计算机系统结构 量化研究法.ppt

数据表示 寻址方式 指令系统的设计和优化 指令系统的发展和改进第2章数据表示、寻址方式与指令系统 数据表示 数据表示与数据结构 高级数据表示 引入数据表示的原则 浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择 数据表示与数据结构?数据表示指的是能由机器硬件直接识别和引用的数据类型。?数据结构是反映了面向应用所要用到的各种数据元素或信息单元之间的结构关系。如串、队、栈、向量、阵列、链表、树、图等是软件系统所要处理的各种数据结构。?数据结构的实现是通过软件映象,将信息变换成机器中所具有的各种数据表示来实现的, 数据表示是构成数据结构的元素。不同的数据表示可以为数据结构的实现提供不同的支持,表现在实现的效率和方便性上不同。?数据结构和数据表示是软、硬件的交界面。数据表示的确定实质上是软、硬件的取舍问题。?变址操作对向量、阵列数据结构的实现提供了支持,但对多维数组,采用此方式就不方便了。为了数据结构提供进一步的支持,必需引入有一些高级的数据表示。 变址操作对向量、阵列数据结构的支持变址操作对向量、阵列数据结构的实现提供了支持 高级数据表示 1) 带标志符的数据表示 2) 数据描述符 1) 带标志符的数据表示?数据格式:为了缩短高级语言与机器语言的这种语义差距,可让机器中的每个数据如下所示,都带有类型标志位: 数据值类型标志数据(字) 1. 自定义数据表示?高级语言用类型说明语句指明数据的类型,让数据类型直接与数据本身联系在一起,运算符不反映数据类型,是通用的。?例如 FORTRAN 程序中,实数(浮点数) I 和J的相加是采用如下的语句组指明的: REAL I, J I=I+J ?在说明 I、J的数据为实型后,用通用的“+”运算符就可实现实数加法。可是,传统的机器语言程序却正好相反, 它用操作码指明操作数的类型。?举例如浮点加法指令中,由于操作码是浮加,那么无论 I和J是否是浮点数,总是按浮点数对待,进行浮点数加法。 J I 浮加这样,编译时就需要把高级语言程序中的数据类型说明语句和运算符变换成机器语言中不同类型指令的操作码,并验证操作数的类型是否与运算符所要求的一致,若不一致,还需用软件进行转换,这些都增加了编译的负担。(1) 简化了指令系统和程序设计。(2) 简化了编译程序。(3) 便于实现一致性校验。(4) 能由硬件自动完成数据类型的变换。(5) 支持了数据库系统的实现与数据类型无关的要求。(6) 为软件调试和应用软件开发提供了支持。?标志符数据表示的主要优点为: