Computer Organization And Design 2nd appendix

### 计算机组织与设计第二版附录：汇编器、链接器及SPIM模拟器 #### 一、引言 本章节深入探讨了计算机体系结构中的几个关键概念，特别是汇编语言、汇编器、链接器以及如何使用SPIM模拟器执行MIPS程序。这些内容对于理解现代计算机系统的基本工作原理至关重要。 #### 二、汇编语言概述 汇编语言是一种符号表示法，用于描述计算机的二进制编码——机器语言。它比纯二进制代码更易于阅读和编写，因为它使用符号而非位来表示常见的模式，如操作码和寄存器标识符。此外，汇编语言允许程序员使用标签来标识特定内存位置中存储的指令或数据。 #### 三、汇编器的作用 汇编器是一种工具，用于将汇编语言翻译成二进制指令。通过使用操作和位置的符号名称，汇编器提供了一种比计算机原始0和1更为友好的表示形式，这极大地简化了程序的编写和阅读过程。 #### 四、链接器的功能 链接器是另一个重要的工具，它负责将多个对象文件合并成一个可执行文件。在程序开发过程中，通常会将源代码分割成多个模块或文件，每个文件编译成一个对象文件。链接器的作用就是把这些对象文件连接起来，并解决其中的符号引用问题，确保最终生成的程序可以正确运行。 #### 五、加载过程 加载是指将编译和链接后的可执行文件从磁盘加载到内存的过程。操作系统负责这个任务，它会根据需要分配内存空间并将程序的各个部分映射到相应的内存地址上。 #### 六、内存使用 在讨论计算机体系结构时，内存管理是非常重要的一部分。程序在运行时需要使用内存来存储数据和指令。了解如何高效地使用内存对于优化程序性能至关重要。这部分内容涵盖了如何合理规划内存分配，包括栈、堆和静态数据区等不同类型的内存区域。 #### 七、过程调用约定 过程调用约定是指函数调用期间参数传递、返回值处理以及栈帧维护的一组规则。不同的编程环境可能采用不同的约定，但其核心目的是确保函数之间能够正确地交换数据并保持程序的正常运行。 #### 八、异常和中断处理 异常和中断处理机制是计算机体系结构中的重要组成部分。它们允许处理器响应外部事件（如键盘输入）或内部错误（如除以零）。了解如何处理这些情况对于编写健壮的应用程序至关重要。 #### 九、输入输出操作 输入输出（I/O）是任何程序都必须面对的问题。这部分内容详细介绍了如何使用MIPS架构中的设备进行基本的输入输出操作，包括标准输入输出流的使用方法。 #### 十、SPIM模拟器介绍 SPIM是一个流行的MIPS指令集模拟器，可用于测试和调试汇编语言程序。本章节提供了如何安装和使用SPIM的指南，帮助读者更好地理解和学习MIPS汇编语言。SPIM支持多种操作系统，包括Unix、Windows和DOS版本，可以通过网站[mkp.com/cod2e.htm](http://mkp.com/cod2e.htm)获取。 #### 十一、MIPS R2000汇编语言 这部分内容重点介绍了MIPS R2000架构下的汇编语言语法和编程技巧。了解这些细节对于编写高效的MIPS汇编程序非常有帮助。 #### 十二、结论 本章总结了汇编语言、汇编器、链接器以及SPIM模拟器的基础知识和实际应用。这些概念不仅是学习计算机体系结构的基础，也是理解高级编程语言底层实现的关键。 #### 十三、关键词汇 附录中还提供了一系列关键词汇表，有助于读者巩固所学知识并加深对概念的理解。 #### 十四、练习题 为了帮助读者检验学习成果，本书还包含了一系列练习题，旨在通过实践加深对理论知识的理解。 本章节全面覆盖了汇编语言、汇编器、链接器及SPIM模拟器等方面的知识点，对于学习计算机体系结构具有重要的指导意义。通过深入理解这些概念，读者不仅能够更好地掌握计算机工作的基本原理，还能为后续的学习打下坚实的基础。