第四章指令系統(tǒng)-預(yù)覽頁
【正文】 又如 ADD (R0)， R1表示將 R0寄存器的內(nèi)容作為地址，到內(nèi)存中取出該地址所指向的單元內(nèi)容作為源點(diǎn)操作數(shù)，和作為終點(diǎn)操作數(shù)的 R1寄存器的內(nèi)容相加以后，將結(jié)果存入 R1寄存器中。例如： ADD X Y Z 含義為 （ X） +（ Y） ?Z 即 X單元內(nèi)容加上 Y單元內(nèi)容，結(jié)果送 Z單元中。 （ 1）含義： ADD X Y Z W A、（ X） +（ Y） → Z B、（ W） → 下一條指令地址 （ 2）特點(diǎn)： A、直觀明了； B、程序執(zhí)行的流向明確； C、操作數(shù)和結(jié)果可以分散在內(nèi)存各處。 ? 二地址，三地址、四地址指令，具有功能強(qiáng)，編程方便等特點(diǎn)，多為字長較長的大、中型機(jī)所采用。 指令格式 指令的格式 六、 指令格式 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 指令字長要短，以得到時間和空間上的優(yōu)勢。 指令格式的設(shè)計(jì)還與如何選定指令中操作數(shù)地址的位數(shù)有關(guān)。 （存儲器分辯率：指存儲器能被區(qū)分、識別與操作的精細(xì)程度） 注： 1KB=1024=210字節(jié)； 64KB=216字節(jié) 若取存儲單元為一字節(jié)長，要 16根地址線尋址； 若存儲單元長度為 32位長（四字節(jié)長） （ 216 /4） ，要 14根地址線尋址 167。 指令格式 [(24K) 26X] 26=L 留給單地址的擴(kuò)展窗口 留給無地址的擴(kuò)展窗口 (2 X= (24K) 26 L 26 上述三類指令各自允許的最大指令條數(shù) 為： 雙操作數(shù)： 241 單操作數(shù)： 15 261 （假設(shè)雙操作數(shù)指令僅1條，為無操作數(shù)指令留出 1個擴(kuò)展窗口） 無操作數(shù)： 14 212（假設(shè)雙操作數(shù)指令僅 1條，單操作數(shù)指令留出 1個擴(kuò)展窗口）。 從程序角度看 ， 尋址方式與匯編程序設(shè)計(jì) ， 高級語言的編譯程序設(shè)計(jì)的關(guān)系都極為密切 。 例如：在 IBMPC指令系統(tǒng)中 MOV AX， 100H 167。 尋址方式 寄存器尋址方式 操作數(shù) Ri OP 二、常用的尋址方式 直接尋址 （ 1） 含義：地址字段直接指明操作數(shù)在存儲器內(nèi)的位置的尋址方法。 尋址方式 二、常用的尋址方式 寄存器間接尋址方式 （ 1）含義：指令字中地址碼字段給出的是某一個通用寄存器的編號，在被指定的寄存器中存放的是操作數(shù)的有效地址，操作數(shù)存放在內(nèi)存單元中。 對程序編制能帶來較大的 靈活性 表現(xiàn)在： (I)間接尋址方式的指令可以訪問大的存儲空間，擴(kuò)大了指令的尋址能力。 尋址方式 二、常用的尋址方式 間接尋址方式 （ 3）間接尋址可分為一級間接尋址和多級間接尋址。RX 的內(nèi)容為變址值。 尋址方式 20 例如：在 IBMPC指令系統(tǒng)中 MOV AX， COUNT[SI] 二、常用的尋址方式 基址尋址方式 (1)將 基址寄存器 Rb的內(nèi)容與 位移量 D相加 ， 形成 操作數(shù)有效地址 ： EA=(Rb)+D 基址寄存器的內(nèi)容稱為基址值，指令的地址碼字段是一個位移量，位移量可正可負(fù)。 變址： 變址值 （ 小 ） +形式地址 （ 大 ） =有效地址 基址：基址值 （ 大 ） +形式地址 （ 小 ） =有效地址 ? 基址寄存器的內(nèi)容 不由用戶確定 ， 而由 操作系統(tǒng) 確定 ， 一般是在把用戶程序的邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)榇尜A器的物理地址時用 ， 而 變址寄存器的值由用戶確定 ， 且可隨意改變 。 相對尋址方式的特點(diǎn)： 操作數(shù)的地址不是固定的，它隨著 PC值的變化而變化，并且與指令地址之間總是相差一個固定值 D。 167。 ⑶ 頁寄存器尋址： 頁面地址取自頁寄存器，與形式地址相拼接形成操作數(shù)有效地址： EA=(頁寄存器 )∥A 二、常用的尋址方式 復(fù)合尋址方式： （ A） 變址間址尋址方式 :其含義是先將變址寄存器的內(nèi)容 IX和形式地址 D相加得到 （ IX） +D ，然后再作間接尋址，得到操作數(shù)的有效地址。 堆棧操作指令是一種特殊的數(shù)據(jù)傳送指令。 邏輯運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算主要是對布爾變量的運(yùn)算。 167。 （ 2）轉(zhuǎn)子與返回指令： 子程序是一組可以共享的指令序列，可被主程序調(diào)用執(zhí)行。 （ 3）程序中斷指令：中斷一般是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或特殊請求時隨機(jī)產(chǎn)生的。 五、輸入 /輸出類指令 這是用來處理機(jī)與外部設(shè)備之間進(jìn)行通信的一類指令。 指令類型 六、字符串處理指令 非數(shù)值處理能力； 字符串處理指令一般包括字符串傳送、比較、查詢、轉(zhuǎn)換等指令。它主要用于系統(tǒng)資源的分配和管理，包括改變系統(tǒng)的工作方式、檢測用戶的訪問權(quán)限、修改虛擬存儲器管理的段表、頁表和完成任務(wù)的創(chuàng)建和切換等。 選用使用頻率最高的少數(shù)指令，盡量使所有的簡單指令在一個機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行完，采用大量的寄存器、高速緩沖存儲器等技術(shù)，通過優(yōu)化編譯程序，提高處理速度。 舉例 例 2： 某機(jī)采用 三地址 格式指令 ， 試問完成一條加法指令共需訪問幾次存貯器 ？ 若該機(jī)指令系統(tǒng)共能完成 60種不同的操作 ， 且 MAR為 10位 ， 試確定該機(jī)器的指令格式 。 23=200 若二地址僅 7條，則多出 ： 11 111 000～ 111共 8條 ∴ 單地址最多可有 200條 舉例 最多可有 192條 練習(xí)： 某計(jì)算機(jī)字長 16位，地址碼是 6位，指令有無地址、一地址和二地址三種格式，設(shè)有 N條二地址指令，無地址指令 M條，試問一地址指令最多有多少條？ 舉例 解： 設(shè)一地址指令有 X條 二地址指令：最多可有 24條 ,實(shí)際有 N條 一地址指令：最多可有（ 24N)* 26條，實(shí)際有 X條 無地址指令：最多可有（（ 24N)* 26 –X） *26條，實(shí)際有 M條 故可列等式： （（ 24N） *26X） *26=M 解得： X=（ 24N） *26M*26 4 6 6
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