计算机组成与结构第4章_指令系统讲述.ppt

4.3 操作数类型 机器指令对数据进行操作，数据通常分为以下四类： 地址数据 无符号整数，通过某种运算确定操作数在主存中的有效地址； 数值数据 定点整数、小数；浮点数；压缩十进制数； 字符数据 文本数据或字符串； 逻辑数据 由若干二进制位组成，每位的值可以是1或0。 * * 4.4 ? 指令和数据的寻址方式 4.4.1? 指令的寻址方式 4.4.2? 操作数寻址方式 4.4.3? 寻址方式举例 * * 顺序寻址方式 当程序按顺序执行时的指令寻址方式； 必须用程序计数器记录所要执行指令的存放单元地址； 一般做顺序加1的操作； 程序计数器又称指令指针寄存器； 跳跃寻址方式 当程序转移执行时的指令寻址方式； 程序计数器的内容由本条指令给出，而不是顺序改变。 4.4.1 指令的寻址方式 * * 指令的寻址演示 动画演示： 4-1.swf LDA 1000 ADD 1001 DEC 1200 JMP 7 LDA 2000 SUB 2001 INC STA 2500 LDA 1100 ... 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PC +1 指令的寻址方式 指令地址 指令 顺序寻址 1 顺序寻址 2 顺序寻址 3 跳跃寻址 7 顺序寻址 8 * * 4.3.2　操作数的寻址方式 一种单地址码指令的结构如下图： 将指令中的形式地址A变换成操作数有效地址的过程，称为寻址过程。 典型而常用的寻址方式有 隐含寻址、立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、偏移寻址、堆栈寻址； 操作码OP 变址X 间址I 形式地址A 寻址特征位 动画演示 ：4-2.swf * * 操作数地址隐含在操作码中； 如 8086的MUL 指令 被乘数隐含在 AX（16位）或 AL（8位）中； 指令字中少了一个地址字段，可缩短指令字长； MUL A 操作数 主存 寻址特征 A ACC 暂存 ALU 另一个操作数 隐含在 ACC 中 隐含寻址 * * 形式地址A就是操作数； 优点： 指令执行阶段不需要访存，速度快； 缺点： 形式地址A字段的位数限制了立即数的范围。 立即寻址 OP # A 立即寻址特征 立即数 可正可负，补码表示 * * 有效地址由形式地址字段A直接给出； EA = A 特点 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； 操作数的地址不易修改（必须修改A）； 操作数 主存 寻址特征 LDA A A ACC 直接寻址 * * OP A 寻址特征 A EA 主存 EA A1 EA A1 主存 EA 1 0 OP A 寻址特征 A 一次间址 多次间址 操作数 操作数 间接寻址 有效地址由形式地址字段A间接提供，EA =（A） 特点 可扩大寻址范围； A字段的长度受指令字长和指令格式的限制； 寻址时，可根据需要进行多次间址； 可用寻址特制I字段区分直接寻址和间接寻址方式； * * 形式地址字段A为寄存器编号 EA = Ri 特点 执行阶段不访存，只访问寄存器，执行速度快 寄存器个数有限，可缩短指令字长 OP A (Ri) 寻址特征 操作数 … … … … … … R0 Ri Rn 寄存器组 寄存器寻址 * * 形式地址字段A用于指出存放有效地址的寄存器编号； EA = ( Ri ) 特点： 执行阶段访存； 便于编制循环程序 操作数 主存 OP A(Ri) 寻址特征 地址 … … … … … … R0 Ri Rn 寄存器 寄存器间接寻址 * * 偏移寻址 直接寻址和寄存器间接寻址方式的结合 有效地址EA=A+(R) A是显式的形式地址字段； R可以是显式的，也可以隐含的，某个专用的寄存器； 常用的偏移寻址 相对寻址：指令转移时，常用相对寻址方式； EA=A+（PC） 基址寻址：EA=(基址R)+A ，A+1?A 变址寻址：EA=A+(变址R) ，变址R+1?变址R OP A 操作数 主存 寻址特征 ALU BR 操作数 主存 寻址特征 ALU OP R0 A R0 作基址寄存器 通用寄存器 R0 Rn-1 R1 … * * 4.4.3　寻址方式举例 P118【例3】　　 一种二地址RS型指令的结构如下所示： 通过I，X，D的组合，请写出下表所示的六种寻址方式的名称。 OP —— 通用寄存器 间址标志I 寻址模式X 偏移量D 6位 —— 4位 1位 2位 16位 I X 有效地址E的算法 说明 寻址方式 0 00 E