【正文】 1。 先取數(shù)， SP再自動加 1。 存儲單元號 寄存器號 (數(shù)在 M中 ) (數(shù)在 M中 ) 格式 （ 1）存儲器間址 操作碼 OP 間接地址 D D=0030 0060 ... 0060 S ... S =((D)) M 間址單元 地址指針 間址單元地址 操作數(shù)地址 操作數(shù) M M 38 間接尋址方式 （ 2）寄存器間址 操作碼 OP 寄存器號 R 格式 R所占位數(shù)少； R可提供全字長地 址碼；修改 R內(nèi)容比修改 M內(nèi)容快。 存儲單元號 寄存器號 (數(shù)在 M中 ) (數(shù)在 R中 ) 操作碼 OP 寄存器號 R （ 1）寄存器直接尋址 （寄存器尋址） 格式 R所占位數(shù)少； 訪問 R比訪問 M快 但 R數(shù)量有限 S =（ R） 34 直接尋址方式 例 . 指令： INC R1 1000H R0 2022H R1 3A00H R2 3C00H R3 35 直接尋址方式 （ 2）存儲器直接尋址 操作碼 OP 有效地址 D （直接尋址） 定長格式 變長格式 基本指令 DL DH D的位數(shù)可覆蓋 整個(gè)存儲空間 S =（ D） 用于訪問固定的存儲單元。 數(shù)在基本指令之后，其長度可變。 5. 外設(shè) 訪問時(shí)，主機(jī)通過外設(shè)中的相關(guān)寄存器實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的 I/O傳送。稱為可編址寄存器。 29 數(shù)據(jù)尋址 指令的地址碼字段，通常都不代表操作數(shù)的真實(shí)地址，把它稱作形式地址，記為 A。 28 指令尋址 順序?qū)ぶ贩绞? 控制器中 使用程序計(jì)數(shù)器 PC來指示指令在內(nèi)存中的地址 。 25 指令的功能分類 1 算術(shù)與邏輯運(yùn)算指令 加、減、乘、除、變符號 等算術(shù)運(yùn)算 與、或、非、異或 等邏輯運(yùn)算 移位操作指令 算術(shù)移位（一般只右移）、邏輯移位、循環(huán)移位 數(shù)據(jù)傳送指令 通用寄存器之間傳送 通用寄存器與主存儲器存儲單元之間傳送 主存儲器不同存儲單元之間傳送 輸入輸出指令 通用寄存器與輸入輸出設(shè)備（接口）之間傳送 26 指令的功能分類 2 轉(zhuǎn)移指令 變動程序中指令執(zhí)行次序的指令，分為無條件轉(zhuǎn)移指令和條件轉(zhuǎn)移指令 子程序調(diào)用與返回指令 子程序調(diào)用與返回指令要配合使用，子程序的最后一條指令一定是返回指令，執(zhí)行結(jié)束后返回主程序斷點(diǎn) 堆棧操作指令 堆棧（ stack）是由若干個(gè)連續(xù)存儲單元組成的先進(jìn)后出的存儲區(qū)，有壓入（即進(jìn)棧）和彈出（即退棧）操作 其他指令 置條件碼指令、開中斷指令、關(guān)中斷指令 停機(jī)指令、空操作指令、特權(quán)指令 27 尋址方式 什么叫尋址方式？ 尋址方式 （又稱編址方式）指的是確定本條指令的操作數(shù)地址及下一條要執(zhí)行的指令地址的方法。分別用三地址、二地址、一地址結(jié)構(gòu)的指令實(shí)現(xiàn) （ X） +（ Y） 》 Z 的程序段，并分析比較， 見下圖： 指令格式 程序 特點(diǎn) 一地址結(jié)構(gòu) ADD X， Y， Z 只需一條指令，但指令長度較長 二地址結(jié)構(gòu) MOV Z， Y ADD Z， X 需兩條指令，但指令長度變短 三地址結(jié)構(gòu) LOAD X ADD Y STORE Z 需三條指令，指令長度最短 20 操作數(shù)類型與數(shù)據(jù)存儲方式 (1) 操作數(shù)類型 地址 數(shù)字 字符 邏輯數(shù) 無符號整數(shù) 定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、二 _十進(jìn)制數(shù) ASCII 邏輯運(yùn)算， bit (2) 數(shù)據(jù)在存儲器中的存放方式 字地址 為 低字節(jié) 地址 Intel 字地址 為 高字節(jié) 地址 Motorola 3 7 6 2 1 5 4 0 字地址 0 4 低字節(jié) 0 4 5 1 2 6 7 3 字地址 0 4 低字節(jié) 21 存儲器中的數(shù)據(jù)存放 (存儲字長為 32 位 ) 地址 (十進(jìn)制 ) 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 雙字 雙字（地址 32） 雙字 雙字（地址 24） 半字（地址 20） 半字（地址 22） 半字（地址 16） 半字（地址 18） 字節(jié) (地址 8) 字節(jié) (地址 9) 字節(jié) (地址 10) 字節(jié) (地址 11) 字（地址 4） 字（地址 0） 字節(jié) (地址 14) 字節(jié) (地址 15) 字節(jié) (地址 13) 字節(jié) (地址 12) 邊界對準(zhǔn) ? ? ? ? √ √ 22 指令 是用戶使用計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行的最小的功能單元： ① 用于設(shè)計(jì)程序 , ② 指令是由多個(gè)二進(jìn)制位組成的數(shù)串 , ③ 計(jì)算機(jī)硬件可直接識別和執(zhí)行。 操作數(shù)存放在外設(shè)中，地址碼 A為其地址信息。 操作碼 地址碼 15~ 12 11~ 8 7 ~ 4 3 ~ 0 0000 X Y Z 1110 X Y Z ... ... ... ... 1111 0000 Y Z 1111 1110 Y Z ... ... ... ... 三地址指令 15條 二地址指令 15條 1111 1111 0000 Z 1111 1111 1110 Z ... ... ... ... 一地址指令 15條 1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 1111 ... ... ... ... 零地址指令 16條 15 前面介紹的操作碼擴(kuò)展方案中，每次擴(kuò)展 4位并僅保留了 一個(gè)編碼 用于接下來的擴(kuò)展過程，當(dāng)每次擴(kuò)展的位數(shù)和保留的位數(shù)變化時(shí)，后面可擴(kuò)展的指令條數(shù)就可以變化。 由于這種格式可有效地壓縮操作碼的平均長度，在字長較短的微機(jī)中被廣泛采用。 這種格式便于硬件設(shè)計(jì)，指令譯碼時(shí)間短，廣泛應(yīng)用于字長較長的、大中型計(jì)算機(jī)和超級小型計(jì)算機(jī)以及 RISC（ Reduced Instruction Set Computer）中。 地址碼長度決定了指令直接尋址能力，若為 n位，則給出的 n位直接地址尋址 2n字節(jié)。一條指令存放在地址連續(xù)的存儲單元中。 10 指令字長與機(jī)器字長的關(guān)系 機(jī)器字長 是指計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它與計(jì)算機(jī)的功能和用途有很大的關(guān)系，是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。 位數(shù)反映了機(jī)器的操作種類，也即機(jī)器允許的指令條數(shù)，如果操作碼有 n位二進(jìn)制數(shù) ,則最多可表示2n種指令。 位數(shù)越多，所能表示的操作信息和地址信息也就越多，使指令功能豐富。 STR ADDRA, A。 RISC架構(gòu)只支持簡單寄存器乘法指令 MUL A, B 。 融合趨勢 ： CISC和 RISC融合的趨勢 7 CISC指令和 RISC指令舉例 CISC架構(gòu)乘法指令： MUL ADDRA, ADDRB 可以將內(nèi)存地址為 ADDRA和 ADDRB中的數(shù)相乘并將結(jié)果儲存在 ADDRA中。 約翰 .科克 ( John Cocke ) 提出了著名的? 20%80%定律? (即只有 20%簡單的指令是經(jīng)常使用的 , 而其余 80%的復(fù)雜指令卻很少使用 ), 這是 RISC技術(shù)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。其核心思想是：為了提高效率 ,讓硬件做更多的事情。依賴編譯器但效率很高。 規(guī)整性 :指令和數(shù)據(jù)的使用規(guī)則統(tǒng)一簡單，易學(xué)易記 高效性 :占內(nèi)存少 ,運(yùn)行省時(shí)。 指令系統(tǒng)概述 3 匯編語言層 操作系統(tǒng)層 指令系統(tǒng)層 微體系結(jié)構(gòu)層 數(shù)字邏輯層 高級語言層 應(yīng)用層 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 指令系統(tǒng)層 處在硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)之間，是硬、軟件之間的接口部分。計(jì)算機(jī)組成原理 第 5章 指令、指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì) 2 指令： 是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的最小的功能單元，是指揮計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行的命令，是由二進(jìn)制位組成的位串，是計(jì)算機(jī)硬件可以直接識別和執(zhí)行的一個(gè)信息體。多條指令可以組成一個(gè)程序，完成一項(xiàng)預(yù)期的