第四章计算机组成原理指令系统讲授讲述.ppt

第四章 指令系统 基本概念 指令格式 操作码 操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 扩展操作码 地址码 地址码 地址码 地址码 地址码 地址码 地址个数对程序长度和指令长度的影响 地址个数对程序长度和指令长度的影响 地址个数对程序长度和指令长度的影响 指令字长 地址码 指令助记符 指令助记符 指令助记符 指令格式举例 指令格式举例 例题1 例题2 例题3 例题4 说明 由于采用扩展操作码方式设计指令，所以对一部分不需要操作数的指令可以将指令操作码扩展到操作数字段。在不增加指令长度的情况下，能充分利用指令的各个字段扩展操作码的长度，使它可以表示更多的指令。 本题中，由于指令总长度为32位，操作数地址为12位，则： 对于双操作数指令，操作码长度为（32-12?2）=8位 对于单操作数指令，操作码长度为（32-12）=20位 对于无操作数指令，操作码长度为32位 由于双操作数指令有K条，单操作数指令有L条，则它们可设计成如下形式： 双操作数指令操作码范围为：00?0~(K-1)二进制数表示 单操作数指令操作码范围为： (K)二进制数表示?00?0~(K)二进制数表示? (L-1)二进制数表示 无操作数指令操作码范围为： (K)二进制数表示? (L)二进制数表示? 00?0~(K)二进制数表示? (L)二进制数表示? 11?1 设无操作数指令个数为N，则N=232-K?224-L ?212=[(28-K) ?212-L] ?212 操作数类型和操作类型 指令和操作数的寻址方式 指令寻址方式 指令寻址方式 操作数寻址方式　 操作数寻址方式　 直接寻址方式 直接寻址方式 直接寻址方式 寄存器寻址方式 寄存器间接寻址方式 存储器间接寻址方式 存储器间接寻址方式 基址寻址方式 变址寻址方式 基址寻址、变址寻址方式 基址寻址、变址寻址方式 块寻址方式 隐含寻址方式 立即寻址方式 段寻址方式 相对寻址方式 相对寻址方式 操作数寻址方式 操作数寻址方式 操作数寻址方式 例题1 例题2 例题2 例题2 例题3 例题3 例题3 例题4 例题4 例题5 例题5 例题6 例题6 例题6 例题6 例题7 例题7 例题7 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 典型指令 指令的分类 指令的分类 指令的分类 指令的分类 指令的分类 指令的分类 指令系统的发展 指令系统的发展 指令系统的发展 例题 对指令系统的要求 对指令系统的要求 练习 练习 练习 练习 练习 例：一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址。I、X、D组成该指令的操作数有效地址EA。设R为变址寄存器，（R）=1000H，PC为程序记数器，（PC）=2000H，D=100，存储器的有关数据见表1，请将表2填写完整。 D X I OP 指令格式 表1 地址 0080H 0100H 0165H 0181H 1000H 1100H 2100H 数据 40H 80H 66H 100H 256H 181H 165H 表2 寻址方式 I X 有效地址EA 操作数 直接 0 00 相对 0 01 变址 0 10 寄存器 0 11 间接 1 00 相对间接 1 01 变址间接 1 10 寄存器间接 1 11 EA=D=100H 80H EA=(PC)+D=2100H 165H EA=(R)+D=1100H 181H EA=R 1000H EA=(D)=80H 40H EA=((PC)+D)=165H 66H EA=((R) +D)=181H 100H EA=(R) =1000H 256H 例：某计算机字长16位，运算器16位，有16个通用寄存器，8种寻址方式，主存容量为64K字，指令中地址码由寻址方式字段和寄存器字段组成，试问： （1）单操作数最多有多少条？ （2）双操作数指令最多有多少条？ （3）间接寻址的范围有