【正文】 中斷響應(yīng)需要滿足 3個條件 ： 中斷源有中斷請求、 CPU允許接受中斷請求（開中斷狀態(tài)）、一條指令執(zhí)行完。 ⑦禁止中斷 如果由于某種原因，在很短一段時間內(nèi)， 不允許 CPU接收任何中斷請求，稱為禁止中斷。 非向量中斷 不能直接提供中斷服務(wù)程序入口地址，而要采用軟件（硬件）查詢措施最后找到服務(wù)程序入口地址，然后再轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序。 發(fā)生在主機(jī)內(nèi)部的中斷稱為 內(nèi)中斷 。 中斷是一種控制流的變化，產(chǎn)生中斷的 原因并不是正在運行的程序，而通常是和 I/O 有關(guān)的某些操作。 控制流 控制流指的是指令的動態(tài)執(zhí)行序列，也 就是程序執(zhí)行過程中的指令序列。在 DMA控制器獲得總線使用權(quán)（幾個設(shè)備同時請求需要判優(yōu)）后，就在 DMA控制器的控制下，開始 I/O設(shè)備與主存的數(shù)據(jù)交換。當(dāng) 設(shè)備準(zhǔn)備好時（輸入、輸出完成），通過設(shè)置 設(shè)備寄存器中的中斷使能位，硬件會給軟件一 個中斷信號。i++) {statements} (a)循環(huán)結(jié)束時測試 (b)循環(huán)開始時測試 I/O指令 ? 忙等待的程序控制 I/O. ? 中斷驅(qū)動 I/O. ? 直接內(nèi)存訪問（ DMA） I/O. I/O方式：在主機(jī)與 I/O設(shè)備之間采用的不 同的控制方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。若有兩個數(shù) 則用浮點數(shù)加法計算 X+Y的最終結(jié)果是 1100010 0100010 0010001 AND 從字中提取位 OR 把位組合到字中 Mask 10110111 10111100 11011011 10001011 A 00000000 11111111 00000000 00000000 B(MASK) 00000000 10111100 00000000 00000000 A AND B 10110111 10111100 11011011 10001011 A 11111111 11111111 11111111 00000000 B(MASK) 10110111 10111100 11011011 00000000 A AND B 00000000 00000000 00000000 01010111 C 10110111 10111100 11011011 01010111 (A AND B) OR C 只有一個操作數(shù)并產(chǎn)生一個結(jié)果（移位和循環(huán)移位） 00000000 00000000 00000000 01110011 A 00000000 00000000 00000000 00011100 A 右移 2位 11000000 00000000 00000000 00011100 A 循環(huán)右移 2位 11111111 11111111 11111111 11110000 A 00111111 11111111 11111111 11111100 A 沒有符號 擴(kuò)展的右移 11111111 11111111 11111111 11111100 A 有符號擴(kuò) 展的右移 將一個正數(shù)左移 k位，如果不考慮溢出，結(jié)果就等于原來的數(shù)乘以 2k；將一個正數(shù)右移 k位，結(jié)果就等于原來的數(shù)除以 2k 11111111 11111111 11111111 11111110 1 的反碼 11111111 11111111 11111111 11111100 1 左移 1位 =3 11111111 11111111 11111111 11111000 1 左移 2位 =7 11111111 11111111 11111111 11111111 1的補(bǔ)碼 11111111 11111111 11111111 1 右移 6位 =1 18 n=16 n+2 n 移位分為邏輯移位、循環(huán)移位和算術(shù)移位。 例 1 已知： x=， y＝－ ， 求 x+y＝？ 解 ： [x]補(bǔ) ＝ [y]補(bǔ) ＝ [x]補(bǔ) +[y]補(bǔ) [x+y]補(bǔ) 1 x+y= 例 2 已知： x=－ ， y＝－ ， 求 x+y＝？ 解： [x]補(bǔ) ＝ [y]補(bǔ) ＝ [x]補(bǔ) +[y]補(bǔ) [x+y]補(bǔ) 1 x+y=－ 例 3 已知： x=， y＝ ，求 x－ y＝？ 解： [x]補(bǔ) ＝ [y]補(bǔ) ＝ [－ y]補(bǔ) ＝ [x]補(bǔ) +[－ y]補(bǔ) [xy]補(bǔ) 1 x－ y= 例 4 已知 :x=－ ,y＝－ ,求 x－ y＝？ 解： [x]補(bǔ) ＝ [y]補(bǔ) ＝ [－ y]補(bǔ) ＝ [x]補(bǔ) +[y]補(bǔ) [xy]補(bǔ) x－ y=－ 3）溢出概念和判別方法 運算結(jié)果超出機(jī)器數(shù)所能表示的數(shù)據(jù)范圍 判別方法： 單符號位 OVR=an1 bn1 sn1+ an1 bn1 sn1 雙符號位 OVR＝ sf1⊕ sf2 用 1和 判斷 OVR＝ 1⊕ 43(11).假定在一個 8位字長的計算機(jī)中運行如下類 C程序段： unsigned int x=134。 I1 LOAD R1， [a] I2 LOAD R2， [b] I3 ADD R1， R2 I4 STORE R2， 【 x】 指令 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 I1 IF ID EX M WB I2 IF ID EX M WB I3 IF ID EX M WB I4 IF ID EX M WB 則這 4條指令的執(zhí)行過程中， I3的 ID段和 I4的IF段被阻塞的原因各是什么？ （ 4）若某高級語言程序中賦值語句為 x=2*x+a， x和 a 均為 unsigned int類型變量，它們的存儲單元地址分別表示為 [x]、 [a]，則執(zhí)行這條語句至少需要多少個時鐘周期？要求模仿題 44圖畫出這條語句對應(yīng)的指令序列及其在流水線中的執(zhí)行過程示意圖。加法指令“ ADD （ R1), R0 ” 的功能為：（ R0）＋（（ R1）） （ R1）即將 R0的數(shù)據(jù)與R1的內(nèi)容所指的存儲單元的數(shù)據(jù)相加，并將結(jié)果送入 R1的內(nèi)容所指的存儲單元保存。 計算有 1024個元素的兩個數(shù)組 (A AND B)的 OR的一段匯編程序 基址變址尋址 操作數(shù)的有效地址等于變址寄存器的 內(nèi)容、基址寄存器內(nèi)容與指令中的形式地 址（可選）之和。 轉(zhuǎn)移尋址：需要提供轉(zhuǎn)移地址裝入 PC，轉(zhuǎn)移完成后，按照新的轉(zhuǎn)移地址去執(zhí)行。標(biāo)記 為 xxxx, yyyy, 和 zzzz 的是 4位 的地址字段。 (II)f==(float)(int)f //f的類型為 float， int(f)小數(shù)點以后被舍掉，會有精度損失，即使再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為 float，損失亦無法彌補(bǔ)； (III)f==(float)(double)f //同 1的解釋，低精度先變?yōu)楦呔龋僮優(yōu)榈途?，結(jié)果為真 (IV)(d+f)d==f //d+f的結(jié)果為 double類型，而 f為 float類型，因此肯定不成立。 )21(2 117 ??1822 ??1822 ???)21(2 117 ??? IEEE754標(biāo)準(zhǔn) ：階碼用移碼，尾數(shù)用原碼， 基值為 2（單精度格式） ⊙ 階碼值的范圍為 1～ 254，它的偏移值為127，最大階碼真值為 127，最小階碼真值為－126 ⊙ 原碼表示的非 0規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)的最高有效位一定為 1， IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中利用這一點，規(guī)定 規(guī)格化浮點數(shù) 在小數(shù)點的左邊有一隱含位（作為二進(jìn)制整數(shù)的個位）。程序中定義了三個變量 x,y 和 z，其中 x 和 z為 int 型， y 為 short 型。階碼之所以采用移碼表示是因為移碼有兩個重要性質(zhì)：一是移碼值增大，對應(yīng)的數(shù)值也大，這樣便于浮點運算時的階碼比較；二是當(dāng)階碼用移碼表示時，浮點數(shù)的機(jī)器零和邏輯零表示相同。 位操作 數(shù)據(jù)類型 討論數(shù)據(jù)在計算機(jī)內(nèi)部的表示形式，即計算 機(jī)硬件能夠直接識別可以被指令系統(tǒng)直接調(diào)用的數(shù) 據(jù) ,包括數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)兩大類 。也就是說，能夠直接訪問存儲 器的唯一操作只有加載（ LOAD）和存儲 （ STORE） , 這類指令用于在寄存器和內(nèi)存之 間傳遞數(shù)據(jù)。 The Pentium 4中主要寄存器 Ⅲ 指令系統(tǒng)層概述 ? UltraSPARCⅢ 的內(nèi)存結(jié)構(gòu)簡單而清晰，其 可尋址的地址空間是一個 264字節(jié)的線性數(shù)組 。 保護(hù)模式： Pentium 4才真的是一臺 Pentium 4。 ＊ 通用寄存器 用于 保存重要的局部變量和中間計算結(jié)果 ，它們的主要用途是提供快速的手段 來訪問哪些使用頻繁的數(shù)據(jù)（避免訪存） ＊ 標(biāo)志寄存器（ PSW）： 是一個可以同時在內(nèi)核 狀態(tài)和用戶狀態(tài)下使用的 寄存器 .該 寄存器 保存 CPU需要的各種不同的狀態(tài)位，其 中最重要的是條件碼 。 ?指令系統(tǒng)層定義了硬件和編譯器之間的接口， 它是一種硬件和編譯器都能理解的語言 。 大多數(shù)計算機(jī)的指令系統(tǒng)層具有單一 的線性地址空間 ? 所有內(nèi)存請求都被串行執(zhí)行（一個操作完成以后再執(zhí)行下一個操作） ? 內(nèi)存不保證操作次序 ? 介于兩者之間的模式 ， 硬件自動阻塞特定的內(nèi)存操作（如 RAW和 WAR）。這時，有一個實際 OS在控制 整個計算機(jī)。 Pentium 4具有很大的地址空間， 它的內(nèi) 存分為 16384個段，每個段都從地址 0 2321。在任意時刻都只能精確地看到 32個寄存器。 PSW中有一個 2位的字段，決定哪個寄存器組當(dāng)前正在使用。 例 10111001=1 27＋ 1 25＋ 1 24＋ 1 23＋ 1 20=185 表示范圍 ： n＋ 1位無符號整數(shù)的表示范圍為 0－ 2n＋ 11。 ★移碼： 移碼和補(bǔ)碼除符號位相反 外，其余各位相同。 ∴ 浮點數(shù)用一對定點數(shù)（階碼 (整數(shù)、補(bǔ)或移碼 )和尾數(shù)（小數(shù)（原或補(bǔ)碼））表示，基值（數(shù)）隱含。 2E－ 127（ ） =(1)s 2E127 （ 1＋ f）。 R越小，單位時間傳送的指令 條數(shù)越多（執(zhí)行指令的上限） 缺點：譯碼和重疊執(zhí)行變得困難 n位操作碼，計算機(jī)最多可以有 種操作。 Pentium 4 的指令格式 Pentium 4指令格式 UltraSPARC Ⅲ 的指令格式 最初的 SPARC指令格式 8051 的指令格式 8051指令格式 尋址方式 １ .有效地址的概念 形式地址：指令中地址字段內(nèi)容 有效地址：主存地址或寄存器編號 2．?dāng)?shù)據(jù)尋址和指令尋址 數(shù)據(jù)尋址是指獲得操作數(shù)的有效地址的方法。 寄存器尋址 R 指令的地址字段給出寄存器號（寄存器 地址），操作數(shù)在指定的寄存器中。i++) a[i]=0 訪問 a[i] UltraSPARC Ⅲ 的尋址方式 LOAD、 STORE：變址尋址，計算 2個寄存器的和作為間接地址 8051的尋址方式 5種基本尋址方式： 隱式使用累加器模式 寄存器尋址 直接尋址 寄存器間接尋址 立即尋址 特殊的尋址方式 尋址方式比較 例： 某計算機(jī)的指令系統(tǒng)有寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、和相對尋址等尋址方式，設(shè)當(dāng)前指令的地址碼部分為 0002H，正在執(zhí)行的指令所在地址為 1000H，