计算机如何区分数据和指令？

Question

我在 8 位 PC 上观看了一个 video 正在输入程序 - 手动，使用物理开关。

美联储计划是：

MAIN:
    0000 0001 0100     # 0 = LDA [4]
    0001 0010 0101     # 1 = ADD [5]
    0010 0101 0000     # 2 = OUT
    0011 1111 0000     # 3 = HLT

DATA:
    0100 00001110      # 4 = #14
    0101 00011100      # 5 = #28

我想知道计算机如何区分数据和指令，因为没有标志将数据与指令分开。

0001 0001 0010 可以解释为：

1 = LDA [2]

或：

1 = #10

是不是因为在程序运行的时候，地址被当成了指令。但是由于 HLT，程序停止执行内存地址，就好像它们是指令一样，并留下更高的地址；然后 LDA / ADD / SUB 等将内存中的所有位置视为二进制值。

在那种情况下，会：

0000 0010 0000 解释为：

0 = ADD #32

而不是

0 = ADD [ ADD [ ADD [ ADD ...]]]

** 在写这个问题的过程中，我发现了新的东西

更好的例子：

如果不存在暂停，程序会正常运行吗，但随后继续查看数据并解释为：

0010 0000 1110      # 4 = NOP [14]
0101 0001 1100      # 5 = LDA [12]

如果是这样，计算机会不会崩溃1：因为给NOP一个操作数，2：因为内存地址12和14未定义。

Answer 1

您即将意识到一个重要的问题：没有元数据，数据就没有意义 - 为了理解给定的位序列，必须有一些"knowledge" 关于应该如何解释这些位。

就指令而言，CPU的指令集定义了每条指令及其附带数据的大小。每条指令都以操作码开头，后面的数据通常是固定大小（大小取决于操作码）。每条指令按顺序执行（直到遇到跳转指令），从硬连线到 CPU.

的某个初始地址开始

所以如果初始地址恰好是MAIN标签的地址，CPU看到的第一个操作码将是0000 0001，所以它会知道它是LDA 指令，它知道应该后跟一个四位数字。这四位之后的是下一条指令。

如果稍后执行错误的跳转指令，将 CPU 发送到示例中的第三位组，会发生什么情况？（根据您的示例，我猜测 CPU 以四位 "bytes" 运行。）然后确实， CPU 会将 0100 0001 误认为操作码和一些以下位的数量作为该操作码的数据，事情很可能会出错。

Answer 2

在计算机系统中，指令的地址来自PC（程序计数器），而数据的地址不是来自PC。这就是它们的区别。

计算机如何区分数据和指令？

How does a computer distinguish between Data and Instructions?

assembly

machine-code

microprocessors

8-bit