数据表示与指令系统课件.pptVIP

1)地址碼長度優化：a)從訪存範圍考慮，地址碼越長越好。b)在滿足尋址範圍前提下，可以縮短其位數。?基址尋址:指明基址寄存器號B為基址寄存器號，存放24位基地址。BD指令中訪存地址碼部分4位12位?相對尋址:指明相對位移，相對位移不會太大。?地址分段:地址由段號和段內地址組成。段內轉移，不需指明段號；斷間轉移，指明段號。?寄存器間接尋址:運算元存在寄存器內或經寄存器訪存，則地址碼寬度只需窄到指明寄存器號就可以了。段號段內地址?多種地址制:地址字段個數多，指令功能強，宏觀所需指令條數少。且同一地址制可採用多種地址形式和長度，或利用空白處存放直接運算元及常數。地址碼地址碼地址碼地址碼地址碼地址碼操作碼操作碼操作碼操作碼操作碼操作碼RRRRR立即數訪存地址S三地址制二地址制一地址制R-R型R-R型立即型4位4位4位4位16位定長指令字圖2.18在定長指令字內實現多種地址制圖2.19同種地址制下的多種地址形式和長度例如:A+BC單地址實現:取A，加B，送C三條指令。多地址實現：只需一條指令。以上是對定長指令，還可考慮多種指令長度，更能減小資訊冗餘，縮短程式長度。通過不同的尋址方式、地址制、地址形式和地址碼長度及多種指令字長與可變長操作碼的優化表示相結合，可以設計冗餘盡可能小的指令字以節省空間。加ABC例如：IBM370的指令格式R1、R2、R3為運算元寄存器和結果寄存器號B1、B2表示基址寄存器號D1、D2表示相對位移他們分別由操作碼的最高二位狀態來指明其長度和格式，規則為：00為RR格式，指令字長16位01為RX格式，指令字長32位10為RS或SI格式，指令字長32位11為SS格式，指令字長48位R代表寄存器，S代表存貯器，X代表變址，I代表立即運算元。操作碼B2D284412RX操作碼運算元長度(S)B1B2D1D288441212SS操作碼常數LB1D188412SIR1X24操作碼B2D284412RSR1R34444128操作碼RRR1R2448圖2.20IBM370指令的主要格式2.3.2按CISC方向發展與改進指令系統1.CISC的改進思路如何進一步增強原有指令的功能以及設置更為複雜的新指令取代原來由副程式完成的功能，實現軟體功能的硬化。結果是系統愈加龐大、複雜，稱為複雜指令系統電腦。(ComplexInstructionSetComputer,CISC)。2.CISC的改進途徑(三個)1)面向目標程式的優化實現來改進a)目的：提高各機器語言目標程式的效率，減少存貯空間，提高運行速度，容易實現。b)思路：?按統計出的指令和指令串的使用頻度來分析改進靜態使用頻度：對程式中出現的指令及指令串進行統計得到的百分比。目的是減少目標程式所佔用的存貯空間。動態使用頻度：在目標程式執行中對指令和指令串統計的百分比。目的是減少目標程式的執行時間。高頻度指令—增強功能，加快速度，縮短字長。低頻度指令—功能合併到高頻指令中或取消。高頻指令串—用新指令取代—可以減少訪存，加快速度，縮短長度。如下面的例子：成組取R1R3B2D20812162031成組傳送B1D108162032L3647D2B2條件轉移M1R2081215條件轉移M1X20812162031B2D2?增設強功能的複合指令，取代原先由宏指令或副程式實現的功能，可以提高運算速度，減少程式調用的額外開銷，也減少副程式所佔用的空間。例如IBM370上增設的“翻譯”指令的形式為：翻譯LB1D1B2D2081620323647原則一：不刪改原有指令，增設強功能指令替代對“瓶頸”有直