《计算机组成原理第三章.ppt

第三章 指令系统 按照指令系统构成的复杂和完备程度，或者说设计中追求的不同目标区分，当前的计算机可分为以下两类： RISC（Reduced Instruction Set Computer），精简指令系统计算机 提供数目较少、格式与功能简单、运行高效的指令 追求的是计算机控制器实现简单，运行高速，更容易在单块超大规模集成电路的芯片内制做出来 CISC（Complex Instruction Set Computer），复杂指令系统计算机 相对于RISC一词而提出来的一种说法 特点：指令条数多，格式多样，寻址方式复杂，每条指令的功能强。汇编程序设计容易些，但计算机控制器的实现困难多，很多指令被使用的机会并不多 例 一种二地址指令的结构如下所示： ?OP — 通用寄存器 I X 偏移量D 6位 4位 1位 2位 16位 其中I为间接寻址标志位，X为寻址模式字段，D为偏移量字段，通过I，X，D的组合，可构成下表所示的寻址方式。请写出6种寻址方式的名称。 寻址方式举例 寻址方式 I X 有效地址E算法 说明 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 0 0 0 1 1 0 00 01 10 11 00 11 E＝D E＝（PC）±D E＝（R2）±D E＝（R3） E＝（D） E＝（R1）±D ? PC为程序计数器 R2为变址寄存器 ? ? R1为基址寄存器 解：（1）直接寻址 （6）基址寻址 （2）PC相对寻址 （3）变址寻址 （4）寄存器间接寻址 （5）间接寻址 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例 某16位机所使用指令格式和寻址方式如下所示。该机有两个20位基值寄存器，四个16位变址寄存器， 十六个16位通用寄存器。 指令格式中的 S(源)，D(目标)都是通用寄存器，M是主存中的一个单元。 三种指令的操作码分别是 MOV (OP)＝ (A)H， MOV是传送指令， STA (OP)＝(1B)H， STA为写数指令 LDA (OP)＝(3C)H。 LDA为读数指令 OP ―― 目标 源 MOV S, D 15 10 9 8 7 4 3 0 20位地址 目标 ―― OP LDA M，D 15 10 9 8 7 4 3 0 OP 基址 源 变址 位移量 15 10 9 8 7 4 3 0 STA S, M Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 要求：（1）分析三种指令格式与寻址方式特点。 （2）CPU完成哪一种操作所花时间最短？哪一种操作花时间 最长？第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的 执行时间吗？ （3）下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作？其 中如果有编码不正确，如何改正才能成为合法指令？ ① (F0F1)H (3CD2)H ② (2856)H