第二章數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng)(已修改)
2025-10-28 12:30 本頁面
【正文】 第二章 數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng) 目錄 ? 數(shù)據(jù)表示 ? 尋址方式 ? 指令系統(tǒng)的設計和優(yōu)化 ? 指令系統(tǒng)的發(fā)展和改進 167。 1 數(shù)據(jù)表示 ? 數(shù)據(jù)表示與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 高級數(shù)據(jù)表示 ? 自定義數(shù)據(jù)表示（ Self_defining） ? 帶標識符的數(shù)據(jù)表示 ? 數(shù)據(jù)描述符 ? 向量數(shù)組數(shù)據(jù)表示 ? 堆棧數(shù)據(jù)表示 ? 引入數(shù)據(jù)表示的原則 ? 浮點數(shù)尾數(shù)基值大小和下溢處理方法的選擇（選講） ? 在機器上直接運行的程序是由指令組成的。 ? 指令系統(tǒng)是軟件與硬件之間的一個主要分界面，也是他們之間互相溝通的一座橋梁。 ? 硬件設計人員采用各種手段實現(xiàn)指令系統(tǒng)，而軟件設計人員則使用這些指令系統(tǒng)編制系統(tǒng)軟件和應用軟件，用這些軟件來填補指令系統(tǒng)與人們習慣的使用方式之間的語義差距。 ? 指令系統(tǒng)設計必須由軟件設計人員和硬件設計人員共同來完成。 ? 指令系統(tǒng)發(fā)展相當緩慢，需要用軟件來填補的東西也就越來越多。 數(shù)據(jù)表示 ? 定義： 機器硬件能 直接識別和引用 的 數(shù)據(jù)類型 。 ? 條件： 相應的運算指令和運算硬件 (處理部件 )。 ? 分類： 基本數(shù)據(jù)表示、高級數(shù)據(jù)表示、自定義數(shù)據(jù)表示。 ? 目標： ? 縮小高級語言和機器語言間的語義差別 ? 提高性能 /價格 ? 節(jié)省處理時間和存儲空間 ? 實現(xiàn)： 最小的存儲空間、最簡單的存取算法 。 數(shù)據(jù)表示與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)表示 ：指的是能由機器硬件直接識別和引用的數(shù)據(jù)類型。 由硬件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ： 面向計算機系統(tǒng)軟件 、 面向應用領域所需處理的數(shù)據(jù)類型 。 由軟件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型 。 ? 目標： 最大限度滿足應用要求 、 最簡化的方法實現(xiàn) 。 ? 實現(xiàn)： 通過數(shù)據(jù)表示和軟件映象相結(jié)合方法實現(xiàn) 。 ? 數(shù)據(jù)表示是數(shù)據(jù)類型的子集。 ? 數(shù)據(jù)表示的確定實質(zhì)上是軟、硬件的取舍問題 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表示是軟、硬件的界面 確定數(shù)據(jù)表示的原則 ? 是縮短程序的運行時間 ? 是減少 CPU與主存儲器之間的通信量 ? 是這種數(shù)據(jù)表示的通用性和利用率 ? 數(shù)據(jù)表示在不斷發(fā)展 ? 例如：矩陣、樹、圖、表及自定義數(shù)據(jù)表示等已經(jīng)開始用于數(shù)據(jù)表示中 ? 例：計算 C＝ A＋ B，其中， A、 B、 C均為 200 200的矩陣。分析采用向量數(shù)據(jù)表示的作用。 ? 解：如果在沒有向量數(shù)據(jù)表示的計算機上實現(xiàn)，一般需要 6條指令，其中有 4條指令要循環(huán) 4萬次。因此，CPU與主存儲器之間的通信量： ? 取指令： 2＋ 4 40,000條 ? 讀或?qū)憯?shù)據(jù)： 3 40,000個 ? 共要訪問主存儲器： 7 40,000次以上 ? 如果有向量數(shù)據(jù)表示，只需要一條指令。減少訪問主存（取指令）次數(shù) 4 40,000次 ? 用軟
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