Написать инженеру

Поделиться:

Новости

Фрезерный станок с ЧПУ WoodTec HP 1325 С

Лазерный станок с ЧПУ WoodTec WL 1610 RD

Статьи

Всё о лазерных станках ЧПУ

Всё о фрезерных станках ЧПУ

Лазерная обработка

Фрезерная обработка

Системы станка ЧПУ

Ремонт лазерных станков

Программирование станков с ЧПУ

NC Studio

Оборудование компании

Изделия на ЧПУ станках

Санитарные нормы на производстве

Машинные инструкции — GeeksforGeeks

Машинные инструкции — это команды или программы, написанные в машинном коде машины (компьютера), которые он может распознавать и выполнять.

• Машинная инструкция состоит из нескольких байтов в памяти, которые предписывают процессору выполнить одну машинную операцию.
• Процессор просматривает машинные инструкции в оперативной памяти одну за другой и выполняет одну машинную операцию для каждой машинной инструкции.
• Набор машинных инструкций в оперативной памяти называется программа на машинном языке.

Машинный код или машинный язык — это набор инструкций, выполняемых непосредственно центральным процессором компьютера (ЦП). Каждая инструкция выполняет очень специфическую задачу, такую ​​как загрузка, переход или операция АЛУ над единицей данных в регистре или памяти ЦП. Каждая программа, непосредственно выполняемая процессором, состоит из серии таких инструкций.

Общий формат машинной инструкции :

• Скобки указывают, что поле является необязательным.
• Метка — это идентификатор, которому назначается адрес первого байта инструкции, в которой он появляется. За ним должно следовать «:»
• Включение пробелов произвольно, за исключением того, что должен быть вставлен хотя бы один пробел; отсутствие пробела привело бы к двусмысленности.
• Поле комментария начинается с точки с запятой “ ; ”

Пример:

Инструкции по передаче машины 8086 Microprocessor 9003

Инструкции по машине. – перемещение, загрузка, обмен, ввод, вывод.

• MOV: Переместить байт или слово в регистр или память.
• IN, OUT: ввод байта или слова из порта, вывод слова в порт.
• LEA: загрузить эффективный адрес
• LDS, LES Загрузить указатель, используя сегмент данных, дополнительный сегмент .
• PUSH, POP: Поместить слово в стек, извлечь слово из стека.
• XCHG: обмен байтами или словами.
• XLAT: Преобразование байта с помощью справочной таблицы.

2. Арифметические инструкции – сложение, вычитание, увеличение, уменьшение, преобразование байт/слово и сравнение.

• ADD, SUB: сложение, вычитание байта или слова
• ADC, SBB: сложение, вычитание байта или слова и перенос (заимствование).
• INC, DEC: Увеличение, уменьшение байта или слова.
• NEG: отрицание байта или слова (дополнение до двух).
• CMP: сравнение байта или слова (вычитание без сохранения).
• MUL, DIV: умножение, деление байта или слова (без знака).
• IMUL, IDIV: целочисленное умножение, деление байта или слова (со знаком)
• CBW, CWD: преобразование байта в слово, слова в двойное слово разд.
• DAA, DAS: Десятичная корректировка для сложения, вычитания (BCD числа)

3. Логические инструкции – И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, сдвиг/поворот и проверка

• НЕ: логическое НЕ байта или слова (дополнение до единицы)
• И: логическое И байта или слова
• ИЛИ: логическое ИЛИ байта или слова.
• XOR: логическое исключающее ИЛИ байта или слова
• TEST: проверка байта или слова (И без сохранения).
• SHL, SHR: Логический сдвиг Инструкция по вращению сдвигает влево, вправо байт или слово? на 1 или CL
• SAL, SAR: Арифметический сдвиг влево, вправо байта или слова? на 1 или CL
• ROL, ROR: Повернуть влево, вправо байт или слово? на 1 или кл.
• RCL,  RCR: Повернуть влево, вправо по переносимому байту или слову? на 1 или кл.

4. Инструкция по работе со строками – загрузка, сохранение, перемещение, сравнение и поиск байта/слова

• MOVS: перемещение строки байта или слова
• MOVSB, MOVSW: перемещение байта, строки слова.
• CMPS: сравнить строку байтов или слов.
• SCAS S: может быть байтовой или словесной строкой (по сравнению с A или AX)
• LODS, STOS: загрузить, сохранить строку байтов или слов в AL.

5. Инструкции по передаче управления – условное, безусловное, вызов подпрограммы и возврат из подпрограммы.

• JMP: Безусловный переход. Включает циклическую передачу, инструкции подпрограмм и прерываний.
• JNZ: переход до тех пор, пока значение счетчика не уменьшится до нуля. Он выполняет цикл до тех пор, пока значение, хранящееся в CX, не станет равным нулю

 6. Инструкции по управлению циклом-

•  ЦИКЛ: безусловный цикл, счет в CX, короткий переход к целевому адресу.
• ЦИКЛ (LOOPZ): Цикл, если равен (ноль), счет в CX, короткий переход к целевому адресу.
• LOOPNE (LOOPNZ): Цикл, если не равен (не ноль), счет в CX, короткий переход к целевому адресу.
• JCXZ: переход, если CX равен нулю (используется для пропуска кода в цикле).
• Инструкции по подпрограммам и прерываниям —
• CALL, RET: вызов, возврат из процедуры (внутри или вне текущего сегмента).
• INT, INTO: Программное прерывание, прерывание при переполнении. IRET: Возврат из прерывания.

7. Инструкции по управлению процессором —

Манипулирование флагом:

• STC, CLC, CMC: Установить, очистить, дополнить флаг переноса.
• STD, CLD: установить, очистить флаг направления. STI, CLI: установить, очистить флаг разрешения прерывания.
• PUSHF, POPF: поместить флаги в стек, извлечь флаги из стека.

Образец вопроса GATE

Рассмотрим последовательность машинных инструкций, приведенную ниже:

 МУЛ Р5, Р0, Р1
  РАЗДЕЛ R6, R2, R3
  ДОБАВИТЬ R7, R5, R6
  SUB R8, R7, R4 

В приведенной выше последовательности регистры общего назначения с R0 по R8. В показанных инструкциях первый регистр хранит результат операции, выполненной на втором и третьем регистрах. Эта последовательность инструкций должна выполняться в конвейерном процессоре команд со следующими 4 этапами: (1) выборка и декодирование инструкции (IF), (2) выборка операнда (OF), (3) выполнение операции (PO) и (4). ) Запишите результат (WB). Стадии IF, OF и WB занимают по 1 тактовому циклу для каждой инструкции. Стадия PO занимает 1 тактовый цикл для инструкции ADD или SUB, 3 тактовых цикла для инструкции MUL и 5 тактовых циклов для инструкции DIV. Конвейерный процессор использует пересылку операндов со стадии PO на стадию OF. Количество тактов, необходимых для выполнения вышеуказанной последовательности инструкций, составляет ___________
(a) 11
(b) 12
(c) 13
(D) 14

Ответ: (c)

Объяснение:

 1 2 3 4 4 5 7 7 8 9 10 11 12 13
  ЕСЛИ PO PO PO WB
      ЕСЛИ PO PO PO PO PO WB
          ЕСЛИ ПО ВБ
              IF OF PO WB 

Статья предоставлена ​​Pooja Taneja. Пожалуйста, пишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсуждаемой выше.

Типы машинных инструкций — GeeksforGeeks

Обзор:
В зависимости от выполняемой операции машинные инструкции можно разделить на следующие:

• Инструкции по передаче данных.
• Инструкции по обработке данных (вычисление): арифметические и логические инструкции.
• Инструкции по управлению программой.

1. Инструкции по передаче данных:

Инструкции по переносу данных из одного места (регистр/память) в другое место (регистр/память) без изменения данных. Поддерживаются следующие операции передачи данных:

• ЗАГРУЗКА :  Данные передаются из памяти в регистр.
• МАГАЗИН:  Данные передаются из регистра в память.
• MOVE :  Данные передаются из регистра в регистр.
• IN :  Передает данные с устройства ввода в регистр.
• OUT :  Передает данные из регистра в устройство вывода.
• НАЖМИТЕ :  Выводит данные из регистра или памяти на вершину стека.
• POP :  Получает данные с вершины стека в память или регистр.
• XCHG :  Обмен данными между памятью и регистрами.

2. Инструкции по обработке данных :

• Арифметические инструкции :  
  Выполняет арифметические операции, такие как сложение, уменьшение, приращение9, вычитание, и т. д.0203 Пример: ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC и т. д.
• Логические инструкции:
  Выполняет побитовые логические операции, такие как И, ИЛИ, Исключающее ИЛИ, НЕ, сдвиг, поворот и т. д. 
  Пример: И, ИЛИ, НЕ, XOR, SHL, SHR, ROL, ROR и т. д.
• Арифметические и логические инструкции:
  Выполняет такие операции, как арифметический сдвиг влево, арифметический сдвиг вправо.
  Пример: SAL, SAR и т. д.

3. Инструкции по управлению программой:

-> Инструкции по сравнению тестов: Для сравнения и тестирования флагов состояния нам нужна поддержка регистра кода состояния. Регистр кода состояния (CCR) имеет следующие флаговые биты:

(i) 5 бит состояния: Для индикации ситуации после арифметической и логической операции.

• Флаг переноса (C): Указывает на перенос из сложения и заимствование из вычитания
• Флаг переполнения (V): ЦП устанавливает флаг «V» в логическую «1», когда результат операции выходит за пределы диапазона, который может быть представлен.
• Отрицательный флаг (N): Он также называется сигнальным флагом. Указывает, является ли предыдущий результат отрицательным или положительным.
• Half Carry (H): Используется только для операций BCD (двоично-десятичных).
• Флаг нуля (Z): Бит Z устанавливается в логическую «1», когда результат равен «0», в противном случае Z=0. Обратите внимание, что ноль — это положительное число 9.0006

(ii) Два бита маскирования прерывания

(iii) Бит отключения одной остановки

-> Инструкции безусловного перехода: Вызывает безусловное изменение последовательности выполнения на новое место. Пример: JUMP, goto и т. д.

-> Инструкции условного перехода: Эти инструкции используются для проверки значений, хранящихся в регистре кода условия, чтобы определить, существует ли конкретный код, и выполнить переход, если он существует. Примеры :

• BL – Ветвь меньше – (<)
• BGE – Ветвь больше равно – (>=)
• BNE – Ветвь, если не равно – (!=) и т. д.

-> Подпрограммы : Это фрагмент программы, который живет в пользовательском пространстве, выполняет четко определенную задачу, если он вызывается другой пользовательской программой, и возвращает управление вызывающей программе по завершении. Пример: CALL, инструкции RET. Подпрограмма используется для:

• Часто используемых сегментов кода
• Библиотечные подпрограммы

-> Инструкции по остановке и прерыванию: Они следующие –

1. Инструкция NOP: 
Означает отсутствие операции, не вызывает никаких изменений в состоянии процессора, кроме продвижения счетчика команд . Его можно использовать для синхронизации времени.

2. HALT Инструкция: 
Приводит процессор в упорядоченную остановку, оставаясь в состоянии простоя до тех пор, пока не будет перезапущен прерыванием, трассировкой, сбросом или внешним действием.

3. Инструкции прерывания:
Это механизм, с помощью которого ввод-вывод или инструкция могут приостановить нормальное выполнение процессора и получить обслуживание. Как правило, этому сигналу прерывания назначается конкретная задача. В микропроцессоре прерывания используются для передачи данных между периферийными устройствами и микропроцессором. Инструкции: –

• СБРОС –
  Он сбрасывает процессор, это может включать в себя установку любого или всех регистров в исходное значение, установку счетчика программ в начальное положение, очистку или установку прерываний и отправку сигнала сброса на внешние устройства. .
• TRAP –
  Это немаскируемое прерывание, запускаемое фронтом. TRAP имеет наивысший приоритет среди векторных прерываний. В случае внезапного сбоя питания он выполняет ISR и отправляет данные из основной памяти в резервную память. Его можно отложить с помощью сигнала HOLD. Их можно замаскировать, сбросив микропроцессор. Другого способа замаскировать его нет.
• INTR –
  Это прерывание, запускаемое по уровню и маскируемое. При получении инструкции ЦП сохраняет адрес следующей инструкции в стеке и выполняет полученную команду. он имеет самый низкий приоритет. его можно отключить путем сброса микропроцессора или командой DI/SIM.

Машинная инструкция | Что такое машинные инструкции в компьютерной архитектуре

Машинная инструкция

Машинная инструкция В архитектуре компьютера

Определение машинной инструкции

В компьютерной архитектуре машинная инструкция определяется как последовательность битов в двоичном формате, которая указывает процессору компьютера выполнять определенную операцию.

В компьютерном программировании машинная инструкция представляет собой программную инструкцию низкого уровня в двоичном формате. Его также попеременно называют двоичным кодом или просто машинным кодом.

Процессор компьютера ( ЦП ) может декодировать и выполнять только двоичный код низкого уровня. Двоичный код состоит только из двух цифр: либо 0 (ноль), либо 1 (единица).

Однако написание компьютерной программы в машинном коде очень сложно и запутанно, потому что она содержит только шаблоны только двоичных 0 и 1. любой дальнейшей обработки.

Машинный код не обеспечивает никакой абстракции, и команды низкого уровня могут быть сопоставлены с архитектурой набора инструкций (ISA) ЦП.

Типы языков программирования

Давайте теперь обсудим корреляцию между программными инструкциями высокого уровня и машинными инструкциями низкого уровня.

Языки программирования часто называют языками программирования высокого или низкого уровня. Уровень языка программирования зависит от уровня абстракции.

Программа низкого уровня

Программы низкого уровня состоят из машинных инструкций, которые могут непосредственно выполняться процессором компьютера. Инструкции программы низкого уровня не обеспечивают никакой абстракции и состоят из шаблонов двоичного кода (0 и 1).

Машинный код не считается удобным для человека, потому что его трудно интерпретировать программный код, который содержит только шаблоны двоичных 0 и 1 .

Однако программирование на машинном языке считается очень удобным для машин. Потому что машина (компьютер) может напрямую выполнять машинные инструкции самым быстрым способом.

Язык ассемблера также считается языком низкого уровня, требующим минимальной обработки. Программы низкого уровня могут работать на высокой скорости и требуют мало памяти.

Большинство системных программ разрабатываются с использованием языков низкого уровня. Компоненты системного программного обеспечения в основном используются компьютером для связи с различными аппаратными компонентами.

Программа высокого уровня

Программы высокого уровня разрабатываются с использованием удобных для человека языков программирования, таких как язык C, C++, Java, Python и так далее.

Программный код, написанный на любом языке высокого уровня, содержит слова, похожие на английский язык. И поэтому программистам становится намного проще разрабатывать программное обеспечение с использованием языков высокого уровня.

Однако все программы высокого уровня преобразуются в машинный код с помощью специального программного обеспечения, называемого компилятором. Компилятор преобразует программу высокого уровня в эквивалентную программу низкого уровня, которая может выполняться процессором.

Большинство прикладных программ сначала пишутся на любом языке программирования высокого уровня, таком как язык C, C++, Java, Python и так далее.

Затем программа высокого уровня компилируется для создания исполняемого файла для конкретной платформы (точечный exe-файл). Скомпилированный исполняемый файл – это программа, зависящая от платформы.

После компиляции программа высокого уровня преобразуется в машинный код низкого уровня. Машинный код состоит из набора машинных инструкций.

Формат машинных инструкций

Машинные инструкции представляют собой программные инструкции в двоичном формате, которые могут выполняться непосредственно процессором компьютера (ЦП).

Каждая машинная инструкция предоставляет указание ЦП об операции, которую необходимо выполнить (Код операции – OPCODE) и данные или ссылку на данные (адрес данных – OPERAND).

Конструкция микропроцессора основана на его архитектуре набора команд (ISA). Архитектура набора инструкций представляет собой набор машинных инструкций, которые могут быть непосредственно декодированы и выполнены процессором.

Часть машинной инструкции, посвященная режиму адресации, указывает ЦП на поиск данных, на которые ссылается ОПЕРАНД.

Машинные инструкции и компиляция программ

Благодаря аппаратной архитектуре ЦП может декодировать и выполнять только машинные инструкции в двоичном виде. И поэтому все компьютеры высокого уровня скомпилированы для генерации машинного кода низкого уровня.

В двоичном коде все инструкции программы представлены в двоичном виде.

Язык ассемблера

На начальном этапе развития вычислительной техники программирование в двоичном формате было очень сложной задачей. Потому что он содержит последовательность только 0 и 1.

Следовательно, была введена более удобная для человека версия низкоуровневого машинного языка, называемого языком ассемблера.

Код на языке ассемблера содержит мнемонический код, который является символическим кодом для общих кодов операций, содержащихся в машинных инструкциях.

Язык ассемблера представляет собой программирование низкого уровня, и для преобразования этого кода в исполняемый машинный код требуется ассемблер.

Язык ассемблера

Машинный язык

Присоединяйтесь к бестселлеру

Онлайн-курс по компьютерным наукам

Это наиболее полный и уникальный онлайн-курс C по компьютерным наукам и основам программирования , который даст вам глубокое понимание наиболее важных фундаментальных концепций информатики и программирования.