机器指令.ppt

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 (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 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 第七章 指令系统 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 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 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 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 操作数地址的个数 1. 指令字长 固定 按字节的倍数变化 小结 当用一些硬件资源代替指令字中的地址码字段后 当指令的地址字段为寄存器时 可扩大指令的寻址范围 可缩短指令字长 可减少访存次数 三地址 OP R1, R2, R3 二地址 OP R1, R2 一地址 OP R1 指令执行阶段不访存 可缩短指令字长 一、操作数类型 地址 数字 字符 逻辑数 无符号整数 定点数、浮点数、十