计算机指令

CPU　内存　硬盘　指令之间的关系 １．CPU:　又称CPU芯片，中央处理器。是计算机上最重要的集成电路，位于计算机的主板上面，其中主要任务是从主存上面提取指令和对指令进行执行。 　CPU 包括： 　　　　　 （１）运算逻辑部件 　　　　　　(2) 寄存器部件 　　　　　 (3)　运算器和控制部件 　　　　　　 CPU有大量的引脚，计算机系统通过这些引脚完成通信，这些通信把CPU和本身也是高级电路的存储器与Ｉ/O设备链接在一起。 ２．内存：又称主存储器，内存储器，其中包含了存储器，MAR，MDR。存储器又包含了存储单元，存储单元又包含存储元件，内存中的存储单元是从０开始连续编号的，同时存储单元是按地址进行寻址的。MAR是存储器地址寄存器，其中保存了存储单元的地址，MDR是存储数据寄存器，保存了要送入CPU中的数据，MAR反映出了存储单元的个数，MDR反映了存储字长。 ３．硬盘： 硬盘是外部存储器的一种，又叫硬盘驱动器，是一种磁盘，既是输入设备也是输出设备。常见的硬盘有机械硬盘，固态硬盘，混合硬盘。硬盘主要有主轴，读写头，机械臂，柱面组成。 　　　　　 　　　 　　　　　硬盘是由多个磁片构成的，每个磁盘片都有自己的读写头，每个磁盘片的磁道构成了柱面。硬盘上的地址由柱面编号，表面编号和扇区组成。 ４．指令：指令是程序中的代码，指令会要求电脑执行预定的任务。指令是由二进制来表示的

CPU：CPU，又称CPU芯片，中央处理器。是计算机上最重要的集成电路，位于计算机的主板上面，其主要任务是从主存上面提取指令和对指令进行执行， CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件 ， 运算器和控制部件等 。CPU有大量的引脚，计算机系统通过这些引脚完成通信，这些通信把CPU和本身也是高级电路的存储器与I/O设备连接在一起。 内存：内存又称主存储器,内存储器，其包含了存储体，MAR，MDR。存储体又包含了存储单元，存储单元包含了存储元件，内存中的存储单元是从0开始连续编号的同时存储单元是按地址进行寻址的。MAR是存储器地址寄存器，其中保存了存储单元的地址。MDR是存储器数据寄存器，保存了要送入CPU中的数据。MAR反映出了存储单元的个数，MDR反映了存储字长。 硬盘：硬盘是外存储器的一种，又叫硬盘驱动器，是一种磁盘，既是输入设备也是输出设备，常见的硬盘有机械硬盘,固态硬盘,混合硬盘。硬盘主要由主轴,读写头,机械臂,柱面组成 。硬盘是由多个磁盘片构成的，每个磁盘片都有自己的读写头，每个磁盘片的磁道构成了柱面。硬盘上的地址由柱面编号,表面编号,和扇区构成。一般而言台式电脑的硬盘是3.5英寸的，笔记本上的硬盘是2.5英寸的 指令： 指令是程序中的代码，指令会要求电脑执行预定的任务。指令是由二进制来表示的，由操作码和地址组成的。指令的执行分为取指令和执行指令两部分首先是取指令和分析指令

引言 　　上一章我们已经介绍了汇编语言的基础部分，包括数据格式、寄存器以及操作数的标识方式，接下来我们就应该去认识一下汇编语言当中的各个指令了。这些指令大多数都非常简单，但是组合在一起却能模拟出我们程序当中想要的任何效果，确实是十分神奇的一件事。 　　 数据传送指令 　　数据传送指令的目的是为了将一个数据从一个位置复制到另外一个位置。既然如此，那么数据传送指令就会包含一个源操作数和一个目的操作数，指令会将原操作数的值复制到目的操作数并覆盖。 　　数据传送指令一共可分为五种，分别是mov、movs、movz、push以及pop，下面LZ依次介绍一下这五个指令的作用。 　　 mov指令 　　mov指令的作用是将源操作数S中的数据复制到目的操作数D中，mov指令有一个数据格式和两个操作数，因此一般的形式为[movx S D]。其中x为数据格式，S为源操作数，D为目的操作数。 　　这里举一个简单的例子，比如我们有一条指令为movl %edx %eax。那么它的执行过程就如下图所示。 　　可以看到，在指令执行之后，%edx寄存器当中的内容会被复制到%eax寄存器。需要一提的是，mov指令可以在后面加上任何数据格式，比如上面这一过程中，数据格式则为四个字节，也就是双字。因此不难推断出，我们还可以使用movb和movw去复制一个字节或者两个字节。 movs指令 　

1、编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系 　　一个完整的计算机系统包括硬件、操作系统、软件（即程序员开发的各种软件）三部分组成。 　　各程序员开发的软件若直接调用计算机的硬件，如硬盘读取、音频播放等，则软件不仅编写复杂同时影响开发效率，因此程序员开发的软件需通过计算机操作系统间接调用计算机各硬件。如下图： 　　 即编写各种计算机软件的编程语言可看作程序员与计算机沟通的介质，程序员通过编程语言编写软件从而达到控制计算机的目的。 2、计算机硬件 　　计算机硬件（Computer hardware）是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。简言之，计算机硬件是构成计算机的物质基础，是计算机系统的核心。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。 　　根据计算机之父冯·诺依曼的划分，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成。 通常把运算器与控制器合称为中央处理器（ Central Processing Unit ，CPU ）。 其中： CPU是计算机的核心，负责计算机的运算及程序控制； 存储器是计算机的记忆设备，用来存放程序和数据 输入设备是计算机接收外部信息和数据的设备。常用输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪等 输入设备是输出计算机处理后的数据。常用的输出设备有：显示器、打印机等 在计算机中，计算机各硬件是通过各类总线连接在一起的。 2.1处理器

《30天自制操作系统》笔记(12)——多任务入门 进度回顾 上一篇 介绍了设置显示器高分辨率的方法。本篇讲一下操作系统实现多任务的方法。 什么是多任务 对程序员来说，也许这是废话，不过还是说清楚比较好。 多任务就是让电脑 同时 运行多个程序（如一边写代码一边听音乐一边下载电影）。 电脑的CPU只有固定有限的那么一个或几个， 不可能 真的同时运行多个程序。所以就用近似的方式，让多个程序 轮换 着运行。当轮换速度够快（0.01秒），给人的 感觉 就是"同时"运行了。 多任务之不实用版 我们首先从最基本的想法开始，做一个不实用版的多任务作为例子。在学习这个例子的过程中引入真正的多任务必须的TSS、TR、far模式JMP的概念，为后续内容打基础。 当你向CPU发出任务切换的指令时，CPU会先把寄存器中的值全部 写入 内存某处；然后，从内存另一位置把所有寄存器的值 读取 出来。这就完成了一次任务切换。 任务切换消耗的时间就是读写内存消耗的时间，大概为 0.0001秒 。 任务状态段TSS 存取全部寄存器的值这件事，当然需要有一个数据结构，这就是 "任务状态段" (Task Status Segment)简称TSS。 1 struct TSS32 2 { 3 int backlink, esp0, ss0, esp1, ss1, esp2, ss2, cr3; 4 int eip,

前言 现代计算机系统中，进程是资源分配和独立运行的基本单位，是操作系统的核心概念。因而，进程就成为理解操作系统如何实现系统管理的最基本，也是最重要的概念。进程调度是进程管理过程的主要组成部分， 对于不同的系统和系统目标，通常采用不同的调度算法。采用算法时，则要考虑多方面因素，以便达到最佳效果。在分时系统中，最简单也是较常见的是基于时间片的轮转调度算法，因此采用时间片轮转调度算法来实现模拟进程调度任务的执行过程。 一、目标及分析 目标： 1、合理设计PCB结构，设计模拟指令格式，并以文件形式存储，程序能够读取文件并自动生成指令序列。 2、根据文件内容，建立模拟进程队列，并能采用时间片轮转调度算法对模拟进程进行调度。 分析： 1、首先编写一个进程序列描述文件：包括进程的个数，进程的内容（即进程的功能序列）； 2、程序应具有选择、读取、解析进程序列描述文件功能，根据解析的内容生成指令序列； 3、根据时间片轮转算法，应具有设置时间片大小功能； 4、开始调度按钮，进行模拟调度功能，界面显示调度过程； 5、停止调度功能按钮，停止模拟调度功能，整个系统中的进程调度程序都被停止，界面也应该有相应的显示； 6、将调度过程记录为文档。 二、进程序列描述文件 根据分析，进行描述文件设计 模拟指令的格式：操作命令+操作时间 ● C ： 表示在CPU上计算 ● I ： 表示输入 ● O ： 表示输出 ● W

　　1.计算机的组成原理 　　现代计算机的原型其实最早是由冯·诺伊曼提出的，计算机由五大部分组成：运算器 、 控制器 、 存储器、输入设备、输出设备。其中控制器和运算器又可以统称为CPU 　 （1）运算器：又称算术逻辑单元，主要是由算术逻辑部件和寄存器组成。用来进行算术或者逻辑运算等操作。主要由指令寄存器、程序计数器、操作数控制器组成。 　　（2）控制器：是整个计算机的控制中心，负责控制和协调整个计算机的动作。能产生各种控制信号，使得各个部件能够一起工作。 　　（3）存储器：存储器是存放计算机信息的一个部件，用来存放指令、数据。存储器又有内存储器（内存）和外存储器（硬盘）这两种。 　　（4）输入设备：输入设备的作用是将数据信息输入到计算机中。常见的输入设备有：鼠标、键盘等 　　（5）输出设备：输出设备负责将计算结果信息输出。常见的输出设备有：显示器、打印机等。 　　2.程序是如何执行的 　　　我们宏观上在计算机上所运行的任何程序，在计算机内部都会转化为各种指令然后执行。执行一条指令需要计算机的各个部件相互协调，共同完成一次操作。程序的本质就是一组指令的集合，它告诉计算机要做哪些事，按什么步骤去做。指令集中包含若干指令，计算机完成一次指令的操作，则称之为一个指令周期。当计算机执行完了指令集，就相当于完成一次程序的执行。程序的执行，基本可以分为以下几个步骤： 　　（1

通用寄存器 32位 16位 高8位 低8位 EAX AX AH AL EBX BX BH BL ECX CX CH CL EDX DX DH DL ESI SI EDI DI ESP SP EBP BP E：Extend，X：逻辑与算数 EAX （Extend Add）：累加器，在乘法和除法指令中自动使用；Win32中，一般用在函数的返回值中。 EBX （Extend Base）：基地址寄存器，DS（数据段）中的数据指针。 ECX （Extend Count）：计数器，CPU自动使用ECX作为循环计数器，在自妇产和循环操作中常用，在循环指令（LOOP）或串操-作中，ECX用来进行循环计数，每执行一次循环，ECX都会被CPU自动减一。 EDX （Extend Data）：数据寄存器。 以上的寄存器常用来保存各种需要计算的值。 EBP （Extend Base Pointer）：基地址指针寄存器，SS（堆栈段）中数据指针。EZBP有高级语言用来引用参数和局部变量，通常称为堆栈基地址寄存器。 ESP （Extend Stack Pointer）：堆栈指针寄存器，SS（堆栈段）中堆栈指针，ESP用来寻址堆栈上的数据，ESP寄存器一般不参与算数运算，通常称为堆栈指针寄存器。 ESI （Extend Source Improve）：源变址寄存器，字符串操作源指针。 EDI （Extend

引言 　　上一章我们讨论了常见的算术与逻辑运算指令，其中比较有特点的是leal指令，本章我们再来看几个比较特殊的操作指令，这些指令可以让只有32位的寄存器存储64位的数据，是不是十分霸气侧漏呢。 初识 　　我们先来看看这些指令的大致介绍，如果各位看过上一章的话，会发现这里的指令有的会有些眼熟，但是它们的作用却截然不同。以下是书中的一张概图。 　　第一个指令有些眼熟吧，它就是我们上一章当中的imul乘法指令的双字形式。不过可以看出，这里的imull指令已经完全变了味道，它将结果存入两个寄存器。接下来，我们来仔细看看这些指令。 imull、mull指令 　　这两个指令一看就是双胞胎，它们一个负责有符号全64位乘法，一个负责无符号全64位乘法。细心的猿友会发现，imull这个指令好像是负责乘法的指令，而且在之前的乘法并没有区分有符号和无符号，现在怎么又成双胞胎指令了。 　　我们上一章当中出现的指令是imul指令，当它操作双字的时候，也就是imull指令。不过不同的是，它的一般形式是imull S D，这里有两个操作数，它将计算S和D的乘积并截断为双字，然后存储在D当中。由于在截断时，无符号以及有符号的二进制序列是一样的，因此此处的乘法指令并不区分有符号和无符号。 　　本次我们讨论的imull指令，则与上面的普通乘法指令稍有不同，它只有一个操作数，也就是说，它的一般形式为imull S

计算机的前世 　　美籍 匈牙利 科学家 冯·诺依曼 在1949年世界上第一台计算机，因此被誉为现代计算机之父， 冯·诺依曼 理论的要点是：数字计算机的数制采用了二进制，程序按照顺序执行， 冯·诺依曼 计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入设备输出设备组成，它的特点是：程序以二进制代码的形式存放在存储器中，所有的指令都是由操作码和地址码组成，指令按照顺序执行；其上述的五大组件分别完成输入数据和程序的输入，记忆程序和数据的存储器，完成数据加工处理的运算器，控制程序执行的控制器输出处理结果的输出设备； CPU 即中央处理器，是英语“Central Processing Unit”的缩写，CPU从内存或缓存中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。CPU并不能直接调用存储在硬盘上的系统、程序和数据，必须首先要将硬盘的有关内容存储在内存中，从内存中读取，内存作为外存（硬盘）的中转站，极大的提高了计算机的运行速度，当在内存中占用数据超出内存大小本身的时候，这个时候硬盘就会分配一部分空间模拟成内存-虚拟内存，将暂时不用的数据或者不运行的程序存放到虚拟内存中，以便及时方便的调用。 CPU包括（运算逻辑部件，寄存器部件和控制部件） 可以比喻为人的大脑； 运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算的部件； 寄存器