计算机组成原理-(5)要点资料.ppt

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1、计算机组成原理-(5)要点指令的含义:(A1)OP(A2)→(A1)A1：为目的操作数地址A2：为源操作数地址下一条指令的地址由(PC)+1→PC(隐含)⒋一地址指令格式:分两种情况：⑴单操作数运算：+1、-1、求反等，这个单地址既是操作数地址，又是结果存放地址。指令的含义:OP(A1)→(A1)下一条指令的地址由(PC)+1→PC(隐含)⒊二地址指令格式:2⑵该地址中内容是一个操作数，另一个操作数存放在一个叫累加器的专用寄存器中。指令的含义:(ACC)OP(A1)→(ACC)下一条指令的地址由(PC)+1→PC(隐含)⒌零地址指令

2、只有操作码字段，没有地址码字段，其格式为：5.1.4指令的操作码操作码用于指明指令要完成的操作功能及其特性。指令系统中的每一条指令都有一个惟一确定的操作码，不同的指令具有不同的操作码。若指令系统中有m种操作，即指令系统中可包含m条指令，则操作码的位数n应满足：n≥log2m(5-1)若指令中操作码的编码长度是固定的，则称为定长编码；若操作码的编码长度是变长的，则称为变长编码。31)定长编码指令译码简单，有利于简化硬件设计。2)变长编码不同指令的操作码长度不完全相同，操作码的位数不固定，分散地位于指令字的不同位置上。采用变长编码的方法

3、，可以有效地压缩指令操作码的平均长度，便于用较短的指令字长表示更多的操作类型，寻址更大的存储空间。变长编码的指令操作码的位数不固定且位置分散，增加了指令译码与分析的难度，使硬件设计复杂化。扩展操作码技术的思想就是当指令字长一定时，设法使操作码的长度随地址数的减少而增加，这样地址数不同的指令可以具有不同长度的操作码，从而可以充分利用指令字的各个字段，在不增加指令长度的情况下扩展操作码的长度，使有限字长的指令可以表示更多的操作类型。设某机的指令长度为16位。其中操作码为4位，具有三个地址字段，每个地址字段长为4位。其指令格式为：4151

4、21187430OPA1A2A3图5-2扩展操作码举例5例5.1设机器指令字长为16位，指令中地址字段的长度为4位。如果指令系统中已有11条三地址指令、72条二地址指令和64条零地址指令，问最多还能规定多少条一地址指令?解：三地址指令的地址字段共需12位，指令中还可有4位用于操作码，可规定16条三地址指令。因为现有11条三地址指令，所以还剩下16-11=5个编码，可用于二地址指令。二地址指令的地址字段共需8位，可有8位操作码，去掉三地址指令用掉的操作码，可规定5×24=80条二地址指令。现有72条二地址指令，所以还有80-72=8个

5、编码用于一地址指令。一地址指令的地址字段共需4位，可有12位操作码，去掉二、三地址指令用掉的操作码，可规定8×24=128条一地址指令。由于要求有64条零地址指令，而4位操作码只能提供16条指令，所以需要由一地址指令提供64/16=4个操作码编码，构成4×24=64条零地址指令。因此还能规定128-4=124条一地址指令。在有限的指令字条件下，若要表示更多操作，还可采用将操作码进一步分段的方法。例如可将指令操作码OP再进一步分为主操作码和辅助操作码两部分。主操作码用于表示基本操作，辅助操作码用于表示各种附加操作，如进位、移位、结果回

6、送、判跳等操作。6NOVA机的算术逻辑类指令就采用这种方式，其指令格式为0123457891011121314151ACSACD主操作码移位进位回送跳步测试75.2寻址方式寻址：寻找操作数的地址。寻址技术：包括编址方式和寻址方式。编址单位：字编址、字节编址、位编址。⑴字编址优点：控制方式实现起来简单，地址信息没有任何浪费。缺点：不支持非数值的应用。因为非数值往往是按节或位进行操作的。⑵字节编址优点：支持非数值的应用。编址单位与信息单位(字节)基本相一致。因为非数值往往是按节或位进行操作的。缺点：如果访问M•M单位是一个字的话，M•M

7、频带就太窄了，需要多次访问M•M才行。因此，要求访M•M的单位是编址单位的整数倍。85.2.1指令的寻址方式1．顺序方式2．跳越方式跳越方式就是当程序发生转移时，根据指令的转移目标地址修改PC的内容。5.2.2操作数的寻址方式确定一台计算机指令系统的寻址方式时，有以下几点必须考虑：希望指令内所含的地址尽可能短；希望能访问尽可能大的存储空间；希望地址能隐含在寄存器中。能在不改变指令的情况下，仅改变地址的实际值，从而能方便地访问数组、串、表格等较复杂数据。寻址的方法尽可能简单，以简化硬件设计。OP寻址方式MOD形式地址A图5-3一地址指

8、令格式9常用的寻址方式有以下几类：⒈立接寻址指令直接给出操作数本身，这种寻址方式又称立即数。格式操作码寻址方式形式地址OP立即寻址D图5-4立即寻址方式Data=D例5.2Intel8086中的立即寻址指令。MOVAX，2000H；将