5.8 简单计算机举例

通过一个简单计算机的运行，熟悉上述内容的工作。

5.8.1 构成

• CPU
  数据寄存器，16个16位数据寄存器，地址为$(0,1,2...F)_{16}$，记为R0到R15。
  控制单元包括程序计数器PC（一个8位寄存器）和指令寄存器IR（一个16位寄存器）

• 主存
  包含256个16位的存储单元，地址为$(0000 0000-1111 1101)_2$
  前64个存储单元$(00-3F)_{16}$用来存储程序，剩余存储单元$(40-FD)_{16}$用来存储数据

• 输入/输出子系统
  键盘，内存映射寻址，地址为$(FE)_{16}$
  监视器，内存映射寻址，地址为$(FF)_{16}$

5.8.2 指令集

共有16条指令，每条指令由两部分组成：操作码和操作数，操作码代表要进行哪一条指令。
指令是16位，分成4个4位的域。最左边是操作码域，其它3个域含有操作数或操作数的地址。

指令列表

处理指令

• 取指令

• 译码

• 执行

举例：C=A+B

两个加数放入内存单元中，结果放入另外的内存单元。
CPU只能操作寄存器中的数据，所以程序指令如下：

• 把内存M40的内容装入寄存器R0（ R0 ← M40 ）

• 把内存M41的内容装入寄存器R1（ R1 ← M41 ）

• 相加R0和R1的内容，结果放入R2中（ R2 ← R0 + R1 ）

• 把R2的内容放入M42中（ M42 ← R2 ）

• 停机

译码

5.8.3 指令周期

周期1

周期2

周期3

周期4

周期5