[精選]計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行過程資料

1、一。計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行過程程序就是指令的集合為使計(jì)算機(jī)按預(yù)定要求工作，首先要編制程序。程序是一個(gè)特定的指令序列，它告訴計(jì)算機(jī)要做哪些事，按什么步驟去 做。指令是一組二進(jìn)制信息的代碼，用來(lái)表示計(jì)算機(jī)所能完成的基本操作。1 .程序程序是為求解某個(gè)特定問題而設(shè)計(jì)的指令序列。程序中的每條指令規(guī)定機(jī)器完成一組基本操作。如果把計(jì)算機(jī)完成一次 任務(wù)的過程比作樂隊(duì)的一次演奏，那么控制器就好比是一位指揮，計(jì)算機(jī)的其它功能部件就好比是各種樂器與演員，而 程序就好像是樂譜。計(jì)算機(jī)的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，或者說(shuō)，控制器是根據(jù)程序的規(guī)定對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)施控制的。 例如，對(duì)于算式r a+b bOiati b<0計(jì)算機(jī)

2、的解題步驟可作如下安排：步驟1 :取a ;步驟2 :取b ;步驟3:判斷；.若b>0,執(zhí)行步驟4.若bv0,執(zhí)行步驟6步驟4 :執(zhí)行a+ b；步驟5 :轉(zhuǎn)步驟7 ;步驟6 :執(zhí)行a b；步驟7 :結(jié)束。計(jì)算機(jī)的工作過程可歸結(jié)為：取指令-分析指令-執(zhí)行指令-再取下一條指令，直到程序結(jié)束的反復(fù)循環(huán)過程。通常把其中的一次循環(huán)稱為計(jì)算機(jī)的一個(gè)指令周期。總之，我們可把程序?qū)τ?jì)算機(jī)的控制歸結(jié)為每個(gè)指令周期中指令對(duì)計(jì)算 機(jī)的控制。2 指令程序是由指令組成的。指令是機(jī)器所能識(shí)別的一組編制成特定格式的代碼串，它要求機(jī)器在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間段（指令 周期）內(nèi)，完成一組特定的操作。 指令的基本格式可歸結(jié)為操作碼

3、OP和操作數(shù)地址AD兩部分，具體內(nèi)容是：指出計(jì)算機(jī)應(yīng)完成的一組操作內(nèi)容，如傳送（MOV ）、加法（ADD）、減法（SUB）、輸出、停機(jī)（HLT）、條 件轉(zhuǎn)移（JZ）等。這部分稱為指令的操作碼部分。兩個(gè)操作數(shù)的地址和存放結(jié)果的地址及尋址方式。為保證程序執(zhí)行的連續(xù)性，在執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)，還需指出下一條指令的地址。由于指令在存儲(chǔ)器中一般是順序存放的，所以只要設(shè)置一個(gè)指令指針（IP），每執(zhí)行一條指令，IP自動(dòng)加1,便自動(dòng)指出下一條指令的地址，而不必在指 令中專門指出下一條指令的地址。只有在轉(zhuǎn)移指令中才指出下一條指令的地址。此時(shí)，IP的內(nèi)容將隨轉(zhuǎn)移指令所指示的內(nèi)容改變。3 指令的執(zhí)行指令規(guī)定的內(nèi)容是通過控

4、制器執(zhí)行的，或者說(shuō)控制器是按照一條指令的內(nèi)容指揮操作的?？刂破鞯墓δ?定序功能保證按程序規(guī)定的順序執(zhí)行指令。 定時(shí)功能一一計(jì)算機(jī)處理信息是通過信息在計(jì)算機(jī)的邏輯電路中的流通完成的。為保證計(jì)算機(jī)工作的準(zhǔn)確性，控 制器要為計(jì)算機(jī) 中的各部件提供統(tǒng)一節(jié)拍，使各條指令及組成每條指令的各基本操作（通常稱為微操作）都嚴(yán)格地按 精品文檔規(guī)定的時(shí)間有條不紊地自動(dòng)執(zhí)行。 操作控制功能一一控制器應(yīng)能按照指令規(guī)定的內(nèi)容，在相應(yīng)的節(jié)拍向有關(guān)部件發(fā)出操作控制信號(hào)。控制器的組成在控制器中，上述功能分別由指令部件、時(shí)序部件和操作控制部件來(lái)完成。它們的組成如圖1-8所示操作控制信號(hào)地址單元 指令部件：指令部件的主要功能是取指

5、令和分析指令。它由指令指針I(yè)P （也叫指令計(jì)數(shù)器IC或程序計(jì)數(shù)器PC）、指令寄存器IR、指令譯碼器、地址計(jì)算部件組成。其中：指令指針I(yè)P的功能是指出當(dāng)前指令的地址。它有加1功能，通常每取一條指令后自動(dòng)加1，以指出下條指令的地址。 遇到特殊情況（如轉(zhuǎn)移）可通過地址計(jì)算部件形成下一條指令的地址。指令寄存器IR保存由存儲(chǔ)器取來(lái)的指令，并分別把操作碼 0P和操作數(shù)地址AD送指令譯碼和地址計(jì)算部件。指令譯碼器也稱操作碼譯碼器。它按操作碼的內(nèi)容向操作控制部件提供相應(yīng)的操作電信號(hào)。地址計(jì)算部件的作用是對(duì)指令中地址碼進(jìn)行（變址、間址等）運(yùn)算，求出的操作數(shù)地址送存儲(chǔ)器以取出數(shù)據(jù)；或者 把轉(zhuǎn)移指令中指出的下一條指

6、令地址送IP。 時(shí)序部件：時(shí)序部件也叫節(jié)拍發(fā)生器，它能為各部件提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。時(shí)鐘頻率（如 800MHz，1GHz，2 GHz， 2.4 GHz，3 GHz-）越高，計(jì)算機(jī)的工作速度就越快。 操作控制部件：該部件的功能是根據(jù)指令譯碼器的規(guī)定內(nèi)容，在規(guī)定的節(jié)拍內(nèi)向有關(guān)部件發(fā)出操作控制信號(hào)。指令的執(zhí)行過程通常，計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令的步驟如下： 把指令指針I(yè)P中的指令地址送存儲(chǔ)器，從該地址取出指令送指令寄存器IR; 地址計(jì)算部件，根據(jù)IR中的地址碼形成操作數(shù)地址送存儲(chǔ)器，從該地址取出數(shù)據(jù)，送到運(yùn)算器中的寄存器（或寄 存器組）； 將IR中的操作碼OP送指令譯碼器進(jìn)行譯碼； 在控制器發(fā)出的操作信號(hào)的控制

7、下，計(jì)算機(jī)各有關(guān)部件執(zhí)行操作碼OP規(guī)定的操作； 指令指針I(yè)P加1,形成下一條指令地址。如遇到轉(zhuǎn)移指令，則按轉(zhuǎn)移指令對(duì)狀態(tài)標(biāo)志寄存器測(cè)試的結(jié)果，決定是 否將轉(zhuǎn)移指令中指出的指令地址送指令指針 IP。4.計(jì)算機(jī)的解題過程要使計(jì)算機(jī)按預(yù)定要求工作，首先要編制程序。程序是一個(gè)特定的指令序列，它告訴計(jì)算機(jī)要做哪些事，按什么步驟去做。指令是一組二進(jìn)制信息的代碼，用來(lái)表示計(jì)算機(jī)所能完成的基本操作。不同的計(jì)算機(jī)所包含指令的種類和數(shù)目是 不同的，通常把一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的各類指令的集合，稱為該機(jī)的指令系統(tǒng)。因此，在機(jī)器一級(jí)的程序設(shè)計(jì)，就是按照解題要求在機(jī)器指令系統(tǒng)中選擇并有序組合解題需要的指令序列的過程。使用計(jì)

8、算機(jī)解題大致要經(jīng)過程序設(shè)計(jì) -輸入程序-執(zhí)行程序等步驟?，F(xiàn)以計(jì)算 a+ b-c為例來(lái)說(shuō)明這一過程。設(shè)a、b、c為已知的三個(gè)數(shù)，分別存放在主存的 57號(hào)單元中，結(jié)果將存放在主存的8號(hào)單元。若采用單累加器結(jié)構(gòu)的 運(yùn)算器，要完成上述計(jì)算至少需要5條指令，這5條指令依次存放在主存的04號(hào)單元中，參加運(yùn)算的數(shù)也必須存放在 主存指定的單元中，主存中有關(guān)單元的內(nèi)容如圖 1-9(a)所示。運(yùn)算器的簡(jiǎn)單框圖如圖1-9(b)所示，圖中參加運(yùn)算的一個(gè) 操作數(shù)來(lái)自累加器，另一個(gè)來(lái)自主存，運(yùn)算結(jié)果則放在累加器中。圖1-9計(jì)茸趙行過程舉例計(jì)算機(jī)的控制器將控制指令的逐條、依次執(zhí)行，最終得到正確的結(jié)果。具體步驟如下：執(zhí)行取數(shù)

9、指令，從主存5號(hào)單元取出數(shù)a，送入累加器中。執(zhí)行加法指令，將累加器中的內(nèi)容 a與從主存6號(hào)單元取出的數(shù)b 一起送到算術(shù)邏輯部件ALU (Arithmetic Logic Unit，ALU)中相加，結(jié)果a+ b保留在累加器中。 執(zhí)行減法指令，將累加器中的內(nèi)容 a+ b與從主存7號(hào)單元取出的數(shù)c一起送到算術(shù)邏輯部件ALU中相減，結(jié)果 a+ b-c保留在累加器中。 執(zhí)行存數(shù)指令，把累加器中的內(nèi)容 a+ b -c存至主存8號(hào)單元。 執(zhí)行停機(jī)指令，計(jì)算機(jī)停止工作。二。編譯型和解釋型語(yǔ)言將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言有兩種方式：編譯和解釋。二者區(qū)別在于翻譯的時(shí)間不同。編譯型語(yǔ)言：程序在執(zhí)行之前需要一個(gè)專門的編譯

10、過程，把程序編譯成為機(jī)器語(yǔ)言的文件，運(yùn)行時(shí)不需要重新翻譯，直接使用 編譯的結(jié)果就行了。因此效率比較高。比如C語(yǔ)言。解釋型語(yǔ)言：程序不需要編譯，程序在運(yùn)行時(shí)才翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，每執(zhí)行一次都要翻譯一次。因此效率比較低。比如Basic語(yǔ)言，專門有一個(gè)解釋器能夠直接執(zhí)行 Basic程序，每個(gè)語(yǔ)句都是執(zhí)行的時(shí)候才翻譯。C語(yǔ)言是編譯型的。Java比較特殊，Java程序也需要編譯，但是沒有直接編譯成機(jī)器語(yǔ)言，而是編譯成字節(jié)碼，然后用解釋方式執(zhí)行字節(jié)碼。C程序機(jī)器語(yǔ)言（編譯）Java程序字節(jié)碼（編譯）機(jī)器語(yǔ)言（解釋）指令是由0和1組成的一組具有 根據(jù)當(dāng)前硬件狀態(tài)而改變計(jì)算機(jī)硬件狀態(tài)為目地的二進(jìn)制代碼。簡(jiǎn)單的說(shuō)計(jì)算機(jī)就是電 路的狀態(tài)的表現(xiàn)。計(jì)算機(jī)是一種思想 控制、輸入輸出、處理、存儲(chǔ)”從一個(gè)人的處理事件的角度上說(shuō)是符合人類的處理 方式。所以計(jì)算機(jī)是一種以人類處理事物思想的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)能按部就班的工作是依靠它的內(nèi)部電路的狀態(tài)（如 寄存器），在計(jì)算機(jī)內(nèi)一條指令可以理解成改變這些電路狀態(tài) 的二進(jìn)制代碼，當(dāng)然改變是根據(jù)硬件當(dāng)時(shí)的狀態(tài)來(lái)改變的，比如果1+1的計(jì)算機(jī)內(nèi)部，1這個(gè)值是一種電路狀態(tài)，通過一組邏輯電路把兩組電路的狀態(tài)重新組合成一