加工的对象4.数据表示确定在进行软件和硬件的功能分配时，计算机系统结构设计应考虑在机器中设置哪些数据表示，使之能对应用中用到的数据结构有高的实现效率。在定点、浮点、字符串、逻辑、十进制等基本数据表示的基础之上，根据应用的需要，考虑在机器中引入哪些高级的数据表示，以便能为数据的实现提供更好的支持（通用性和利用率是否较高）。1）一般计算机要选用常用的数据表示；2）对较高级的数据表示要有针对选取。①当处理的数据类型较多时，可选自定义的数据。②当对向量数据处理较多时，可选向量数据表示。③当逆波兰表达式处理较多时，可选堆栈数据表示。二、自定义数据表示自定义数据表示是为缩短高级语言和机器语言的语义差距引出来的。它又有标志符数据表示和数据描述符两类。1.标志符1）格式①类型标志②数据值类型标志数据值2）标志位位数选取①简单的用三位标志符区分8种（23）类型②根据需要选取更多位类型标志数据值BCD码无符号数0110100001101000104十进制68（两位）如：3）使用标志位的优缺点可简化指令系统与编译程序，便于不同数据类型的自动校验与转换。缺点：一个标志位只能对一个数据进行描述，其描述效率不高。特征位块属性块首址块长度数据块格式：2.描述符①特征位：用来区分描述符还是非描述符。当为描述符时，才有后面的三个字段，如某机采用101表示描述符的特征位。②块长度：描述数据块的个数。③块首址：第一个数据单元的地址。④块属性：描述数据的特征。1101数据0002）使用描述符的好处①描述相同类型的数据时，描述效率高；②利用块属性也有利于对信息的保护；③可当作直接寻址及间接寻址使用。直接寻址：根据描述符给出数据块的首址，直接寻址。存储器一次间接存储器两次间接：描述符给出的仍是数据描述符④可描述阵列数据：描述一个阵列可用一级、二级描述符描述。a00…a03A=┇a30…a3311011101数据000数据000110111011101一级描述符（要求数据连续存放）00016101000a00000a01:a33:.41014101410141014101000a12000a13000a10000a11000a22000a23000a20000a21000a32000a33000a30000a31000a02000a03000a00000a01二级描述符21011610116101000000a00000a01:a33:.000000b00000b01:b33:.第一级第二级分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数据。a00a01a02a03b00b01b02b03a10a11a12a13b10b11b12b13A=a20a21a22a23B=b20b21b22b23a30a31a32a33b30b31b32b33§2§2计算机系统的发展途径计算机系统的发展途径一、从提高一、从提高CPUCPU的利用率出发的利用率出发二、从单机向多机发展二、从单机向多机发展§3§3影响计算机系统结构发展的因素影响计算机系统结构发展的因素一、程序的可移植性的影响一、程序的可移植性的影响二、应用对系统结构的影响二、应用对系统结构的影响三、器件发展的影响三、器件发展的影响第二章数据表示与指令系统第二章数据表示与指令系统§1§1数据表示数据表示一、数据表示的确定一、数据表示的确定二、自定义数据表示二、自定义数据表示1.解：1）两级描述符：21011610116101000000a00000a01:a33:.000000b00000b01:b33:.第一级第二级21011610116101:第一级第二级a00a01...a33b00b01...b33000000或：2）三级描述符b30b31b32b33210141014101第一级第二级41014101410141014101410141014101第三级B第三级Aa00a01a02a03a30a31a32a33b00b01b02b03三、向量数据表示1.含义：有序排列的数据元素称为向量（向量数据）2.向量数据的三要素：1）基地址：存放第一个向量数据的地址；2）向量长度：向量数据个数；3）位移量：与基地址的距离。3.根据三要素可推出参数1）起始地址=基地址+位移量，实际参与本次操作的第一个数据（元素）的地址；2）有效向量长度=向量长度-位移量，实际参与本次操作的向量数据个数...