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InstructionSetsI:
CharacteristicsandFunctionsChapter10Coverage:10.1-10.2,10.4,10.6,Appendix10.A(beforeExpressionEvaluation),Appendix10.B
COMP212Lecture32WhatisanInstructionSet?ThecompletecollectionofinstructionsthatareunderstoodbyaCPUBasicbuildingblocksofallpossibleactionsOnlyactionsdefinedinthissetcanbeunderstoodandinterpretedbycomputersAveryimportantpartofthearchitecturaldesignofcomputersystemsMachineCode(Binary):DirectlyinterpretedbythecontrolcircuitsinCPUUsuallyrepresentedbyassemblycodesUseofsymbolicnames:mnemonicsExample:add$1$2Needforsyntaxasalanguage
COMP212Lecture33AddressingElementsofanInstructionOperationcode(Opcode)DothisSourceOperandreferenceTothisResultOperandreferencePuttheanswerhereNextInstructionreferenceWhenyouhavedonethat,dothis...
COMP212Lecture34ExampleofcalculationCalculate:100+110x101onpaperstepbystep→100+(110x101)→100+(110x100+110)→100+(11000+110)→100+11110→100010Whatcomponentsareneededinthecomputerwithasetofoperations(instructionset)?:Instructionset/archdesign(capabilityofamachine)Needtohaveplacestohold/gettheinitialvaluesNeedtohaveplacestoholdintermediateresultsMoreinterestingtoknowhowtodoA+BxCGivenaninstructionset,Howtoinstructcomputerstodoaspecificcalculation(task)?ProgramdesignWheretoputtheinitialvaluesWheretoputtheintermediateresultsHowtogetthesedatawhichmaybestoredsomewhereIfmultiplierisprovidedIfyouaretrulydoingitonestepatatime,aretheresomestepswhichshouldbebrokendown?
COMP212Lecture35WhereArealltheOperands?Mainmemory(orvirtualmemoryorcache)CPUregisters (e.g.accumulator)I/OdeviceInstructionCycleStateDiagram
COMP212Lecture36InstructionRepresentationEachOpcode(instruction)hasauniquebitpatternAuniquesymbolicname Example:ADD,SUB,LOADInstructionformat:Lengthandspecific
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