第20講——第7章指令系統(tǒng)(7375)

1、主講人：李淑芝主講人：李淑芝7.1 機(jī)器指令機(jī)器指令 7.2 操作數(shù)類(lèi)型和操作類(lèi)型操作數(shù)類(lèi)型和操作類(lèi)型 7.3 尋址方式尋址方式 7.4 指令格式舉例指令格式舉例 7.5 RISC 技術(shù)技術(shù) 本課本課學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)讓學(xué)生熟悉并掌握數(shù)據(jù)尋讓學(xué)生熟悉并掌握數(shù)據(jù)尋址方式，了解一般指令格式的設(shè)計(jì)方址方式，了解一般指令格式的設(shè)計(jì)方法；對(duì)法；對(duì)RISC有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，掌握有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，掌握RISC的主要特征和優(yōu)點(diǎn)的主要特征和優(yōu)點(diǎn)。各種數(shù)據(jù)尋址方式中數(shù)據(jù)有效各種數(shù)據(jù)尋址方式中數(shù)據(jù)有效地址地址EA的計(jì)算、設(shè)計(jì)指令格式應(yīng)考慮的計(jì)算、設(shè)計(jì)指令格式應(yīng)考慮的各種因素；的各種因素；RISC的主要特征和與的主要特征和與CIS

2、C比較的優(yōu)點(diǎn)比較的優(yōu)點(diǎn)。“混合型混合型”數(shù)據(jù)尋址方式中數(shù)數(shù)據(jù)尋址方式中數(shù)據(jù)有效地址據(jù)有效地址EA的計(jì)算問(wèn)題。的計(jì)算問(wèn)題。 l數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)怎么樣將數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)怎么樣將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)取到運(yùn)算器中進(jìn)行定存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)取到運(yùn)算器中進(jìn)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)運(yùn)算？運(yùn)算結(jié)果又怎樣保存點(diǎn)或浮點(diǎn)運(yùn)算？運(yùn)算結(jié)果又怎樣保存呢？呢？ l構(gòu)成程序的指令本質(zhì)上是怎樣的軟件構(gòu)成程序的指令本質(zhì)上是怎樣的軟件成份？它們?nèi)绾闻c硬件配合？成份？它們?nèi)绾闻c硬件配合？ 尋址方式尋址方式 確定確定 本條指令本條指令 的的 操作數(shù)地址及操作數(shù)地址及下一條下一條 欲執(zhí)行欲執(zhí)行 指令指令 的的 指令地址指令地址指令尋址指令尋址數(shù)

3、據(jù)尋址數(shù)據(jù)尋址尋址方式尋址方式7.3.1 指令尋址指令尋址順序順序( PC ) + 1 PC跳躍跳躍由轉(zhuǎn)移指令指出由轉(zhuǎn)移指令指出LDA 1000ADD 1001DEC 1200JMP 7LDA 2000SUB 2001INCSTA 2500LDA 1100.0123456789PC+1指令地址尋址方式指令地址尋址方式指令地址指令地址指令指令順序?qū)ぶ讽樞驅(qū)ぶ?順序?qū)ぶ讽樞驅(qū)ぶ?順序?qū)ぶ讽樞驅(qū)ぶ?跳躍尋址跳躍尋址7順序?qū)ぶ讽樞驅(qū)ぶ?7.3.2 數(shù)據(jù)尋址數(shù)據(jù)尋址 形式地址形式地址 指令字中的地址指令字中的地址 有效地址有效地址 操作數(shù)的真實(shí)地址操作數(shù)的真實(shí)地址 約定約定 指令字長(zhǎng)指令字長(zhǎng) = 存儲(chǔ)字

4、長(zhǎng)存儲(chǔ)字長(zhǎng) = 機(jī)器字長(zhǎng)機(jī)器字長(zhǎng)（1）立即尋址）立即尋址 l 指令執(zhí)行階段不訪存指令執(zhí)行階段不訪存l A 的位數(shù)限制了立即數(shù)的范圍的位數(shù)限制了立即數(shù)的范圍形式地址形式地址 A操作碼操作碼尋址特征尋址特征OP # A立即尋址特征立即尋址特征立即數(shù)立即數(shù) 可正可負(fù)可正可負(fù) 補(bǔ)碼補(bǔ)碼形式地址形式地址 A 就是操作數(shù)就是操作數(shù)（2）直接尋址）直接尋址EA = A操作數(shù)操作數(shù)主存主存尋址特征尋址特征LDAAAACCl 執(zhí)行階段訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器執(zhí)行階段訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器l A 的位數(shù)決定了該指令操作數(shù)的尋址范圍的位數(shù)決定了該指令操作數(shù)的尋址范圍l 操作數(shù)的地址不易修改（必須修改操作數(shù)的地址不易修改（必須修改A）

5、有效地址由形式地址直接給出有效地址由形式地址直接給出7.3.2 數(shù)據(jù)尋址數(shù)據(jù)尋址 （3）隱含尋址）隱含尋址操作數(shù)地址隱含在操作碼中操作數(shù)地址隱含在操作碼中ADDA操作數(shù)操作數(shù)主存主存尋址特征尋址特征AACC暫存暫存ALU另一個(gè)操作數(shù)另一個(gè)操作數(shù)隱含在隱含在 ACC 中中如如 8086MUL 指令指令 被乘數(shù)隱含在被乘數(shù)隱含在 AX（16位）或位）或 AL（8位）中位）中MOVS 指令指令 源操作數(shù)的地址隱含在源操作數(shù)的地址隱含在 SI 中中目的操作數(shù)的地址隱含在目的操作數(shù)的地址隱含在 DI 中中l(wèi) 指令字中少了一個(gè)地址字段，可縮短指令字長(zhǎng)指令字中少了一個(gè)地址字段，可縮短指令字長(zhǎng)（4）間接尋址）

6、間接尋址EA =（A）有效地址由形式地址間接提供有效地址由形式地址間接提供OPA尋址特征尋址特征AEA主存主存EAA1EA A1主存主存 EA10l 執(zhí)行指令階段執(zhí)行指令階段 2 次訪存次訪存l 可擴(kuò)大尋址范圍可擴(kuò)大尋址范圍l 便于編制程序便于編制程序OPA尋址特征尋址特征A一次間址一次間址多次間址多次間址操作數(shù)操作數(shù)操作數(shù)操作數(shù)多次訪存多次訪存 子程序子程序主程序主程序8081201202轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子程序子程序轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子程序子程序間接尋址編程舉例間接尋址編程舉例(A) = 81(A) = 202 間址特征間址特征JMP A （5）寄存器尋址）寄存器尋址EA = Ril 執(zhí)行階段不訪存，只訪執(zhí)行階段

7、不訪存，只訪問(wèn)寄存器，執(zhí)行速度快問(wèn)寄存器，執(zhí)行速度快OPRi尋址特征尋址特征l 寄存器個(gè)數(shù)有限，可縮寄存器個(gè)數(shù)有限，可縮短指令字長(zhǎng)短指令字長(zhǎng)操作數(shù)操作數(shù)R0RiRn寄存器寄存器有效地址即為寄存器編號(hào)有效地址即為寄存器編號(hào)EA = ( Ri )（6）寄存器間接尋址）寄存器間接尋址l 有效地址在寄存器中，有效地址在寄存器中， 操作數(shù)在存儲(chǔ)器中，執(zhí)行階段訪存操作數(shù)在存儲(chǔ)器中，執(zhí)行階段訪存操作數(shù)操作數(shù)主存主存OPRi尋址特征尋址特征l 便于編制循環(huán)程序便于編制循環(huán)程序地址地址R0RiRn寄存器寄存器有效地址在寄存器中有效地址在寄存器中問(wèn)題問(wèn)題2：間接尋：間接尋址和寄存器間址和寄存器間接尋址有什么接尋址

8、有什么異同？異同？（7）基址尋址）基址尋址u采用專(zhuān)用寄存器作基址寄存器采用專(zhuān)用寄存器作基址寄存器EA = ( BR ) + ABR 為基址寄存器為基址寄存器OPA操作數(shù)操作數(shù)主存主存尋址特征尋址特征ALUBRl 可擴(kuò)大尋址范圍可擴(kuò)大尋址范圍l 便于程序搬家便于程序搬家l BR 內(nèi)容由操作系統(tǒng)或管理程序確定內(nèi)容由操作系統(tǒng)或管理程序確定l 在程序的執(zhí)行過(guò)程中在程序的執(zhí)行過(guò)程中 BR 內(nèi)容不變，形式地址內(nèi)容不變，形式地址 A 可變可變u采用通用寄存器作基址寄存器采用通用寄存器作基址寄存器操作數(shù)操作數(shù)主存主存尋址特征尋址特征ALUOPR0AR0 作基址寄存器作基址寄存器l 由用戶(hù)指定哪個(gè)通用寄存器作為

9、基址寄存器由用戶(hù)指定哪個(gè)通用寄存器作為基址寄存器通用寄存器通用寄存器R0Rn-1R1l 基址寄存器的內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定基址寄存器的內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定l 在程序的執(zhí)行過(guò)程中在程序的執(zhí)行過(guò)程中 R0 內(nèi)容不變，形式地址內(nèi)容不變，形式地址 A 可變可變（7）基址尋址）基址尋址（8）變址尋址）變址尋址EA = ( IX ) +AOPA操作數(shù)操作數(shù)主存主存尋址特征尋址特征ALUIXl 可擴(kuò)大尋址范圍可擴(kuò)大尋址范圍l 便于處理數(shù)組問(wèn)題便于處理數(shù)組問(wèn)題l IX 的內(nèi)容由用戶(hù)給定的內(nèi)容由用戶(hù)給定 IX 為變址寄存器（專(zhuān)用）為變址寄存器（專(zhuān)用）l 在程序的執(zhí)行過(guò)程中在程序的執(zhí)行過(guò)程中 IX 內(nèi)容可變，形式地址內(nèi)

10、容可變，形式地址 A 不變不變通用寄存器也可以作為變址寄存器通用寄存器也可以作為變址寄存器問(wèn)題問(wèn)題3：基址尋：基址尋址和變址尋址有址和變址尋址有什么本質(zhì)區(qū)別？什么本質(zhì)區(qū)別？例例 設(shè)數(shù)據(jù)塊首地址為設(shè)數(shù)據(jù)塊首地址為 D，求求 N 個(gè)數(shù)的平均值個(gè)數(shù)的平均值直接尋址直接尋址變址尋址變址尋址LDA DADD D + 1ADD D + 2ADD D + ( N -1 )DIV # NSTA ANSLDA # 0LDX # 0INXCPX # NBNE MDIV # NSTA ANS共共 N + 2 條指令條指令共共 8 條指令條指令A(yù)DD X, DMX 為變址寄存器為變址寄存器D 為形式地址為形式地址(X

11、) 和和 #N 比較比較(X) +1 X結(jié)果不為零則轉(zhuǎn)結(jié)果不為零則轉(zhuǎn)（9）相對(duì)尋址）相對(duì)尋址 EA = ( PC ) + AA 是相對(duì)于當(dāng)前指令的位移量（可正可負(fù)，補(bǔ)碼）是相對(duì)于當(dāng)前指令的位移量（可正可負(fù)，補(bǔ)碼）l A 的位數(shù)決定操作數(shù)的尋址范圍的位數(shù)決定操作數(shù)的尋址范圍l 程序浮動(dòng)程序浮動(dòng)l 廣泛用于轉(zhuǎn)移指令廣泛用于轉(zhuǎn)移指令操作數(shù)操作數(shù)尋址特征尋址特征ALUOPA相對(duì)距離相對(duì)距離 A1000PC主存主存1000AOPu 相對(duì)尋址舉例相對(duì)尋址舉例M 隨程序所在存儲(chǔ)空間的位置不同而不同隨程序所在存儲(chǔ)空間的位置不同而不同EA = ( M+3 ) 3 = M 3*LDA # 0LDX # 0ADD

12、X, DINXCPX # NBNE MDIV # NSTA ANSMM+1M+2M+3而指令而指令 BNE 與與 指令指令 ADD X, D 相對(duì)位移量不變相對(duì)位移量不變 3* 指令指令 BNE操作數(shù)的有效地址為操作數(shù)的有效地址為 3* 相對(duì)尋址特征相對(duì)尋址特征*OP位移量位移量2000 H2008 H8JMP * + 8OP06 H2000 H2008 H8設(shè)設(shè) 當(dāng)前指令地址當(dāng)前指令地址 PC = 2000H轉(zhuǎn)移后的目的地址為轉(zhuǎn)移后的目的地址為 2008H因?yàn)橐驗(yàn)?取出取出 JMP * + 8 后后 PC = 2002H二字節(jié)指令二字節(jié)指令故故 JMP * + 8 指令指令 的第二字節(jié)為的第

13、二字節(jié)為 2008H - 2002H = 6Hu按字節(jié)尋址的相對(duì)尋址舉例按字節(jié)尋址的相對(duì)尋址舉例解解:（1）PC當(dāng)前值為當(dāng)前值為240，該指令取出后，該指令取出后PC值為值為243，要求轉(zhuǎn)，要求轉(zhuǎn)移到移到290，即相對(duì)位移量為，即相對(duì)位移量為290-243=47，轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼為，轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼為2FH。由于數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方由于數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方式，故該轉(zhuǎn)移指令的第二字節(jié)為式，故該轉(zhuǎn)移指令的第二字節(jié)為2FH，第三字節(jié)為，第三字節(jié)為00H。 （2）PC當(dāng)前值為當(dāng)前值為240，該指令取出后，該指令取出后PC值為值為243，要求轉(zhuǎn)移，要求轉(zhuǎn)移到到20

14、0，即相對(duì)位移量為，即相對(duì)位移量為200-243=-43，轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼為，轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼為D5H。由于數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方由于數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方式，故該轉(zhuǎn)移指令的第二字節(jié)為式，故該轉(zhuǎn)移指令的第二字節(jié)為D5H，第三字節(jié)為，第三字節(jié)為FFH。 某機(jī)器字長(zhǎng)某機(jī)器字長(zhǎng)16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字令采用相對(duì)尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對(duì)位移量字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對(duì)位移量字段。假定取指令時(shí)，每取一個(gè)字節(jié)段。假定取指令時(shí)，每取一個(gè)字節(jié)PC自動(dòng)加自動(dòng)加1。若某

15、轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為。若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2000H，相，相對(duì)位移量字段的內(nèi)容為對(duì)位移量字段的內(nèi)容為06H，則該轉(zhuǎn)移指令，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的目標(biāo)地址是成功轉(zhuǎn)以后的目標(biāo)地址是:A.2006H B.2007H C.2008H D.2009Hl答案：答案：C（10）堆棧尋址）堆棧尋址u堆棧的特點(diǎn)堆棧的特點(diǎn)堆棧堆棧硬堆棧硬堆棧軟堆棧軟堆棧多個(gè)寄存器多個(gè)寄存器指定的存儲(chǔ)空間指定的存儲(chǔ)空間先進(jìn)后出先進(jìn)后出（一個(gè)入出口）（一個(gè)入出口） 棧頂?shù)刂窏ｍ數(shù)刂?由由 SP 指出指出 11FFFH +12000 H進(jìn)棧進(jìn)棧 （SP） 1 SP出棧出棧 （SP）+ 1 SP棧頂棧頂棧底棧底2000 HSP

16、2000 H1FFF HSP1FFFH棧頂棧頂棧底棧底進(jìn)棧進(jìn)棧出棧出棧 1FFF H棧頂棧頂 2000 H棧頂棧頂也稱(chēng)串聯(lián)堆棧也稱(chēng)串聯(lián)堆棧也稱(chēng)存儲(chǔ)器堆棧也稱(chēng)存儲(chǔ)器堆棧問(wèn)題問(wèn)題4：存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器堆棧與硬堆棧比堆棧與硬堆棧比有什么優(yōu)缺點(diǎn)？有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ u堆棧尋址舉例堆棧尋址舉例15200HACCSPX棧頂棧頂200H棧底棧底主存主存151FFHACCSP15棧頂棧頂200H棧底棧底主存主存X1FFHPUSH A 前前PUSH A 后后POP A 前前POP A 后后Y1FFHACCSPX棧頂棧頂200H棧底棧底主存主存151FFH15200HACCSP棧頂棧頂200H棧底棧底主存主存X15uSP

17、 的修改與主存編址方法有關(guān)的修改與主存編址方法有關(guān) 按按 字字 編址編址進(jìn)棧進(jìn)棧出棧出棧（SP） 1 SP（SP）+ 1 SP 按按 字節(jié)字節(jié) 編址編址存儲(chǔ)字長(zhǎng)存儲(chǔ)字長(zhǎng) 16 位位進(jìn)棧進(jìn)棧出棧出棧（SP） 2 SP（SP）+ 2 SP存儲(chǔ)字長(zhǎng)存儲(chǔ)字長(zhǎng) 32 位位進(jìn)棧進(jìn)棧出棧出棧（SP） 4 SP（SP）+ 4 SP解解:（1）CALL指令被讀取前，指令被讀取前，PC=2000H，SP=0100H，棧頂，棧頂內(nèi)容為內(nèi)容為2746H。 （2） CALLCALL指令被執(zhí)行后，由于存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，指令被執(zhí)行后，由于存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，CALLCALL指令共占指令共占4 4個(gè)字節(jié)，故程序斷點(diǎn)個(gè)字節(jié)，故程

18、序斷點(diǎn)2004H2004H進(jìn)棧，此時(shí)進(jìn)棧，此時(shí)SP=(SP)-SP=(SP)-2=00FEH2=00FEH，棧頂內(nèi)容為，棧頂內(nèi)容為2004H2004H，PCPC被更新為子程序入口地址被更新為子程序入口地址5000H5000H。 （3 3）子程序返回后，程序斷點(diǎn)出棧，）子程序返回后，程序斷點(diǎn)出棧，PC=2004HPC=2004H，SPSP被修改被修改為為0100H0100H，棧頂內(nèi)容為，棧頂內(nèi)容為2746H2746H。 7.4.1 設(shè)計(jì)指令格式時(shí)應(yīng)考慮的各種因素設(shè)計(jì)指令格式時(shí)應(yīng)考慮的各種因素（1）指令系統(tǒng)的）指令系統(tǒng)的兼容性兼容性（向上兼容）（向上兼容）（2）其他因素）其他因素操作類(lèi)型操作類(lèi)型數(shù)

19、據(jù)類(lèi)型數(shù)據(jù)類(lèi)型指令格式指令格式包括指令個(gè)數(shù)及操作的難易程度包括指令個(gè)數(shù)及操作的難易程度指令字長(zhǎng)、操作碼位數(shù)指令字長(zhǎng)、操作碼位數(shù)尋址方式尋址方式寄存器個(gè)數(shù)寄存器個(gè)數(shù)地址碼位數(shù)、地址個(gè)數(shù)地址碼位數(shù)、地址個(gè)數(shù)尋址方式、是否采用擴(kuò)展操作碼尋址方式、是否采用擴(kuò)展操作碼確定哪些數(shù)據(jù)類(lèi)型可參與操作確定哪些數(shù)據(jù)類(lèi)型可參與操作 指令尋址、操作數(shù)尋址指令尋址、操作數(shù)尋址 寄存器的多少影響指令的執(zhí)行時(shí)間寄存器的多少影響指令的執(zhí)行時(shí)間 7.4.2 指令格式舉例指令格式舉例（1）PDP 8指令字長(zhǎng)固定指令字長(zhǎng)固定 12 位位操作碼操作碼 間間 頁(yè)頁(yè) 地址碼地址碼訪存類(lèi)指令訪存類(lèi)指令0235411寄存器類(lèi)指令寄存器類(lèi)指令

20、 1 1 1 輔助操作碼輔助操作碼02 311I/O 類(lèi)指令類(lèi)指令 1 1 0 設(shè)備設(shè)備 操作碼操作碼02 31198（2）PDP 11源地址源地址OP4 6 6 16 16目的地址目的地址存儲(chǔ)器地址存儲(chǔ)器地址1存儲(chǔ)器地址存儲(chǔ)器地址2OP10 6 16目的地址目的地址存儲(chǔ)器地址存儲(chǔ)器地址目的地址目的地址4 6 6源地址源地址OP 10 6目的地址目的地址OP CODE16OP CODE指令字長(zhǎng)有指令字長(zhǎng)有 16 位、位、32 位、位、48 位三種位三種零地址零地址 (16 位位)一地址一地址 (16 位位)二地址二地址 R R (16 位位)二地址二地址 R M (32 位位)二地址二地址 M

21、 M (48 位位)擴(kuò)展操作碼技術(shù)擴(kuò)展操作碼技術(shù)（3）IBM 360OPR1R2 RR格式格式8 4 4OPR1XBD RX格式格式8 4 4 4 12OPR1R3BD RS格式格式8 4 4 4 12OPBDI SI格式格式8 8 4 12OPB1D1LB2D2 SS格式格式8 8 4 12 4 12二地址二地址 R R基址加變址尋址基址加變址尋址二地址二地址 R M三地址三地址 R M基址尋址基址尋址二地址二地址 M M 基址尋址基址尋址基址尋址基址尋址立即數(shù)立即數(shù) M（4）Intel 8086u指令字長(zhǎng)指令字長(zhǎng)u地址格式地址格式1 6 個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)MOV WORD PTR0204, 01

22、38H 6 字節(jié)字節(jié)INC AX 1 字節(jié)字節(jié)一地址一地址NOP 1 字節(jié)字節(jié)CALL段內(nèi)調(diào)用段內(nèi)調(diào)用 3 字節(jié)字節(jié)零地址零地址 5 字節(jié)字節(jié)段間調(diào)用段間調(diào)用寄存器寄存器 寄存器寄存器寄存器寄存器 立即數(shù)立即數(shù)寄存器寄存器 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器ADD AX，BX 2 字節(jié)字節(jié)ADD AX，3048H 4 字節(jié)字節(jié)ADD AX，3048H 3 字節(jié)字節(jié)二地址二地址CALL7.5.1 RISC 的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展 80 20 規(guī)律規(guī)律l 典型程序中典型程序中 80% 的語(yǔ)句僅僅使的語(yǔ)句僅僅使 用處理機(jī)中用處理機(jī)中 20% 的指令的指令l 執(zhí)行頻度高的簡(jiǎn)單指令，因復(fù)雜指令執(zhí)行頻度高的簡(jiǎn)單指令，因復(fù)雜指

23、令 的存在，執(zhí)行速度無(wú)法提高的存在，執(zhí)行速度無(wú)法提高RISC（Reduced Instruction Set Computer）CISC（Complex Instruction Set Computer） RISC技術(shù)技術(shù) 能否用能否用 20% 的簡(jiǎn)單指令組合不常用的的簡(jiǎn)單指令組合不常用的 80% 的指令功能的指令功能？7.5.2 RISC 的主要特征的主要特征 l 選用使用頻率較高的一些選用使用頻率較高的一些 簡(jiǎn)單指令簡(jiǎn)單指令 復(fù)雜指令的功能由簡(jiǎn)單指令來(lái)組合復(fù)雜指令的功能由簡(jiǎn)單指令來(lái)組合l 指令指令 長(zhǎng)度固定長(zhǎng)度固定l 只有只有 LOAD / STORE 指令訪存指令訪存l 流水技術(shù)流水技術(shù)

24、 一個(gè)時(shí)鐘周期一個(gè)時(shí)鐘周期 內(nèi)完成一條指令內(nèi)完成一條指令l 組合邏輯組合邏輯 實(shí)現(xiàn)控制器實(shí)現(xiàn)控制器 l 多個(gè)多個(gè) 通用通用 寄存器寄存器 l 采用采用 優(yōu)化優(yōu)化 的的 編譯編譯 程序程序 7.5.3 RISC 和和CISC的比較的比較 與與CISC機(jī)相比，機(jī)相比，RISC機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：l 充分利用充分利用VLSI芯片的面積。芯片的面積。l 提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度。提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度。l 便于設(shè)計(jì)，可降低成本，提高可靠性。便于設(shè)計(jì)，可降低成本，提高可靠性。l 有效支持高級(jí)語(yǔ)言程序。有效支持高級(jí)語(yǔ)言程序。 7.5.3 RISC 和和CISC的比較的比較 RISC機(jī)能提

25、高運(yùn)算速度主要反映在以下機(jī)能提高運(yùn)算速度主要反映在以下5個(gè)方面：個(gè)方面：l RISC機(jī)的指令數(shù)、指令格式和尋址方式種類(lèi)較少，機(jī)的指令數(shù)、指令格式和尋址方式種類(lèi)較少，而且指令的編碼很有規(guī)律，因此而且指令的編碼很有規(guī)律，因此RISC的指令譯碼的指令譯碼比比CISC的指令譯碼快。的指令譯碼快。l RISC機(jī)內(nèi)通用寄存器多，減少了訪存次數(shù)，可加機(jī)內(nèi)通用寄存器多，減少了訪存次數(shù)，可加快運(yùn)行速度?？爝\(yùn)行速度。l RISC機(jī)采用寄存器窗口重疊技術(shù)。機(jī)采用寄存器窗口重疊技術(shù)。l RISC機(jī)采用組合邏輯控制，比采用微程序控制的機(jī)采用組合邏輯控制，比采用微程序控制的CISC機(jī)的延遲小，縮短了機(jī)的延遲小，縮短了CP

26、U的周期。的周期。l RISC機(jī)選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)，適合于流水線(xiàn)工作。機(jī)選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)，適合于流水線(xiàn)工作。1. 在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本 身的尋址方式，稱(chēng)為身的尋址方式，稱(chēng)為_(kāi)。 A. 隱含尋址隱含尋址 B. 立即尋址立即尋址 C. 寄存器尋址寄存器尋址 D. 直接尋址直接尋址 2. 設(shè)變址寄存器為設(shè)變址寄存器為X，形式地址為，形式地址為D，（，（X） 表示寄存器表示寄存器X的內(nèi)容，這種尋址方式的有的內(nèi)容，這種尋址方式的有 效地址為效地址為_(kāi)。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=(X)+D) D. EA=(X)+(D)

27、 3. 堆棧尋址方式中，設(shè)堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加器，為累加器，SP為堆為堆 棧指示器，棧指示器，MSP為為SP指示的棧頂單元。如指示的棧頂單元。如 果進(jìn)棧操作的動(dòng)作順序是（果進(jìn)棧操作的動(dòng)作順序是（A）MSP， (SP)-1SP。那么出棧操作的動(dòng)作順序應(yīng)。那么出棧操作的動(dòng)作順序應(yīng) 為為_(kāi)。 A.(MSP)A，(SP)+1SP B.(SP)+1SP，(MSP)A C.(SP-1)SP，(MSP)A D.(MSP)A， （SP）-1SP 4.某機(jī)指令格式某機(jī)指令格式如圖所示：如圖所示：圖中圖中X為尋址特征位，且為尋址特征位，且X=0時(shí)，不變址；時(shí)，不變址；X=1時(shí)，用變址寄存器時(shí)，用變址寄存器X1進(jìn)行變址；進(jìn)行變址；X=2時(shí)，時(shí)，用變址寄存器用變址寄存器X2進(jìn)行變址；進(jìn)行變址；X=3時(shí)，相對(duì)尋時(shí)，相對(duì)尋址。設(shè)（址。設(shè)（PC）=1234H，（，