计算机组成原理7 第七章 指令系统(2).ppt

第七章 指 令 系 统 7.1 机 器 指 令 7.2 操作数类型和操作种类 7.3 寻 址 方 式 7.3 寻 址 方 式 7.4 指令格式举例 7.5 RISC 技 术 (2) 堆栈寻址举例 15 200H ACC SP X 栈顶 200H 栈底 主存 15 1FFH ACC SP 15 栈顶 200H 栈底 主存 X 1FFH PUSH A 前 PUSH A 后 POP A 前 POP A 后 Y 1FFH ACC SP X 栈顶 200H 栈底 主存 15 1FFH 15 200H ACC SP 栈顶 200H 栈底 主存 X 15 7.3 (3) SP 的修改与主存编址方法有关 ① 按 字 编址 进栈 出栈 （SP）– 1 SP （SP）+ 1 SP ② 按 字节 编址 存储字长 16 位 进栈 出栈 （SP）– 2 SP （SP）+ 2 SP 存储字长 32 位 进栈 出栈 （SP）– 4 SP （SP）+ 4 SP 7.3 一、设计指令格式时应考虑的各种因素 1. 指令系统的 兼容性 （向上兼容） 2. 其他因素 操作类型 数据类型 指令格式 包括指令个数及操作的难易程度 指令字长、操作码位数 寻址方式 寄存器个数 地址码位数、地址个数 寻址方式、是否采用扩展操作码 二、指令格式举例 1. PDP – 8 指令字长固定 12 位 操作码 间 页 地址码 访存类指令 0 2 3 5 4 11 寄存器类指令 1 1 1 辅助操作码 0 2 3 11 I/O 类指令 1 1 0 设备 操作码 0 2 3 11 9 8 7.4 * * 7.1 机器指令 7.2 操作数类型和操作类型 7.3 寻址方式 7.4 指令格式举例 7.5 RISC 技术 一、指令的一般格式 操作码字段 地址码字段 1. 操作码 反映机器做什么操作 (1) 长度固定 (2) 长度可变 用于指令字长较长的情况 ，RISC 如 IBM 370 操作码 8 位 操作码分散在指令字的不同字段中 (3) 扩展操作码技术 操作码的位数随地址数的减少而增加 OP A1 A2 A3 0000 0001 1110 … A1 A1 A1 … A2 A2 A2 … A3 A3 A3 … A2 A2 A2 … A3 A3 A3 … 1111 1111 1111 … 0000 0001 1110 … 1111 1111 1111 … 1111 1111 1111 … 1111 1111 1111 … 0000 0001 1111 … 1111 1111 1111 … 1111 1111 1111 … A3 A3 A3 … 0000 0001 1110 … 4 位操作码 8 位操作码 12 位操作码 16 位操作码 15条三地址指令 15条二地址指令 15条一地址指令 16条零地址指令 7.1 2. 地址码 (1) 四地址 (2) 三地址 OP A1 A2 A3 A4 8 6 6 6 6 A1 第一操作数地址 A2 第二操作数地址 A3 结果的地址 A4 下一条指令地址 若 PC 代替 A4 (A1) OP (A2) A3 8 8 8 8 OP A1 A2 A3 (A1) OP (A2) A3 4 次访存 4 次访存 寻址范围 26 = 64 寻址范围 28 = 256 若 A3 用 A1 或 A2 代替 7.1 设指令字长为 32 位 操作码固定为 8 位 (3) 二地址 OP A1 A2 8 12 12 (A1) OP (A2) A1 (A1) OP (A2) A2 或 4 次访存 若ACC 代替 A1（或A2） 若结果存于 ACC (4) 一地址 (5) 零地址 OP A1 8 24 无地址码 (ACC) OP (A1) ACC 2 次访存 寻址范围 212 = 4 K 寻址范围 224 = 16 M 3次访存 7.1 二、指令字长 指令字长决定于 操作码的长度 指令字长 = 存储字长 2. 指令字长 可变 操作数地址的长度 操作数地址的个