信息安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五周學(xué)習(xí)總結(jié)

學(xué)習(xí)任務(wù)：教材第四章【處理器體系結(jié)構(gòu)】

學(xué)習(xí)時(shí)間：10小時(shí)

---

?一、教材知識(shí)點(diǎn)梳理【4.1-4.3】

1.ISA【指令集體系結(jié)構(gòu)】

　　一個(gè)處理器支持的指令和指令的字節(jié)級(jí)編碼

　　ISA在編譯器編寫者和處理器設(shè)計(jì)人員之間提供了一個(gè)概念抽象層，編譯器編寫者只需要知道允許哪些指令，以及它們是如何編碼的，而處理器設(shè)計(jì)者必須建造出執(zhí)行這些指令的處理器。

2.流水線化的處理器

　　這個(gè)處理器將每條指令的執(zhí)行分解成五步，每個(gè)步驟由一個(gè)獨(dú)立的硬件部分或階段來(lái)處理。指令步經(jīng)流水線的各個(gè)階段，且每個(gè)時(shí)鐘周期有一條新指令進(jìn)入流水線。所以，處理器可以同時(shí)執(zhí)行五條指令的不同階段。

3.Y86指令集體系結(jié)構(gòu)

　　定義一個(gè)指令集體系結(jié)構(gòu)，例如Y86，包括定義各種狀態(tài)元素、指令集和它們的編碼、一組編程規(guī)范和異常事件處理。

4.程序員可見狀態(tài)

　　Y86程序中的每條指令都會(huì)讀取或修改處理器狀態(tài)的某些部分

5.存儲(chǔ)器

　　從概念上來(lái)說就是一個(gè)很大的字節(jié)數(shù)組，保存著程序和數(shù)據(jù)。Y86程序用虛擬地址來(lái)引用存儲(chǔ)器位置。

6.指令編碼

　　指令的字節(jié)級(jí)編碼，每條指令需要1~6個(gè)字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段，每條指令的第一個(gè)字節(jié)表明指令的類型。

7.狀態(tài)碼stat

　　 描述程序執(zhí)行的總體狀態(tài)

8.Y86異常

　　代碼值1-AOK,表示程序執(zhí)行正常，而其他一些代碼則發(fā)生了某種類型的異常

　　代碼值2-HLT，表示處理器執(zhí)行了一條halt指令

　　代碼值3-ADR，表示處理器試圖從一個(gè)非法地址讀或從非法地址寫

　　代碼值4-INS ，表示遇到了非法的指令代碼

9.指令集模擬器YIS?

　　模擬Y86機(jī)器代碼程序的執(zhí)行，這種模擬有助于在有實(shí)際硬件可用之前調(diào)試程序，也有助于檢查模擬硬件或者在硬件上運(yùn)行程序的結(jié)果

10.邏輯門-數(shù)字電路的基本計(jì)算元素

　　他們產(chǎn)生的輸出，等于他們輸入位值的某個(gè)布爾函數(shù)。邏輯門總是活動(dòng)的，一旦一個(gè)門的輸入變化了，在很短的時(shí)間內(nèi)，輸出會(huì)相應(yīng)的變化。

11.組合電路和HCL布爾表達(dá)式

　　通過組合網(wǎng)構(gòu)建計(jì)算塊，這樣稱組合電路。

　　構(gòu)建網(wǎng)的兩條限制：

　　　　*兩個(gè)或多個(gè)邏輯門的輸出不能連接在一起，否則可能使線上信號(hào)矛盾，可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)不合法的電壓或電路故障

　　　　*這個(gè)網(wǎng)必須是無(wú)環(huán)的，就是說在網(wǎng)中不能有路徑經(jīng)過一系列門而形成一個(gè)回路

12.存儲(chǔ)器和時(shí)鐘

　　為了產(chǎn)生時(shí)序電路，也就是有狀態(tài)并在這個(gè)狀態(tài)上進(jìn)行計(jì)算的系統(tǒng)，必須引入按位存儲(chǔ)信息的設(shè)備。

　　存儲(chǔ)設(shè)備都是由同一個(gè)時(shí)鐘控制，時(shí)鐘是一個(gè)周期性信號(hào)。

13.兩類存儲(chǔ)器設(shè)備

　　時(shí)鐘寄存器-存儲(chǔ)單個(gè)位或字，時(shí)鐘信號(hào)控制寄存器加載輸入值

　　隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器-存儲(chǔ)多個(gè)字，用地址來(lái)選擇該讀或該寫哪個(gè)字

14.SEQ處理器-實(shí)現(xiàn)高效、流水線化處理器

　　取指——從存儲(chǔ)器讀取指令字節(jié)，地址為程序計(jì)數(shù)器的值

　　譯碼——從寄存器文件讀入最多兩個(gè)操作數(shù)，得到值valA和/或valB

　　執(zhí)行——算術(shù)/邏輯單元要么執(zhí)行指令指明的操作，計(jì)算存儲(chǔ)器引用的有效地址，要么增加或減少棧指針

　　訪存——將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器

　　寫回——最多可以寫兩個(gè)結(jié)果到寄存器

　　更新PC——將PC設(shè)成下一條指令的地址

15.處理器從來(lái)不需要為了完成一條指令的執(zhí)行而去讀由該指令更新了的狀態(tài)

二、實(shí)驗(yàn)樓

構(gòu)建YIS壞境

?

三、參考資料

1.《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》機(jī)械工業(yè)出版社

2.閆嘉歆博客http://www.cnblogs.com/20135202yjx/p/4888820.html

（學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)部分）

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/5219hsw/p/4890413.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的20135219洪韶武——信息安全系统设计基础第五周学习总结的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。