컴퓨터는 명령어 시스템에 따라 어떻게 분류되나요? 어떤 컴퓨터가 있나요?

1. 명령어 시스템 개요

명령어는 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 연산, 메모리 읽기 및 쓰기 연산 등과 같은 프로세서 연산을 위한 최소 단위입니다. 명령어 세트는 명령어 모음입니다.

명령어 세트 아키텍처를 사용하면 다양한 프로세서 하드웨어 구현(마이크로아키텍처)을 사용하여 다양한 성능의 프로세서를 설계할 수 있습니다. 이때 소프트웨어는 후속 프로세서를 수정하지 않고도 모든 프로세서에서 완전히 실행될 수 있습니다. 동일한 명령어 세트 아키텍처. 실제로 프로세서 아키텍처와 프로세서 명령어 세트 사이에는 특별한 대응 관계가 없습니다. 예를 들어 x86 명령어 세트를 사용하는 경우 MIPS 마이크로구조를 사용할 수도 있고 MIPS 명령어 세트를 x86 프로세서에서도 사용할 수 있습니다. 미세구조.

명령 시스템의 설계 원칙

완전성: 모든 기능을 사용할 수 있어야 합니다.

효과성: 단순성, 일반 작업의 가속화 및 모호성이 없어야 합니다.

규칙성: 대칭성, 균일성, 일관성(단순성은 규칙성에서 비롯됨)

호환성:

상향(하향) 호환성: 특정 기계용으로 컴파일된 프로그램에 따라 수정 없이 상위(하위) 기계에서 실행;

순방향(하위) 호환성: 특정 기간에 시장에 출시된 특정 모델에 따라 컴파일된 프로그램이 수정 없이 설치된 기계에서 실행될 수 있습니다. 그 전후의 시장.

완전한 명령 시스템에는 다음이 포함됩니다.

일반적으로 완전한 명령 시스템은 각 명령의 다양한 기능과 권한에 따라 사용자 명령 세트와 특권 명령 세트로 나눌 수 있습니다.

(1) 사용자 명령 시스템

산술 연산 명령

논리 연산 명령

데이터 전송 명령

load-store, 등

프로그램 제어 명령

분기, 점프 등

입력 및 출력 명령

In/Out 명령

(2) 권한 있는 명령 시스템

이러한 유형의 명령은 베어 메탈에서 실행되거나 운영 체제에서 컴퓨터를 더욱 유용하고 안전하게 만드는 데 사용될 수 있습니다. 운영 체제는 권한 있는 명령 시스템을 통해 컴퓨터를 관리하여 애플리케이션에 CPU를 독점적으로 사용하는 듯한 착각을 주고 서로 간섭하지 않고 애플리케이션을 서로 격리시킵니다.

주로 예외 처리 명령, 인터럽트 처리 명령 등 시스템 제어 명령이 포함됩니다.

명령 스타일: CISC 및 RISC

(1) CISC

클래식 CISC 아키텍처는 x86으로 이전에 등장했으며 규모가 크고 포괄적인 것으로 보입니다. 프로세서에서 일반적으로 사용하는 명령뿐만 아니라 일반적으로 사용되지 않는 특수 명령도 포함하여 많은 수의 명령이 있습니다.

주요 특징은 다음과 같습니다:

복잡한 명령어 시스템

긴 명령어 주기

다양한 명령어가 메모리에 액세스할 수 있음

특수 레지스터가 있습니다

마이크로 프로그램 제어 사용

효율적인 대상 코드 생성을 위한 컴파일 및 최적화가 어렵습니다.

기존 문제:

긴 R&D 주기

다수의 특수 명령으로 인해 CPU 설계가 복잡해지고, 이로 인해 하드웨어의 시간 비용과 면적 오버헤드가 증가합니다.

설계의 정확성을 보장하기 어렵습니다. , 디버그 및 유지 관리가 어렵습니다.

머신의 클럭 주기가 길어 시스템 성능이 저하됩니다.

비효율성

CISC 명령어 중 20%만이 자주 사용되며 80%는 거의 사용되지 않으며 명령어의 20%가 저장 공간의 80%를 차지합니다.

(2) RISC

클래식 RISC 아키텍처에는 SPARC, MIPS, Power가 포함됩니다. , Alpha, ARM, ARC, Andes, C -Sky

RISC 명령어의 특징은 다음과 같습니다.

단순화된 명령어 시스템

레지스터-레지스터 모드에서 작동

짧은 명령어 주기

다수의 범용 레지스터를 사용하여 액세스 횟수를 줄입니다.

조합 논리 회로 제어를 사용하고 마이크로프로그램 제어는 없거나 적게

효율성을 위한 최적화된 컴파일 시스템 사용 고급 언어 프로그램 지원

2. 명령 형식

명령 길이

명령 길이는 opcode 길이, 피연산자 주소 길이 및 주소 수에 따라 달라집니다.

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고정 길이 명령 단어

모든 명령은 길이가 동일하며 다음과 같이 정렬되어야 합니다. 현재 RISC는 이 방법을 사용합니다.

가변 길이 명령어 단어

현재 대부분의 CISC는 이 방법을 채택합니다. 빈도가 높은 명령어에는 짧은 opcode가 할당되고, 빈도가 낮은 명령어에는 긴 opcode가 할당됩니다.

연산 코드 설계

각 명령어에는 하나의 opcode만 있을 수 있습니다.

고정 길이 opcode

opcode 부분은 고정 길이 인코딩을 사용합니다.

디코딩은 간단하지만 정보 중복성이 있습니다.

확장된 opcode

Opcode 인코딩 길이는 여러 고정 길이 형식으로 나누어집니다. Opcode의 자릿수는 주소에 따라 달라집니다.

명령어 길이를 줄이고 전체 프로그램 수를 줄입니다. 명령어 단어로 표현되는 연산 정보는 어떻게 가능할까요?

opcode 길이와 명령어 길이의 관계

가변 명령어 길이와 가변 opcode 길이 사이에는 절대적인 연관성이 없습니다.

프로그램 코드 길이를 추구할 때 가변 길이 명령어와 가변 길이 opcode 설계가 선호될 것입니다.

전체 성능을 추구할 때 고정 길이 명령어와 가변 길이 opcode 설계를 선호하는 경향이 있습니다. 고정 길이 opcode

명령어 형식 설계 원칙

명령어는 최대한 짧아야 합니다.

연산이 충분해야 합니다. 코드 번호

명령어 인코딩에는 고유한 해석이 있어야 합니다.

명령어 단어 길이는 바이트의 정수 배수여야 합니다.

균형 잡힌 설계, 명령은 가능한 한 규칙적이어야 합니다.

주소 필드 수를 합리적으로 선택하세요

주소 코드 설계

단일 주소 명령어는 가변 길이 명령어일 수도 있고 고정 길이 명령어일 수도 있습니다

단일 주소 주소 명령어는 명령어 가져오기 속도를 높일 수 있습니다.

단일 주소 명령어는 하나의 피연산자 또는 두 개의 피연산자를 가질 수 있습니다.

3. 명령어 주소 지정

주소 지정

(1) 주소 지정 방법

주소 지정 방법은 피연산자의 저장 위치를 ​​찾는 방법입니다.

어드레싱 모드는 기본 어드레싱 모드와 복합 어드레싱 모드로 구분됩니다.

(2) 기본 주소 지정 모드

다른 명령어 세트에는 다른 주소 지정 모드가 있습니다.

리터럴 주소 지정

메모리 직접 주소 지정

직접 주소 지정 등록

메모리 간접 주소 지정

간접 주소 지정에 대한 포인터: 포인터는 프로그래밍에서 주소의 주소입니다.

MOV R1, @( 1000H) #두 개의 메모리 액세스

간접 주소 등록

MOV AX, [BX] #레지스터 액세스 1개, 메모리 액세스 1개

오프셋 주소 지정

직접 주소 지정 및 레지스터 간접 주소 지정과 동일합니다.

페어 우선 모드, 기본 주소 지정, 인덱스 주소 지정으로 구분됩니다.

스택 주소 지정

SP : 스택 명령 레지스터, 항상 스택의 최상위를 가리킴

(3) 목적

메모리 접근 범위 확장

산불 효율 향상

소프트웨어 기술 개발 지원: 다중 프로그래밍

명령어는 동작 모드에 따라 분류됩니다.

스택 유형: 초기 컴퓨터, 제로 주소 명령, 피연산자 켜짐 연산 명령어에 피연산자를 지정할 필요가 없습니다. 기본적으로 스택 맨 위에 있는 데이터가 연산되고 결과가 다시 스택 맨 위로 푸시됩니다.

누산기 유형: 단일 주소 명령어, 연산 숫자에는 누산기가 포함되고 나머지는 명령어에 지정되며 결과는 누산기에 다시 기록됩니다.

레지스터 유형: 레지스터-레지스터: 로드-저장 유형 , 피연산자는 명령어 표시에 의해 지정됩니다. 단, 메모리 액세스 명령어는 제외됩니다. 다른 명령어의 피연산자는 레지스터입니다.

마이크로컴퓨터는 상대적으로 작은 전자 컴퓨터입니다. 그렇다면 마이크로컴퓨터란 무엇인가? 마이크로컴퓨터는 일반적으로 네트워크 컴퓨터, 산업용 제어 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 임베디드 컴퓨터의 네 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

마이크로컴퓨터란 무엇입니까?

네트워크 컴퓨터

(1) 서버(Server)

구체적으로는 다음과 같은 특정 고성능 컴퓨터를 말합니다. 인터넷을 통해 외부 당사자에게 서비스를 제공할 수 있습니다. 일반 컴퓨터에 비해 안정성, 보안, 성능 등에 대한 요구 사항이 높기 때문에 CPU, 칩셋, 메모리, 디스크 시스템, 네트워크 및 기타 하드웨어가 일반 컴퓨터와 다릅니다.

(2) 워크스테이션(Workstation)

개인용 컴퓨터와 분산 네트워크 컴퓨팅을 기반으로 하며 주로 전문적인 응용분야를 지향하며 강력한 데이터 연산, 그래픽, 이미지를 가지고 있다. 엔지니어링 디자인, 애니메이션 제작, 과학 연구, 소프트웨어 개발, 재무 관리, 정보 서비스, 시뮬레이션 및 시뮬레이션과 같은 전문 분야에 맞게 설계 및 개발된 처리 기능, 고성능 컴퓨터입니다.

(3) 허브

허브(HUB)는 미디어를 공유하는 네트워크 장치입니다. 그 기능은 단순히 일부 기계를 연결하여 근거리 통신망을 형성하는 것으로 이해될 수 있습니다. HUB 자체는 대상 주소를 식별할 수 없습니다.

(4) 스위치

스위치는 정보를 전송하기 위한 통신의 양쪽 끝의 요구에 기초하며, 전송될 정보를 목적지로 보내기 위해 수동 또는 자동 장비를 사용합니다. 해당 경로의 기술 집단 이름입니다.

(5) 라우터

라우터는 인터넷상의 여러 경로 중에서 트래픽이 가장 적은 네트워크 경로를 검색하는 역할을 하는 네트워크 장치입니다.

산업 제어 컴퓨터

버스 구조를 사용하여 생산 공정, 전기 기계 장비 및 공정 장비를 감지하고 제어하는 ​​컴퓨터 시스템의 일반적인 용어입니다. 제어 기계라고 합니다. 이는 컴퓨터와 프로세스 입력 및 출력(I/O)의 두 부분으로 구성됩니다. 산업용 컴퓨터의 주요 범주는 IPC(PC 버스 산업용 컴퓨터), PLC(프로그램 가능 제어 시스템), DCS(분산 제어 시스템), FCS(필드 버스 시스템) 및 CNC(수치 제어 시스템)입니다.

개인용 컴퓨터

1. 데스크톱

데스크톱이라고도 하며, 노트북이나 컴퓨터와는 전혀 연결되지 않은 독립된 컴퓨터입니다. 넷북은 크기가 더 큽니다. 호스트, 모니터 및 기타 장치는 일반적으로 상대적으로 독립적입니다.

2. 올인원 컴퓨터

올인원 컴퓨터는 모니터, 컴퓨터 키보드, 마우스로 구성된 컴퓨터입니다.

3. 노트북 또는 노트북

노트북 또는 노트북이라고도 하며 소형 휴대용 개인용 컴퓨터입니다.

4. 휴대용 컴퓨터(PDA)

휴대용 컴퓨터는 내장된 운영 체제와 내장된 응용 소프트웨어에서 실행되는 작고 가벼우며 휴대가 간편하고 실용적이며 저렴한 휴대용 컴퓨터입니다.

5. 태블릿 컴퓨터

태블릿 컴퓨터는 플립 커버가 필요 없고 키보드도 없으며 다양한 크기와 모양으로 제공되지만 완전한 기능을 갖춘 컴퓨터입니다.

임베디드 컴퓨터

임베디드 시스템(임베디드 시스템)은 애플리케이션 중심, 마이크로프로세서 기반, 소프트웨어 및 하드웨어를 애플리케이션 시스템에 맞게 조정할 수 있습니다. 엄격하고 포괄적인 요구 사항을 갖춘 전용 컴퓨터 시스템 기능성, 신뢰성, 비용, 용량, 전력 소비 등에 대한 정보를 제공합니다. 임베디드 시스템에는 휴대용 PDA, 계산기, TV 셋톱박스, 휴대폰, 디지털 TV, 멀티미디어 플레이어, 자동차, 전자레인지, /sf/vsearch?pd=image_content&word=%E8%AE 등 생활 속의 거의 모든 전기 장비가 포함됩니다. % A1%E7%AE%97%E6%9C%BA&tn=vsearch&atn=mediacy&fr=tab&sa=vs_tab&imgpn=0&imgspn=&tt=1&di=1650&bdtype=0&pi=0&cs=3226453250%2C1763145102&imgos=1913142443%2 C 365634818&imgis=0%2C0&imgtype=0&ssrlid= 11673308254046637572&imgcontent= %7B%22materialQuery%22%3A%22%22%7D 디지털 카메라, 홈 자동화 시스템, 엘리베이터, 에어컨 등