1673指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化-文庫吧
2025-08-26 19:08 本頁面
【正文】 ? 節(jié)省程序的存儲空間 ? 指令格式盡量規(guī)整，便于譯碼 操作碼的優(yōu)化表示 ? 操作碼的 三種編碼方法 ： ?固定長度： 規(guī)整性好，解碼簡單，空間大。 ?IBM公司的大中型機(jī)：最左邊 8位為操作碼 ?Intel公司的 Intanium處理機(jī)： 14位定長操作碼 ?許多 RISC處理機(jī)采用定長操作碼 ?Huffman編碼：空間小，規(guī)整性不好，解碼復(fù)雜。 ?擴(kuò)展編碼： 折衷方案。 固定長度 4 Huffman編碼 擴(kuò)展編碼 信息源熵 ? 改進(jìn)操作碼編碼方式 能夠節(jié)省程序存儲空間 ? 例如： Burroughs公司的 B1700機(jī) 操作碼 編碼方式 整個操作系統(tǒng)所用 指令的操作碼總位數(shù) 改進(jìn)的 百分比 8位定長編碼 4610擴(kuò)展編碼 Huffman編碼 301,248 184,966 172,346 0 39％ 43％ 哈夫曼（ Huffman）壓縮 ? 當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時，采用優(yōu)化技術(shù)對發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)（時間）來表示（處理），而對出現(xiàn)概率較低的允許用較長的位數(shù)（時間）來表示（處理），以達(dá)到平均位數(shù)減少的目的。 ? 用于代碼壓縮、程序壓縮、空間壓縮和時間壓縮 操作碼的優(yōu)化表示 ? 信息源熵：信息源包含的平均信息量。 ? 信息冗余量： ??? ii ppH 2l o g操作碼的實(shí)際平均長度操作碼的實(shí)際平均長度 H?舉例 ? 七條指令，頻度如下 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 信息源 熵 H= 信息冗余量 ==28% 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 (11111) (11110) (11101) (11100) (110) (10) (0) I7 I6 I1 I2 I3 I4 I5 0 41 . 3 6 %0 1 3 *71????? ??長度個數(shù)信息余量位平均碼長iiilp擴(kuò)展編碼 ? Huffman操作碼的主要缺點(diǎn)： ? 操作碼長度很不規(guī)整，硬件譯碼困難 ? 與地址碼共同組成固定長的指令比較困難 ? 擴(kuò)展編碼法 ：由固定長操作碼與 Huffman編碼法相結(jié)合形成 ? 減少平均長度 ? 方便譯碼 ? 上例： Huffman用四種長度 0， 10， 110， 11100， 11101， 11110， 11111 I I I3用兩位： 00、 0 10 I I I I7用四位： 1100、 110 11 1111 平均碼長 = 信息冗余量 ==% Huffman編碼方法 ? 寫出每個事件出現(xiàn)頻度 ? 找出兩個時間出現(xiàn)頻度最低的數(shù)字，相加形成
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