【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1101 I6 11110 1110 I7 11111 1111 例子中 1235編碼法碼長(zhǎng)平均值 L = 1 + 2 + 3 + 5 + 5 + 5 + 5 = 與哈夫曼編碼法相比，信息冗余量： R = ()/ = % 例子中 24編碼法碼長(zhǎng)平均值 L = 2 + 2 + 2 + 4 + 4 + 4 + 4 = 與哈夫曼編碼法相比，信息冗余量： R = ()/ = % 設(shè)某機(jī)型需設(shè)計(jì) 100條指令。試確定以下兩種操作碼設(shè)計(jì)方案的操作碼長(zhǎng)度。 1)采用定長(zhǎng)操作碼格式。 2)采用擴(kuò)展操作碼法。 (設(shè) 10℅ 的指令使用頻度為 90℅) 思考： 三、尋址方式 尋址方式： 指的是確定本條指令的數(shù)據(jù)地址及 下一條要執(zhí)行的指令地址的方法。 不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用數(shù)目和功能不同的尋址方式，其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度和運(yùn)行性能也各不相同。 指令尋址 順序 ( PC ) + 1 PC 跳躍 由轉(zhuǎn)移指令指出 LDA 1000 ADD 1001 DEC 1200 JMP 7 LDA 2022 SUB 2022 INC STA 2500 LDA 1100 ... 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PC +1 指令地址尋址方式 指令地址 指令 順序?qū)ぶ? 順序?qū)ぶ? 順序?qū)ぶ? 跳躍尋址 順序?qū)ぶ? 數(shù)據(jù)尋址 約定 指令字長(zhǎng) = 存儲(chǔ)字長(zhǎng) = 機(jī)器字長(zhǎng) 形式地址 A 操作碼 尋址特征 通常需要在指令中為每一個(gè)操作數(shù)專設(shè)一個(gè)地址字段，用來(lái)表示數(shù)據(jù)的來(lái)源或去向的地址。 在指令中給出的操作數(shù)的地址被稱為形式地址，使用形式地址信息并按一定的規(guī)則計(jì)算出來(lái)的一個(gè)數(shù)值才是數(shù)據(jù)（或指令）的實(shí)際地址。 運(yùn)算器中寄存器的編號(hào)或?qū)Ｓ眉拇嫫髅Q（編號(hào)） 輸入 /輸出指令中 I/O 設(shè)備的輸入輸出端口地址 內(nèi)存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)單元 (或一 I/O設(shè)備 )的地址 在指令的操作數(shù)地址字段，可能要指出： 在計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)中，會(huì)有多種 基本尋址方式 和某些 復(fù)合尋址方式 ,簡(jiǎn)介如下 : 1)直接尋址 在指令的地址碼字段直接給出所需的操作數(shù)(或指令 )在存儲(chǔ)器中的地址。 存儲(chǔ)器地址為操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的地址?；蜣D(zhuǎn)移指令等用到的指令地址。 內(nèi)存儲(chǔ)器 操作數(shù) 操作碼 存儲(chǔ)器地址 … 例： MOV R1， [0800] 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 操作碼 0001 不用 特點(diǎn)是什么？ 簡(jiǎn)單直觀，執(zhí)行速度快。 編程不靈活，訪問(wèn)空間有限。 2)寄存器尋址 操作碼 寄存器編號(hào) … 例如： 0000110010001001 SUB R8， R9 0111010000110000 INC R3 指令地址碼字段給出某一通用寄存器的編號(hào) (地址 )，且 所需的操作數(shù)就在這個(gè)寄存器中，這就是 寄存器尋址方式。 ? 執(zhí)行階段不訪存，只訪問(wèn)寄存器，執(zhí)行速度快。 ? 寄存器個(gè)數(shù)有限，可縮短指令字長(zhǎng)。 3)間接尋址方式 若寄存器中存放的是操作數(shù)在內(nèi)存中所在單元的地址， 這就是 寄存器間接尋址方式。 寄存器 的 間接尋址 方式 ＯＰ Reg No … 寄存器間接尋址示意圖 ＯＰ 0101 … 0000 0000 0000 0111 R5 0 0 0 7 H 操作數(shù) … … … 0007 0006 0008 FFFF 0000 … … … (1)寄存器尋址與寄存器間接尋址的不同點(diǎn) 操作數(shù)所在位置不同 指令執(zhí)行的速度不同 思考題 (2)設(shè)計(jì)寄存器間接尋址的必要性 可有效縮短指令的長(zhǎng)度 可方便程序處理的需要 器 的 間接尋址 方式 指令的地址碼字段給出的內(nèi)容既不是操作數(shù)，也不是操作數(shù)的地址，而是操作數(shù)（或指令）地址的地址，這被稱為存儲(chǔ)器間接尋址方式。 操作數(shù) Addr1 特點(diǎn)： 比直接尋址靈活，并且可用指令中的短地址訪問(wèn)大的內(nèi)存空間；取操作數(shù)需二次訪問(wèn)主存，降低了指令執(zhí)行的速度。 ＯＰ Addr … 4)基址尋址方式 在計(jì)算機(jī)中設(shè)置一個(gè)專用的基址寄存器，操作數(shù)（或指令）的地址通過(guò)基址寄存器的內(nèi)容和指令中的地址碼相加得到。 基址寄存器 加法器 操作數(shù) 存儲(chǔ)器 ＯＰ disp … 例： disp = 18H， [BS] = 5700H 則操作數(shù)地址 = 5718H 主要用于為程序或數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)區(qū)，對(duì)多道程序或浮動(dòng)程序很有用，解決了程序在存儲(chǔ)器中的定位和擴(kuò)大尋址空間等問(wèn)題。 5)變址尋址方式 操作數(shù)的地址由指定的變址寄存器（由 Reg指定）的內(nèi)容和指令中的地址碼（ Disp）相加得到。 通用寄存器 加法器 存儲(chǔ)器 操作數(shù) ＯＰ Reg Disp … 例： Disp=18H， Reg=5， R5)=5700H 則操作數(shù)地址 = 5718H 便于對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行處理，此方式是計(jì)算機(jī)中常用的一種尋址方式。 6)塊 (串 )尋址方式 為了對(duì)數(shù)組運(yùn)算提供更好的支持，采用該種尋址方式的指令中，要對(duì)整個(gè)數(shù)組實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)算，只需給出數(shù)組的首地址和末地址，這條指令執(zhí)行一次，可對(duì)數(shù)組的全部元素完成某種運(yùn)算操作。 此方式是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中廣泛采用的一種尋址方式。 7)隱含尋址方式 對(duì)于雙操作數(shù)指令，如果事先約定參與運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)固定存放在某個(gè)寄存器或某個(gè)存儲(chǔ)單元中。指令中不直接給出某個(gè)操作數(shù)的地址，被稱為隱含尋址方式。 ADD A 操作數(shù) 主存 尋址特征 A ACC 暫存 ALU 另一個(gè)操作數(shù) 隱含在 ACC 中 如 8086 MUL 指令 被乘數(shù)隱含在 AX（ 16位）或 AL（ 8位）中 MOVS 指令 源操作數(shù)的地址隱含在 SI 中 目的操作數(shù)的地址隱含在 DI 中 指令字中少了一個(gè)地址字段，可縮短指令字長(zhǎng)。 8)立即尋址方式 所需的一個(gè)操作數(shù)在指令的地址碼部分直接給出。 特點(diǎn)： 在取指令的同時(shí)取出了操作數(shù)，不必訪問(wèn)主存，提高了指令的執(zhí)行速度 。靈活性差。 ＯＰ Num … 操作數(shù) (或指令 )的地址由程序計(jì)數(shù)器 PC的內(nèi)容 (即當(dāng)前執(zhí)行指令的地址 )和指令的地址碼相加得到。 例如： disp = 48H (PC) = 5600H 則實(shí)際地址 = disp + (PC) = 5648H 主要用于轉(zhuǎn)移指令，對(duì)縮短指令長(zhǎng)度很有用。位移量可正可負(fù)，通常用補(bǔ)碼表示。 9)相對(duì)尋址方式 主存空間 2022 PC JMP +30 現(xiàn)行指令 JMP NEXT ADD AX， BX … … … 2022 2022 2031 PC在指令中不指定，是隱含的，所以可以縮短指令長(zhǎng)度。 例題：設(shè)相對(duì)轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)