組成原理-第四章指令系統(tǒng)

2是軟件和硬件的主要界為軟件設計者提供最底層的程序設計語軟軟完備性:指令齊全，編程方便

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指令格地址碼字操作碼字加傳………地址碼字操作碼字加傳………出操作數本身隱式地址：用隱含方式給4操作m<=2N或定長編變長編操作碼的位數不固定，位置分散5常用于大、中型機中例：IBM370系統(tǒng)（字長32位44RRRXRSSISS操作碼長度固定均為8位，共可表示256種不同的指令6表示更多的指令，或在更大的地址空間中尋址常用于小、微型機中7 等長指令擴展操作碼地址位少OP(4A(4A(4A(4OP(4A(4A(4A(4(1111)→OP=8

15條三地址指15條二地址位15條單地址OP=16

16條零地址8

地址碼結

下條指令地指令長度仍比較9

地址碼結次訪問內存：：

地址碼結只有一個顯式操作數，另一個操作數來自累加器結果操作數也為累加棧棧用于某些不需要操作數的指令。例如：停機指令。等長指令字結變長指令字結各種指令字長度隨指令功能而異復雜多次訪存才能取出一整條指令單字長指令：指令長度等于機器字指令和數據指令和數據的尋址方字編致。簡單，但不實用字節(jié)編位編以二進制位為單位進行編址，地址信息浪費更順序尋址方程序計數器PC保存下一條指令的地址PC每次增加一個指令間隔，指向下一條要執(zhí)行的令跳躍尋址方下一條指令的地址由跳轉指令給出PC內容由跳轉指令賦值，轉為目的地址程序轉移、循環(huán)和轉子等 形式地能夠直接訪存的地址指令中的形式地 尋 有效地運算器中的通用寄存器 IMUL立即數固定，不能修改MOV 33例：MOVAL，[5718H]；若[5718H]=3，則3操作數尋址方通常在指令中設置直接/間接尋址標志位I(或@)，當時，間接尋址一級間

有效地操有效地操作1間接地器操作數尋址方通常在指令中設置直接/間接尋址標志位I(或@)，當操作1|二級間操作1|二級間1|三級間0|1一級間1一級間擴大了尋址范

存可以實現指針型數 但延長了取操作數的速 指令地址碼字段給出的是CPU內通用寄存器的編號(址Ri寄存操作寄存器操作速度比內存操作寄存器少，編址短，縮短了指令長 只須一次訪存7777R寄存例：i=5，使用R寄存器，若R中的內容為寄存器尋址：操作數寄存器間接尋址：操作 相對尋址：有效地址EAPC的內容加法D加法D操作例：D= (PC)= 有效地址EA= D基址加法基址加法操作例：D=18H，[BS]= 有效地址大型機中，基址寄存器只能由特權指令來管理，戶指令無權操作和修改 A變址加法變址加法操作例：A=18H，x=5，(Rx)=5700H有效地址EA操作數尋址方物理地址=段基址×16+下條指令地址=CS補 補地址空間分頁并編——頁面頁內各單元編——頁內地

1010255000基頁尋0當前頁尋EA=PCH//頁面頁寄存器尋頁面頁內地頁面頁內地頁面

頁寄存

操作操作 [例3一種二地址RS—通用寄存IX偏移量—通用寄存IX偏移量其中I為間接尋址標志位，X為尋址模式字段，D段。通過I，X，D的組合，可構成如下所示的尋址方式00PC為程序計數000PC為程序計數0R2110R1為基址寄存請寫出六種尋址方式的名稱

變址尋寄存器間接尋基址尋[例4某16MOVSTALDA指令功能及操MOV：傳送指令，OP＝(A)HSTA：寫數指令，OP＝(1B)HLDAS：源寄存器；D：目標寄存器；M：主存單2016通用寄存器：16位，十六單字長二地址指令，RR型址或變址尋址，寄存器操作數由源寄存器決定RR型指令，無需訪問存儲器RS型指令，需要訪問存儲要進行有效地址的計算(基址或變址不等于計算有效地址，速度快尋址方式例(F0F1)H(3CD2) 9 76543210 1111001110001001111001101—目20位地 編碼正將主存(13CD2)H地址單元的內容取至15功功 109 765432101101 110011—目源 109 7654321001010110011—目源堆棧與堆棧堆棧與堆棧操按“后進先出”（LIFO）或“先進后出”（FILO）序進行存取的存儲區(qū)A通用寄存A寄存器寄存器K-寄存器K-

AA“進棧”指令把所有寄存器的內容依次向下置“出?！敝噶畎阉屑拇嫫鞯膬热菀来蜗蛏现枚褩Ｓ蠯時,“最老”的數據就從棧底壓出并被丟失。當從堆棧取出一個數時，它就不能再在堆棧中存在 棧底固定，棧頂浮動；需要設置棧頂指針SP（本例SP指向棧頂空單元（SP）+1→SP（MSP）→A棧頂指針CP 通用寄存器

baXbaX地器 地器址容量可以在整個內存區(qū)浮常規(guī)堆棧操作在硬堆棧，保證速4.5典型指程控類指其他指

CISC與RISC對采用這種途徑設計成的計算機——(ComplexInstructionSetComputer)，簡稱CISC指令系統(tǒng)日益縮小和精采用這種途徑設計成的計算機——精簡指令系統(tǒng)計算(ReducedInstructionSetComputer)，簡稱RISCCISC的特具有多種尋址方式可能性20％-80％功能復雜的指令居多，約占80%但其使用頻率很低，只占20%CISC舉例——80X86指令系MOV指令：MOVPUSHPOP指ADD、ADC、SUB、SBB、INC、DEC、乘/除法指乘IDIV/DIV：有/無符號數除AND、OR、XOR、NOT和

80X86指令系SAR：相當于對帶符號數除以循環(huán)移位指小循環(huán)（不帶進位循環(huán)大循環(huán)（帶進位循環(huán)

80X86指令系能力無條件轉移指令（JMP）條件轉移指令：JC、JNC、JZ、JNZ、JA、JBJG、JL條件滿足，跳CX/ECX-CX/ECX≠0，循環(huán)CX/ECX=0，跳出循環(huán)

80X86指令系能力子程序調用和返回指令：CALL和CS：CS：IP

CS：IPCS：IPCALL子程序

子程序PUSH PUSH 現…POP 恢POP 現

80X86指令系能力INTn：n表示中斷類型碼INT3：斷點中斷，用于斷點的特殊軟中斷。IRET：中斷返80X86指令系輸入/指令中應給出I/O端口地址位），最多只能尋址256個端口（16位），最多可以尋址65536個端口進行傳送例：INAX，00H；直接端口尋址，傳送16位數據INAL，00H；直接端口尋址，傳送8位數據MOVDX，0300H；間接端口尋址INAL，DX；傳送8INAX，DX；傳送16位數80X86匯編編程舉分析下面程序，說明此程序功能，執(zhí)行結果怎樣？(8M…最大M…最大…比最大DD:MOV CX,13HP1:INC P2:LOOP

RISC的特算術運算/邏輯運算/移位指令控制轉移指令協(xié)處理器指令。SPARC指令系 ｉ：選擇第二操作數。i=0/1Rs2/Simm13格式CALL指 0Disp30（偏移量SETHI指 2524220aDisp22(偏移量imm22(立即數3130282540ii SPARC指令系由此我們