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#コンピュータアーキテクチャ

スライド

http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~sakai/hard/

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レジスタファイル

レジスタが複数集まったもの. 高速なメモリ.

メモリ

命令

データ(=ビット列)として表現されることが最大の発明. 命令実行のサイクルは フェッチ・デコード・実行・格納 である.

命令:コンピュータの1サイクル分の動作を指示するもの プログラム:一連の命令によって特定の問題を解決するもの

シーケンサ

次にどの命令を読み出すのかを決める機構 = 命令アドレス生成回路 コンピュータで一番重要. プログラムカウンタというレジスタが入っている.

通常,いま実行している命令のアドレスの次の番地を実行する. つまり,プログラムカウンタは アドレス値を1インクリメントするorジャンプルする これを判断するのが選択回路

雑談
操作を記号化(ビット化)し,サイクルによって実行する
この全体のシステムがコンピュータの唯一最大の発明
数学的基礎を築いた意味でのチューリングの功績は大きい

命令セット

命令セット:コンピュータの全ての命令の集まり 命令セットアーキテクチャ:命令の表現形式と核命令の動作を定めたもの. コンピュータに何が出来るかをユーザに示し,どのようなハードウェア機構が必要であるかを設計者に伝える.

操作とオペランド

命令 = 操作 op + 対象

オペランド

・ソースオペランド ・デスティネーションオペランド

オペランドとなるもの

・データレジスタ ・メモリ語 ・プログラムカウンタ ・その他のレジスタ ・即値

命令の表現形式

・R型 op/rs/rt/rd/aux ・I型 op/rs/rt/imm-d ・A型

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技術的に奥深い原理とマニアックな知識は混同してはいけない.

シフト演算

算術シフト:数値として考える.正の数の算術右シフトは上位ビットに0を埋める.負の数では1を埋める.
論理シフト:ビット列として考える.とにかく0を埋める.

アドレッシング

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%89%E3%83%AC%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%89

  • 即値アドレッシング:値を上げちゃう.
  • ベースアドレッシング:ソースアドレス + 変位
  • レジスタアドレッシング
  • PC相対アドレッシング

バイトアドレシングとエンディアン