计算机组成原理指令系统方案
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计算机组成原理(白中英)第4章指令系统指令系统概述寻址方式指令系统20XX年3月15日10时45分概述指令:是指示计算机某种操作的命令。
微指令,机器指令,宏指令指令系统:一台计算机中所有机器指令的集合。
它是机器硬件设计的依据,也是软件设计的基础。
它决定了一台计算机硬件的主要性能和基本功能。
是硬件和软件间的界面。
系列计算机:有共同的指令集,相同的基本体系结构。
CISC和*****X年3月15日10时45分2一个完善的指令系统应满足:1.完备性:指令丰富,功能齐全,使用方便。
1.完备性:指令丰富,功能齐全,使用方便。
完备性 2.有效性程序占空间小,执行速度快。
有效性: 2.有效性:程序占空间小,执行速度快。
3.规整性对称性,匀齐性,规整性:3.规整性:对称性,匀齐性,指令格式和数据格式的一致性。
据格式的一致性。
4.兼容性兼容性:4.兼容性:向上兼容”----系列机中低档机上运行“向上兼容”----系列机中低档机上运行的软件可以在高档机上运行。
的软件可以在高档机上运行。
20XX年3月15日10时45分计算机语言与硬件结构的关系高级语言的语句和用法与具体机器的指令系统无关;低级语言分机器语言和汇编语言,他们和具体机低级语言分机器语言和汇编语言,器的指令系统密切相关。
器的指令系统密切相关。
汇编语言与硬件的关系密切,编写的程序紧凑、汇编语言与硬件的关系密切,编写的程序紧凑、占内存小、速度快,占内存小、速度快,特别适合与编写经常与硬件打交道的系统软件;打交道的系统软件;而高级语言不涉及机器的硬件结构,通用性强、编写程序容易,件结构,通用性强、编写程序容易,特别适合与编写与硬件没有直接关系的应用软件。
编写与硬件没有直接关系的应用软件。
20XX年3月15日10时45分4概述机器指令的要素C C C C 操作码源操作数目的操作数下一条指令的引用指令字(简称指令)即表示一条指令的机器字。
指令字(简称指令)即表示一条指令的机器字。
【计算机组成原理】指令系统-寻址⼀、指令和数据的寻址⽅式操作数或指令在存储器中的地址:某个操作数或某条指令存放在某个存储单元时其存储单元的编号在存储器中,操作数或指令字写⼊或读出的⽅式,有地址指定⽅式、相联存储⽅式和堆栈存取⽅式。
寻找⽅式:当采⽤地址指定⽅式时,形成操作数或指令地址的⽅式。
寻址⽅式分为两类:指令寻址和数据寻址。
1)指令寻址:确定下⼀条预执⾏指令的指令地址a、顺序寻址:(PC)+1->PC 程序计数器⾃动加1b、跳跃寻址:由转移指令指出2)数据寻址:确定本条指令的操作数地址指令中所给出的地址码,并不⼀定是操作数的有效地址。
寻址过程就是把操作数的形式地址,变换为操作数的有效地址。
例如:⼀种单地址指令的结构如下所⽰,其中⽤X I D各字段组成该指令的操作数地址。
⼆、寻址⽅式1、隐含寻址(操作数在累加寄存器中)在指令中不明显的给出⽽是隐含着操作数的地址例如:单地址的指令格式,没有在地址字段指明第⼆操作数地址,⽽是规定累加寄存器AL或AX作为第⼆操作数地址,AL或AX对单地址指令格式来说是隐含地址eg: MOV AL ,LSRC_BYTEMUL RSRC_BYTEADD寻址特征A操作数地址隐含在操作码中,(寻址特征指明寻址类型)。
另⼀个操作数隐含在ACC中先在内存中地址为A的地⽅找到⼀个操作数,另⼀个操作数隐含在寄存器ACC⾥,从ACC⾥取出另外⼀个操作数,然后和给出的A 地址中的数相加暂存在ACC中。
2、⽴即寻址形式地址A就是操作数本⾝OP⽴即寻址特性 #A指令执⾏阶段不访存A的位数限制了⽴即数的范围3、直接寻址EA=A直接根据读内存找到操作数,形式地址不需要经过任何处理。
执⾏阶段访问⼀次存储器A的位数决定了该指令操作数的寻址范围MOV AX,[2222H]:将有效地址为2222H的内存单元的内容读到累加器AX中4、间接寻址EA=(A)有效地址由形式地址间接提供,形式地址是操作数的地址的地址OP间接寻址标识 A根据A的内容到内存中寻找到的是操作的数地址,再根据这个地址去找操作数。