《LC的基本指令》课件

的基本指令LC编程中的基本指令是构建应用程序的基础我们将探讨编程语言的基本指令LC,包括赋值、条件判断和循环语句帮助您掌握编程的基本技能,是什么LC计算机语言是一种简单的计算机程序设计语言主要用于教学和学习汇编语言编程的基础知识LC,机器指令集指令集包含基本的数据传送、算术逻辑、程序控制等指令反映了计算机硬件的基本工作LC,原理学习基础通过学习指令集及其执行过程可以了解计算机原理为后续学习其他复杂的计算机语言打LC,,下基础指令的分类LC指令分类概览数据传送指令算术和逻辑指令指令可以分为大类数据传送指令、算这类指令主要用于在寄存器、内存单元之间这类指令负责执行各种算术运算和逻辑运算LC5:术和逻辑指令、程序控制指令、中断处理指传送数据如、和等它们如、、、、、,MOV PUSH POP,ADD SUB MUL DIVAND OR令和其他指令每类指令都有不同的功能和为程序提供了基本的数据操作能力和等它们为程序提供了基本的数学NOT应用场景计算能力常用指令概述LC数据传送指令算术和逻辑指令12用于在寄存器、内存和立即数执行各种算术和逻辑运算如,之间传输数据如、、、、、,MOV ADD SUBMUL DIV和指令、和指令PUSH POPAND ORNOT程序控制指令中断处理指令34控制程序流程如、用于处理外部中断如和,JMP CMP,INT、、和指令指令LOOP CALL RET IRET指令分类一数据传送指令:移动指令压入和弹出指令和MOV PUSHPOP用于在寄存器、内存单元和立即数之间传送数据是最常用的数可以将数据在栈中存储和取出据传送指令栈的使用对于过程调用和中断处理非常重要加载和存储指令可以在内存和寄存器之间传送数据通常用于数据操作与程序控制指令MOV数据传送单向传送高效便捷常见用法指令用于将数据从一个指令是单向的传送操作指令是指令集中使用常见用法包括将立即数加载到MOV MOV,MOV LC位置传送到另一个位置它可不会改变源操作数的值只是频率最高的指令之一可以快寄存器、在寄存器之间传送数,,以在寄存器、内存和立即数之将其复制到目的操作数中速、简单地完成数据传送任务据以及在内存和寄存器之间,间进行传送传送数据和指令PUSH POP指令指令PUSH POP指令将数据推入栈中它指令从栈中弹出数据它将PUSH POP将寄存器或内存单元的内容复制栈顶的内容复制到寄存器或内存到栈顶栈指针自动递减以指单元中栈指针自动递增以指SP SP向下一个可用的栈单元向下一个栈单元栈应用和指令常用于实现子程序调用、中断处理等功能有效管理程序PUSHPOP,执行过程中的临时数据算术和逻辑指令加法和减法指令乘法和除法指令逻辑运算指令123指令用于两个操作数相加，指令用于对两个操作数进行乘、和指令用于执行逻ADD MULAND ORNOT指令用于将第二个操作数从第法运算，指令用于对两个操作数辑运算如按位与、按位或和按位非SUB DIV,一个操作数中减去这些指令可用于进行除法运算这些指令可用于执行等可用于数据处理和位操作,计算变量的值和执行基本的算术运算更复杂的数学计算和指令ADD SUB加法指令ADD指令可以将两个操作数相加并将结果存储在目的操作数中这是最基础的算术运算指令ADD,之一减法指令SUB指令可以将第一个操作数减去第二个操作数并将结果存储在目的操作数中这种减法运SUB,算非常有用运算规则和指令遵循标准的算术规则可以处理有符号和无符号数据溢出时会设置相应的状ADDSUB,态标志位和指令MUL DIV乘法指令除法指令乘法和除法实践MUL DIV指令用于执行无符号整数乘法运算指令用于执行无符号整数除法运算输在汇编语言程序设计中和指令是MUL DIV,MULDIV输入操作数为两个结果存储在目的操作数入操作数为两个商存储在目的操作数寄存常用的算术和逻辑指令可以灵活组合实现,,,寄存器和更高位寄存器中可以用来实现高器中余数存储在源操作数寄存器中各种复杂的计算功能,DIV精度的乘法计算指令是实现整数除法的关键指令与或非指令指令指令指令AND ORNOT指令执行逻辑与运算将两个操作数指令执行逻辑或运算将两个操作数对指令执行逻辑非运算将操作数的每AND,OR,NOT,对应位相与最终结果只有在两个位都为应位相或只要有一个位为结果位就为一位取反即变变这种反转操作,1,1,1,01,10时才为这种位逻辑运算常用于数据掩它常用于设置或清除特定的位标志常用于数据位的翻转和逻辑值的否定1码和位字段操作指令分类三程序控制指令:跳转指令比较指令指令可以实现程序跳转改变指令用于比较操作数设置标JMP,CMP,执行流程通过设置跳转目标地志位寄存器的标志位配合跳转址控制程序的走向指令实现条件分支控制,循环控制过程调用指令结合指令可以实指令调用子程序指令LOOP CMP,CALL,RET现循环结构通过控制循环次数返回主程序可以实现模块化设,实现复杂的程序流程计提高代码复用性,指令JMP无条件跳转指令用于实现程序控制的无条件跳转可以跳转到程序的任何位置JMP,条件跳转利用指令配合条件跳转指令可实现基于条件的分支跳转CMP,循环结构和指令配合可实现循环结构满足重复执行代码的需求JMP LOOP,和指令CMP LOOP指令指令CMP LOOP指令将两个操作数进行比较并标记状态寄存器的标志位如指令用于实现循环结构其操作对象是寄存器每执行一CMP,,LOOP,CX等于、大于或小于这为后续的条件跳转指令如、和提供次寄存器会自动递减直到为时跳出循环JE JGJL LOOP,CX1,CX0依据和指令CALL RET指令指令CALL RET12调用子程序的指令执行时会返回主程序的指令执行时会将当前执行位置压栈然后跳转从栈中弹出之前保存的返回地,到子程序起始地址址并跳转回主程序,配合使用3和配合使用可以实现子程序的调用和返回从而实现复杂程序CALL RET,,的模块化设计指令分类四中断处理指令:指令指令中断处理过程INT IRET指令用于触发软件中断可以通知操作指令用于中断服务程序结束时返回中断发生后会保存当前执行状态并转INT,IRET,,CPU系统发生重要事件如键盘输入、周期定时可以恢复程序执行现场并切换回之前的执行到中断服务程序执行完成后再通过,,IRET等状态指令恢复现场和指令INT IRET中断请求中断返回12指令用于响应硬件或软件指令用于结束中断处理程INT IRET产生的中断请求可以保存当前序恢复先前保存的执行状态并,,执行状态并转到中断处理程序返回到中断前的指令中断处理3硬件中断或软件异常都可以通过这两条指令实现高效的中断处理保证系,统的实时响应和稳定性其他指令指令HLT指令用于停止执行程序进入待机状态这在检查程序执行情况或调试时非常有用halt CPU,指令NOP指令用于在程序中插入空指令不执行任何操作通常用于填充代码或延迟程no operation,序流中断处理指令和指令用于处理软件和硬件中断确保程序能快速、正确地响应外部事件INT IRET,和指令HLT NOP指令指令指令应用HLT NOP指令用于暂停程序的执行将处理指令是一条空操作指令不执行任指令可用于程序终止或系统挂起HLT,NOP,HLT,器置于停机状态处理器将一直处于等何实际操作只是占用一个机器周期而指令则用于延迟执行或代码填充,NOP待状态直到接收到外部中断信号通常用于填充代码或延迟程序执行它们是指令集中常用的基础指令,LC指令格式和寻址方式立即数寻址寄存器寻址内存寻址指令中直接给出数值的寻址方指令中使用寄存器名称来指定指令中使用内存地址来指定操式操作数是一个立即数而不操作数这种方式可以快速访作数需要根据地址从内存中是寄存器或内存地址问数据读取或写入数据立即数寻址立即数寻址指令格式执行过程立即数寻址是一种常见的寻址方式指令中采用立即数寻址的指令通常有如下格式在执行过程中当遇到带有立即数的指,:CPU,的操作数是一个立即数即指令本身携带的令时指令译码器会直接将立即数取出并传,,•MOV AX,0x1234数据这种方式可以直接在指令执行时获取送给执行器无需经过访存过程这样可以,•ADD BX,5操作数无需从存储器中读取提高指令执行的效率,•SUB CX,0x100寄存器寻址寄存器存储数据指令格式简单灵活性强访问速度快寄存器是内部的高速存储寄存器寻址指令的格式通常由不同的寄存器可以用于存储不寄存器位于内部数据访CPU CPU,单元用于暂时存储数据和地操作码和寄存器编码组成结同类型的数据如通用寄存器问不需要从内存中读取因此,,,,址寄存器寻址指令可以直接构简单易懂这种方式可以有、段寄存器等程序员可以根寄存器寻址的操作速度非常快访问这些寄存器实现高效快效减少指令长度提高执行效据需求自由选择合适的寄存器这对实时计算和高速处理很,,捷的数据传输率进行操作有优势内存寻址直接寻址寄存器间接寻址基址变址寻址+通过指令中直接给出的内存地址找到所需的利用寄存器中保存的内存地址来访问所需的将基址寄存器中的基地址与变址寄存器中的数据或指令这种寻址方式简单直接，但地数据或指令灵活性强，可以实现多种复杂偏移量相加得到最终的有效地址适用于,址空间受限的寻址方式处理数组等结构化数据指令执行过程解析取指阶段从内存中读取指令代码送到指令寄存器,译码和执行阶段对指令进行译码并根据指令执行相应的操作,写回阶段将运算或操作的结果写回到目标操作数中取指阶段从内存读取指令1首先从内存中读取当前要执行的指令字节码这个过程称CPU为取指保存指令地址2在取指过程中还会保存当前指令的地址以便于执行完成,CPU,后跳转到下一条指令准备指令译码3取得指令字节码后会对其进行分析和解码以确定下一步,CPU,要执行的操作译码和执行阶段指令解码1根据指令格式分析指令内容操作数准备2根据寻址方式获取操作数指令执行3执行指令的逻辑运算CPU在内部首先需要对取得的指令进行解码分析指令的具体内容然后根据指令要求准备好操作数最后执行指令所要求的逻辑运算这CPU,,,个过程就是指令的译码和执行阶段写回阶段取指1根据从存储器取出指令PC译码2识别指令类型并准备执行执行3根据指令执行相应的操作写回4将执行结果写回到寄存器或内存写回阶段是指令执行过程的最后一个阶段处理器将执行结果写回到目的寄存器或内存中完成整个指令周期这一阶段确保计算结果被正确保存,,为下一条指令的执行做好准备汇编程序设计实践LC输入输出分支与循环12学习如何实现数据的输入和输出包括从键盘读取数据和向掌握条件跳转指令和循环指令能够构建更复杂的程序逻辑,,显示器输出结果过程调用中断处理34理解如何使用和指令实现函数调用提高代码的模学习中断机制能够编写处理外部事件的程序CALL RET,,块化和复用性输入输出实现输入设计通过键盘、鼠标等设备接收用户输入数据将其转换为可处理的电子信号,输出设计将处理结果通过显示器、打印机等设备输出给用户使其直观了解程序运行结果,交互设计设计简单易用的交互界面提高用户体验促进用户与程序的顺畅交互,,分支和循环实现条件分支无条件跳转使用指令比较数据再配合指令可实现程序的无条件跳CMP,JMP、等条件跳转指令实现条转灵活控制程序执行流程JE JNE,件分支逻辑循环控制指令配合指令可实现循环结构通过寄存器计数实现循环次数控LOOP CMP,制过程调用实现过程调用机制堆栈帧管理参数传递方式过程调用包括指令和指令每个被调用的过程都有其独立的堆栈帧，用参数可通过寄存器或者内存进行传递寄存CALLRET指令把当前指令地址压入堆栈，然后于存储局部变量和返回地址调用过程时，器传参更快捷高效，而内存传参则更灵活，CALL跳转到目标过程的入口地址执行指令新的帧被压入堆栈，返回时弹出当前帧这适用于复杂的数据结构编译器会根据具体RET则从堆栈中弹出返回地址，并跳转回原来的样可以实现嵌套调用和返回情况选择最佳的传参方式位置继续执行总结回顾经过前面的详细讲解我们对的基本指令及其执行过程有了全面的了解接下,LC来让我们总结一下今天的主要内容:。