计算机组成原理第5章指令系统讲义.ppt

7.4 指令格式举例与设计 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 2. PDP – 11 源地址 OP 4 6 6 16 16 目的地址 存储器地址1 存储器地址2 OP 10 6 16 目的地址 存储器地址 目的地址 4 6 6 源地址 OP 10 6 目的地址 OP – CODE 16 OP – CODE 指令字长有 16 位、32 位、48 位三种 零地址 (16 位) 一地址 (16 位) 二地址 R R (16 位) 二地址 R M (32 位) 二地址 M M (48 位) 扩展操作码技术 3. IBM 360 OP R1 R2 RR 格式 8 4 4 OP R1 X B D RX 格式 8 4 4 4 12 OP R1 R3 B D RS 格式 8 4 4 4 12 OP B D I SI 格式 8 8 4 12 OP B1 D1 L B2 D2 SS 格式 8 8 4 12 4 12 二地址 R R 基址加变址寻址 二地址 R M 三地址 R M 基址寻址 二地址 M M 基址寻址 基址寻址 立即数 M 4. Intel 8086 (1) 指令字长 (2) 地址格式 1 ~ 6 个字节 MOV WORD PTR[0204], 0138H 6 字节 INC AX 1 字节 一地址 NOP 1 字节 CALL 段内调用 3 字节 零地址 5 字节 段间调用 寄存器 — 寄存器 寄存器 — 立即数 寄存器 — 存储器 ADD AX，BX 2 字节 ADD AX，[3048H] 4 字节 ADD AX，3048H 3 字节 二地址 CALL 5.5 RISC 技 术 一、RISC 的产生和发展 80 — 20 规律 典型程序中 80% 的语句仅仅使 用处理机中 20% 的指令 执行频度高的简单指令，因复杂指令 的存在，执行速度无法提高 RISC（Reduced Instruction Set Computer） CISC（Complex Instruction Set Computer） —— RISC技术 能否用 20% 的简单指令组合不常用的 80% 的指令功能 ？ 二、RISC 的主要特征 选用使用频率较高的一些 简单指令 复杂指令的功能由简单指令来组合 指令 长度固定 只有 LOAD / STORE 指令访存 流水技术 一个时钟周期 内完成一条指令 组合逻辑 实现控制器 多个 通用 寄存器 采用 优化 的 编译 程序 第五章 指 令 系 统 5.1 机器指令 5.2 操作数类型和操作类型 5.3 寻址方式 5.4 指令格式举例与设计 5.5 RISC 技术 5.1 机 器 指 令 一、指令