第四章指令系统2.ppt

第四章 指令系统 4.4 指令和数据的寻址方式 9、 堆栈寻址方式 堆栈寻址方式 分寄存器堆栈、存储器堆栈 以先进后出原理存储数据 堆栈寻址方式 堆栈是一组能存储和取出数据的暂时存储单元。很多计算机把存储器的一部分用作堆栈。 堆栈和其他形式的存储器之间的差别就在于，它们对数据的存取方法或寻址方法有所不同。 堆栈寻址方式 堆栈是一种数据结构，是数据的一种组织方式。 栈是一种只能在叫做栈顶的一端进行进栈和出栈操作的线性数据结构。 栈的主要特点是“后进先出”。 堆栈寻址方式 常用的堆栈结构有： 串联堆栈(硬件堆栈) 存储器堆栈(软件堆栈) 1 串联堆栈 一些计算机的CPU中有一组专门的寄存器，有16个或更多，它们称为串联堆栈，其中每一个寄存器能保存一个字的数据。 1 串联堆栈 2 存储器堆栈 串联堆栈存在一些限制: 一是寄存器的数目一般是有限的。如堆栈有8个寄存器，那么把多于8个的数据压入堆栈时,“老”的数据就从栈底压出并被丢失。 二是堆栈的读出是破坏性的。当从堆栈取出一个数时，它就不能再在堆栈中存在。 2 存储器堆栈 存储器堆栈的三个优点： 堆栈能够具有程序员要求的任意长度； 只要程序员喜欢，愿意建立多少堆栈，就能建立多少堆栈； 可以用对存储器寻址的任何一条指令来对堆栈中的数据进行寻址。 2 存储器堆栈 存储器堆栈的缺点： 进出栈的操作实质上是对内存的读写操作； 进出栈的操作要由多条指令完成； 栈满与栈空的判别也要由软件来完成。 2 存储器堆栈 在存储器类型的堆栈中，需要一个堆栈指示器，它是CPU中一个专用的寄存器。堆栈指示器指定的存储器单元，就是堆栈的栈顶。 在设计计算机系统时，把主存储器的一部分用作堆栈区。一旦设定堆栈区后，这一部分就不能用作其他用途。 2 存储器堆栈 2 存储器堆栈 当建立存储器堆栈时，可用程序来设置。把一个主存地址送入堆栈指示器，就可确定堆栈的顶。在存储器堆栈中，数据的压入或取出操作，通常也是使用“进栈”指令和“出栈”指令来实现的，但是指令的功能和串联堆栈中的情况有所不同。 2 存储器堆栈 （A）→Msp ，（SP）－1→SP （SP）＋1→SP，（Msp）→Ａ 存储器堆栈中，进栈时先存入数据，后修改堆栈指示器；出栈时，先修改堆栈指示器，然后取出数据。 4.4.3 寻址方式举例 4.4.3 寻址方式举例 4.4.3 寻址方式举例 4.5 典型指令 4.5.1 指令的分类 1.数据传送指令 2.算术运算指令 3.逻辑运算指令 4.程序控制指令 5.输入输出指令 6.字符串处理指令 7.特权指令 8.其他指令 1 数据传送指令 这类指令用以实现寄存器与寄存器，寄存器与存储器单元，存储器单元与存储器单元之间的数据传送; 数据传送时，数据从源地址传送到目的地址，而源地址中的数据保持不变，因此实际上是数据复制; 数据传送指令一次可以传送一个数据或一批数据; 有些机器设置了数据交换指令，完成源操作数与目的操作数互换，实现双向数据传送。 2 算术运算指令 一般计算机都具有这类指令。早期的低档微型机，要求价格便宜，硬件结构比较简单，支持的算术运算指令就较少，一般只支持二进制加、减法、比较和求补码(取负数)等最基本的指令； 而其他计算机，由于要兼顾性能和价格两方面因素，还设置乘、除法运算指令。 通常根据算术运算的结果置状态位，一般有Z(结果为0)、N(结果为负)、V(结果溢出)、C(产生进位或借位)四个状态位。当满足括弧内所提出的条件时，相应位置成“1”，否则为“0”。 3 逻辑运算指令 通常计算机具有对两个数进行与、或、非(求反)、异或(按位加)等操作的逻辑运算指令。有些计算机还设置有位操作指令，如位测试(测试指定位的值)、位清除(把指定位清零)、位求反(取某位的反值)指令等。 4 程序控制指令（转移指令） 无条件转移指令 条件转移指令（根据状态测试结果进行转移） 转子程序指令 返回主程序指令 中断返回指令 转移指令分为绝对转移和相对转移 5 输入/输出（I/O）指令 计算机所处理的一切原始数据和所执行的程序(除了固化在ROM中的以外)均来自外部设备的输入，处理结果需通过外部设备输出。 有些计算机采用外部设备与存储器统一编址的方法把外部设备寄存器看成是存储器的某些单元，任何访问存储器的指令均可访问外部设备，因此不再专设I／O指令。 6 输入/输出（I/O）指令 计算机所处理的一切原始数据和所执行的程序(除了固化在ROM中的以外)均来自外部设备的输入，处理结果需通过外部设备输出。 有些计算机采用外部设备与存储器统一编址的方法把外部设备寄存器看成是存储器的某些单元，任何访问存储器的指令均可访问外部设备，因此不再专设I／O指令。 7 特权指令 某些指令使用不当会破坏系统或其他用户信息