[发明专利]一种计算机指令执行过程的可视化方法

摘要

本发明涉及一种计算机指令执行过程的可视化方法，属于数据计算过程可视化领域。本发明方法首先将显示页面分为内存区、中央处理器区、输入区和显示区；主机区分为内存区和硬盘区；在内存区和中央处理器区之间设置地址总线、控制总线和数据总线；在内存区中设置代码区、数据区、数据寄存器区、地址寄存器区；在中央处理器区设置程序计数器区、指令寄存器区、控制器区等。输入区设置第一操作数输入区、第二操作数输入区、确定控件等。然后通过模拟执行一条加法指令，动态的展示每一步骤得到的数据的存放位置以及数据流向，实现了计算机指令执行过程的可视化。本发明方法有利于计算机学习者更快的理解计算机指令执行过程。

主权项

1.一种计算机指令执行过程的可视化方法，其特征在于：其具体操作步骤为：步骤1：将显示页面分为内存区、中央处理器区、输入区和显示区；在内存区和中央处理器区之间设置地址总线、控制总线和数据总线；在内存区中设置代码区、数据区、数据寄存器区、地址寄存器区；在中央处理器区设置程序计数器区、指令寄存器区、控制器区、第一通用寄存器区、第二通用寄存器区和算术逻辑单元；输入区设置第一操作数输入区、第二操作数输入区、确定控件、取指令控件、指令译码控件、取数据控件、加法计算控件和重置控件；步骤2：中央处理器区的程序计数器区中预置指令地址，所述指令地址对应内存区的代码区的某一地址，用符号A表示；在内存区的代码区中地址A预置一条加法指令；步骤3：在输入区的第一操作数输入区和第二操作数输入区分别输入两个十进制整数；步骤4：点击确定控件，将第一操作数和第二操作数转换为二进制整数并在输入区显示；同时，将第一操作数和第二操作数的二进制整数在内存区的数据区显示；步骤5：点击取指令控件，将中央处理器区的程序计数器区中预置的指令地址通过地址总线传输到内存区的地址寄存器区；然后从内存区的地址A取出所述加法指令显示在内存区的数据寄存器区；再将所述加法指令通过数据总线传输至中央处理器区的指令寄存器区；该步骤的数据移动过程通过箭头符号动画呈现；步骤6：点击指令译码控件，所述中央处理器区的指令寄存器区中的加法指令中的前4位显示到中央处理器区的控制器区中；该步骤的数据复制过程通过动画呈现；步骤7：点击取数据控件，所述中央处理器区的指令寄存器区中的加法指令中的第5位至第10位通过地址总线传输至内存区的地址寄存器区，所述加法指令中的第5位至第10位表示第一操作数在内存区的数据区的地址，用符号B表示；将内存区的数据区中地址B中的数据显示在内存区的数据寄存器区；将内存区的数据寄存器区中的数据通过数据总线传输至中央处理器区的第一通用寄存器区中；该步骤的数据移动过程通过箭头符号动画呈现；步骤8：再点击取数据控件，所述中央处理器区的指令寄存器区中的加法指令中的第11位至第16位通过地址总线传输至内存区的地址寄存器区，所述加法指令中的第11位至第16位表示第二操作数在内存区的数据区的地址，用符号C表示；将内存区的数据区中地址C中的数据显示在内存区的数据寄存器区；将内存区的数据寄存器区中的数据通过数据总线传输至中央处理器区的第二通用寄存器区中；该步骤的数据移动过程通过箭头符号动画呈现；步骤9：点击加法计算控件，将中央处理器区的第一通用寄存器区和第二通用寄存器区中的数据分别传输至算术逻辑单元，经过加法运算后，将结果显示在中央处理器区的第一通用寄存器区；同时，计算结果显示在输入区；该步骤的数据移动过程通过动画呈现；通过上述步骤的操作，即可完成计算机指令执行过程的可视化。