深入理解计算机系统——程序编码、访问信息、算数逻辑操作、控制

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-08-31 15:26 2阅读 0赞

## 程序编码 ##

1：程序编码大概四个步骤

*  预处理阶段，将c语言所用的包、函数，进行插入到文件
 *  编译阶段，将c代码编译为汇编代码
 *  汇编阶段，将汇编代码转化为机器语言
 *  链接阶段，将目标代码与实现库的函数进行整合

2：机器级编程两种重要的抽象

*  指令集体系结构或指令集架构，定义机器级程序的行为和格式，定义处理器的状态，指令格式，以及每条指令对状态的影响。
 *  机器使用的地址是虚拟地址，通过映射，将虚拟地址映射到物理地址。

3：Intel用术语“字”表示16位数据类型。

## 访问信息 ##

1：如果将一个值复制到寄存器中

*  如果复制的数据小于4字节，（1字节，二字节），只会将寄存器的低位数值进行编码存储，寄存器中高位的位，不会改变。
 *  如果复制的数据等于4字节，会将寄存器中的高位数值进行清零，在低位寄存器中存储数据。

2：操作数的指示符，操作数的来源可以被分为三种类型

*  立即数（常数）
 *  寄存器，通过读取寄存器的数值作为操作数。
 *  内存引用，通过访问内存位置来进行加载操作数。

3：在指令的分类过程中，我们可以将指令按照操作数的大小来进行分类。  
4：压入和弹出数据，程序的栈存放在内存中的某个区域，栈是向下增长的，根据惯例，我们画栈的时候是倒过来画的。

*  压入数据，首先将指针减去8（8字节数据），指针指向空地址，然后进行存储数据
 *  弹出数据，首先按照指针指向的位置，将数据取出，然后再将指针加8。

## 算数和逻辑操作 ##

1：指令leap，加载有效地址，但是该指令并没有从指定的位置读取数据，而是将有效地址作为目的操作数，写入目的操作数。  
2：一元操作和二元操作：一元操作，一个操作数，二元操作，两个操作数

*  一元操作：既是源操作数还是目的操作数，一元操作数，只能是寄存器或者内存位置，不能为立即数。
 *  二元操作：一个源操作数，一个目的操作数，源操作数可以是一个立即数，寄存器，内存位置。

3：移位操作：先给出移位操作，再给出要移位的数。（与GO语法刚好相反）

## 控制流程 ##

1：条件码：cpu中还有一个条件码寄存器，描述了最近的算数或逻辑操作的属性。  
2：条件码常使用的方法有三种：

*  可以根据条件码的状态，设置某个字节为0或1。
 *  可以条件跳转到程序某个其他部分。
 *  可以有条件的传送数据。

3：跳转指令jmp，是无条件跳转。

*  直接跳转：跳转的目标作为指令的部分进行编码的。
 *  间接跳转：跳转的目标，是由寄存器或者内存位置中读取的。

4：跳转指令两种不同的编码：

*  相对地址：将传入的参数的数加上下一条命令的地址，即为跳转到目的地址的指令编码地址。
 *  绝对地址：传入的参数是跳转到的指令的地址编码。

5：实现条件操作的传统方法是通过使用控制条件转移，通过判断条件，确定执行哪一部分指令，但是有些低效。后来出现了预测，对判断的预测，没有等判断完成，就会执行其中一部分代码，这样有时会提高代码的运行效率，但是有时也会降低代码的运行效率，因为如果预判错误，就会导致，预测的那一部分执行的代码，都会作废。  
6：条件传送指令：提前将两种条件下的代码都执行，在最后判断是否符合条件，再进行数据的转移。相比之下，此方法没有预测，也就没有预测错误的处罚，但是，如果两个条件下的指令比较多，因为都要执行，所以时间也会长。  
7：循环，可以使用条件判断加跳转组合，进行循环。两种跳转方法

*  跳转到中间：将程序跳转到循环执行的指令后面，进行判断，如果符合，则跳转到前面的循环的指令，如果不符合，直接执行下一条命令。
 *  guarded-do：如果符合条件，再进行跳转，如果不符合条件，则不进行跳转，顺序执行。

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