[精選]計算機程序的執(zhí)行過程資料

1、一。計算機程序的執(zhí)行過程程序就是指令的集合為使計算機按預定要求工作，首先要編制程序。程序是一個特定的指令序列，它告訴計算機要做哪些事，按什么步驟去 做。指令是一組二進制信息的代碼，用來表示計算機所能完成的基本操作。1 .程序程序是為求解某個特定問題而設計的指令序列。程序中的每條指令規(guī)定機器完成一組基本操作。如果把計算機完成一次 任務的過程比作樂隊的一次演奏，那么控制器就好比是一位指揮，計算機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。計算機的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，或者說，控制器是根據(jù)程序的規(guī)定對計算機實施控制的。 例如，對于算式r a+b bOiati b<0計算機

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 :轉步驟7 ;步驟6 :執(zhí)行a b；步驟7 :結束。計算機的工作過程可歸結為：取指令-分析指令-執(zhí)行指令-再取下一條指令，直到程序結束的反復循環(huán)過程。通常把其中的一次循環(huán)稱為計算機的一個指令周期。總之，我們可把程序對計算機的控制歸結為每個指令周期中指令對計算 機的控制。2 指令程序是由指令組成的。指令是機器所能識別的一組編制成特定格式的代碼串，它要求機器在一個規(guī)定的時間段（指令 周期）內，完成一組特定的操作。 指令的基本格式可歸結為操作碼

3、OP和操作數(shù)地址AD兩部分，具體內容是：指出計算機應完成的一組操作內容，如傳送（MOV ）、加法（ADD）、減法（SUB）、輸出、停機（HLT）、條 件轉移（JZ）等。這部分稱為指令的操作碼部分。兩個操作數(shù)的地址和存放結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)行當前指令時，還需指出下一條指令的地址。由于指令在存儲器中一般是順序存放的，所以只要設置一個指令指針（IP），每執(zhí)行一條指令，IP自動加1,便自動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。只有在轉移指令中才指出下一條指令的地址。此時，IP的內容將隨轉移指令所指示的內容改變。3 指令的執(zhí)行指令規(guī)定的內容是通過控

4、制器執(zhí)行的，或者說控制器是按照一條指令的內容指揮操作的?？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。 定時功能一一計算機處理信息是通過信息在計算機的邏輯電路中的流通完成的。為保證計算機工作的準確性，控 制器要為計算機 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）都嚴格地按 精品文檔規(guī)定的時間有條不紊地自動執(zhí)行。 操作控制功能一一控制器應能按照指令規(guī)定的內容，在相應的節(jié)拍向有關部件發(fā)出操作控制信號?？刂破鞯慕M成在控制器中，上述功能分別由指令部件、時序部件和操作控制部件來完成。它們的組成如圖1-8所示操作控制信號地址單元 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 （也叫指令計數(shù)器IC或程序計數(shù)器PC）、指令寄存器IR、指令譯碼器、地址計算部件組成。其中：指令指針I(yè)P的功能是指出當前指令的地址。它有加1功能，通常每取一條指令后自動加1，以指出下條指令的地址。 遇到特殊情況（如轉移）可通過地址計算部件形成下一條指令的地址。指令寄存器IR保存由存儲器取來的指令，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算部件。指令譯碼器也稱操作碼譯碼器。它按操作碼的內容向操作控制部件提供相應的操作電信號。地址計算部件的作用是對指令中地址碼進行（變址、間址等）運算，求出的操作數(shù)地址送存儲器以取出數(shù)據(jù)；或者 把轉移指令中指出的下一條指

6、令地址送IP。 時序部件：時序部件也叫節(jié)拍發(fā)生器，它能為各部件提供一個時間基準。時鐘頻率（如 800MHz，1GHz，2 GHz， 2.4 GHz，3 GHz-）越高，計算機的工作速度就越快。 操作控制部件：該部件的功能是根據(jù)指令譯碼器的規(guī)定內容，在規(guī)定的節(jié)拍內向有關部件發(fā)出操作控制信號。指令的執(zhí)行過程通常，計算機執(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器，從該地址取出指令送指令寄存器IR; 地址計算部件，根據(jù)IR中的地址碼形成操作數(shù)地址送存儲器，從該地址取出數(shù)據(jù)，送到運算器中的寄存器（或寄 存器組）； 將IR中的操作碼OP送指令譯碼器進行譯碼； 在控制器發(fā)出的操作信號的控制

7、下，計算機各有關部件執(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。如遇到轉移指令，則按轉移指令對狀態(tài)標志寄存器測試的結果，決定是 否將轉移指令中指出的指令地址送指令指針 IP。4.計算機的解題過程要使計算機按預定要求工作，首先要編制程序。程序是一個特定的指令序列，它告訴計算機要做哪些事，按什么步驟去做。指令是一組二進制信息的代碼，用來表示計算機所能完成的基本操作。不同的計算機所包含指令的種類和數(shù)目是 不同的，通常把一臺計算機所能執(zhí)行的各類指令的集合，稱為該機的指令系統(tǒng)。因此，在機器一級的程序設計，就是按照解題要求在機器指令系統(tǒng)中選擇并有序組合解題需要的指令序列的過程。使用計

8、算機解題大致要經過程序設計 -輸入程序-執(zhí)行程序等步驟。現(xiàn)以計算 a+ b-c為例來說明這一過程。設a、b、c為已知的三個數(shù)，分別存放在主存的 57號單元中，結果將存放在主存的8號單元。若采用單累加器結構的 運算器，要完成上述計算至少需要5條指令，這5條指令依次存放在主存的04號單元中，參加運算的數(shù)也必須存放在 主存指定的單元中，主存中有關單元的內容如圖 1-9(a)所示。運算器的簡單框圖如圖1-9(b)所示，圖中參加運算的一個 操作數(shù)來自累加器，另一個來自主存，運算結果則放在累加器中。圖1-9計茸趙行過程舉例計算機的控制器將控制指令的逐條、依次執(zhí)行，最終得到正確的結果。具體步驟如下：執(zhí)行取數(shù)

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

10、過程，把程序編譯成為機器語言的文件，運行時不需要重新翻譯，直接使用 編譯的結果就行了。因此效率比較高。比如C語言。解釋型語言：程序不需要編譯，程序在運行時才翻譯成機器語言，每執(zhí)行一次都要翻譯一次。因此效率比較低。比如Basic語言，專門有一個解釋器能夠直接執(zhí)行 Basic程序，每個語句都是執(zhí)行的時候才翻譯。C語言是編譯型的。Java比較特殊，Java程序也需要編譯，但是沒有直接編譯成機器語言，而是編譯成字節(jié)碼，然后用解釋方式執(zhí)行字節(jié)碼。C程序機器語言（編譯）Java程序字節(jié)碼（編譯）機器語言（解釋）指令是由0和1組成的一組具有 根據(jù)當前硬件狀態(tài)而改變計算機硬件狀態(tài)為目地的二進制代碼。簡單的說計算機就是電 路的狀態(tài)的表現(xiàn)。計算機是一種思想 控制、輸入輸出、處理、存儲”從一個人的處理事件的角度上說是符合人類的處理 方式。所以計算機是一種以人類處理事物思想的產物。計算機能按部就班的工作是依靠它的內部電路的狀態(tài)（如 寄存器），在計算機內一條指令可以理解成改變這些電路狀態(tài) 的二進制代碼，當然改變是根據(jù)硬件當時的狀態(tài)來改變的，比如果1+1的計算機內部，1這個值是一種電路狀態(tài)，通過一組邏輯電路把兩組電路的狀態(tài)重新組合成一