计算机原理 第四章指令系统.ppt

　第四章　指令系统　（Ｐ148） 例1： DEC公司的PDP – 11是16位小型机中的重要代表。它的基本指令字长16位，占主存两个字节，但有些指令之后紧跟一个16位的地址或立即数，或是紧跟两个16位地址或立即数，指令长度变为32位或48位。其格式如下： 三、操作码格式 ２．变长操作码，定长指令码。 §4.2　寻址方式 2. 直接寻址方式 3. 寄存器寻址方式 4. 寄存器间接寻址方式 5. 间接寻址方式 6. 相对寻址方式 7. 变址寻址方式 8. 基址寻址方式 §4.3 指令类型 §4.4 CISC和RISC 二、RISC 第四章 作业 * * 计 算 机 组 成 原 理 信 息 工 程 学 院 4章 指 令 系 统 首页 * §4.1 指令格式 §4.2　寻址方式 §4.3 指令类型 §4.4 CISC和RISC § 4.5 实验模型机的指令系统汇总表 §4.1 指令格式 　　计算机指令是计算机硬件能够识别并直接执行的操作命令，又称为机器指令。 　　一条指令应包括两方面的信息：操作码信息和地址码信息。 操作码OP 地址码AD 　　它是按照一定格式编制的二进制代码，所以机器指令由二进制代码来表示。 　　操作码OP指明该指令完成何种操作；地址码AD指明操作数的地址信息。 一、指令格式 　　历史上地址码AD部分出现过四地址指令、三地址指令、二地址指令和一地址指令系统，目前一般采用的是二地址指令系统。 操作码OP 源操作数地址A1 目的操作数地址A2 (A1) OP (A2) →A2 二、指令字长 指令字长＝操作码长度＋地址码长度（源操作数地址长度与目的操　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　作数地址长度） 指令字长通常设计成字节（八位二进制）的整数倍。 　　指令字长长，优点是所能表示的操作码信息和地址码信息越丰富，可使指令功能丰富。缺点是占存储空间就大，读取指令时间就增加。 　　指令长度一般不固定，从一字节到十几个字节不等，多数指令为短指令，少数复杂指令为长指令。固定长度的指令现在很少采用。 （16位长）指令 （16位长）指令 地址/立即数（16位长） （16位长）指令 地址/立即数（16位长） 地址/立即数（16位长） 　　操作码指定机器执行什么样的操作（如：加法，传送等），操作码位数越多，所能表示的操作种类也就越多。 常见的操作码格式有以下两种编码方式。 1. 定长操作码，地址码变长 　　操作码的长度固定，占指令最前面几位，称操作码字段。 后面有可能跟一个地址信息，或二个地址信息。 例如　　“ADD”，　加法指令，后面需要两个地址提供“加数”与“被加数” ；　　　　　　　 　　　　“INC”，　加1指令，　只需一个地址信息，指令就短。 　优点：　这种方式的操作码字段规整，有利于简化操作码译码器的设计，广泛用于指令字长较长的大、中型及超级小型机中。例如当年的IBM370大型机指令系统，操作码固定在指令最高8位，早前的Intel 8086也是高8位为操作码。 操作码长度不固定，但指令码的长度固定。这种设计当操作码变长时，地址码就缩短（地址个数变少），但指令字总长不变。 〔例〕　设某机器的指令长度为16位，包括基本操作码4位和三个地址字段，每个地址字段长4位，其格式为： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OP AD1 AD2 AD3 xxxx xxxx xxxx xxxx 0000 A1 A2 A3 1110 A1 A2 A3 1111 0000 A1 A2 1111 1110 A1 A2 1111 1111 0000 A1 1111 1111 1110 A1 1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 1111 16位指令字 三地址指令范围 二地址指令范围 一地址指令范围 零地址指令范围 15条 15条 15条 16条 总指令条数：15+15+15+16=61 指 令 扩 展 举 例 1 xxxx xxxx xxxx xxxx 0000