【正文】 先利用十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示機(jī)器語(yǔ)言指令，然后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制機(jī)器指令。從表 3條機(jī)器語(yǔ)言指令： LDR指令在第 3字段（ opcond）用操作碼 24確定?；导拇嫫?3指定在第 4字段（ Rn），目的寄存器 5指定在第 6字段（ Rd），選擇 A[30]（ 120＝30 4）的 offset字段放在最后一個(gè)字段（ offset12）。 ADD指令在第 4字段（ opcode）用操作碼 4確定。 3個(gè)寄存器操作（ 5和 5）分別被指定在第 8字段。 STR指令在第 3字段用操作碼 25確定，其余部分與 LDR指令相同。 58 尋址方式舉例 Pentium的尋址方式 CAI 59 尋址方式舉例 方式 算法 立即 作數(shù) =A 寄存器 LA=R 偏移量 LA=(SR)+A 基址 LA=(SR)+(B) 基址帶偏移量 LA=(SR)+(B)+A 比例變址帶偏移量 LA=(SR)+(I) S+A 基址帶變址和偏移量 LA=(SR)+(B)+(I)+A 基址帶比例變址和偏移量 LA=(SR)+(B)+(I) S+A 相對(duì) LA=(PC)+A Pentium的尋址方式 60 尋址方式舉例 [例 4] 一種二地址 RS型指令的結(jié)構(gòu)如下： 6位 4位 1位 2位 16位 OP 通用寄存器 I X 偏移量 D 其中 I為間接尋址標(biāo)志位， X為尋址模式字段， D為偏移量字段。通過(guò) I， X， D的組合，可構(gòu)成如下尋址方式： 請(qǐng)寫(xiě)出 6種尋址方式的名稱。 61 尋址方式舉例 [例 5] 將 ARM匯編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言。已知 5條 ARM指令格式譯碼如下表所示： 設(shè) r3寄存器中保存數(shù)組 A的基址， h放在寄存器 r2中。 C語(yǔ)言程序語(yǔ)句 A[30]=h+A[30] 可編譯成如下 3條匯編語(yǔ)言指令： LDR r5,[r3,120] 。寄存器 r5中獲得 A[30] ADD r5,r2,r5 。寄存器 r5中獲得 h+A[30] STR r5,[r3,120] 。將 h+A[30]存入到 A[30] 請(qǐng)問(wèn)這 3條匯編語(yǔ)言指令的機(jī)器語(yǔ)言是什么？ 62 典型指令 指令的分類 基本指令系統(tǒng)的操作 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng) 63 指令的分類 ? 數(shù)據(jù)傳送類指令 ? 一般傳送指令： MOV AX， BX ? 數(shù)據(jù)交換指令： XCHG ? 堆棧操作指令： PUSH， POP ? 運(yùn)算類指令 ? 算術(shù)運(yùn)算指令： 加、減、乘、除以及加 減 比較 ? 邏輯運(yùn)算指令： ? 移位指令 ? 程序控制類指令 ? 程序控制類指令用于控制程序的執(zhí)行方向，并使程序具有測(cè)試、分析與判斷的能力。 ? 輸入和輸出指令、字符串處理指令、特權(quán)指令、其他指令 64 基本指令系統(tǒng)的操作 ? 20%和 80%規(guī)律： CISC中大約有 20%的指令使用頻率高，占據(jù)了80%的處理機(jī)時(shí)間，而有 80%的不常用指令只占用處理機(jī)的 20%時(shí)間。 ? VLSI技術(shù)發(fā)展引起的問(wèn)題 ? VLSI工藝要求規(guī)整性，而大量復(fù)雜指令控制邏輯極其不規(guī)整，給 VLSI工藝造成了很大的困難。 ? 現(xiàn)在用微程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜指令與用簡(jiǎn)單指令組成的子程序相比，沒(méi)有多大的區(qū)別。因?yàn)楝F(xiàn)在控制存儲(chǔ)器和主存的速度差縮小。 ? CISC中，通過(guò)增強(qiáng)指令系統(tǒng)的功能，簡(jiǎn)化了軟件，增加了硬件的復(fù)雜程度。然而指令復(fù)雜了，指令的執(zhí)行時(shí)間必然加長(zhǎng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間反而增加，因而在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軟硬件的功能分配必須恰當(dāng) 65 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng) ? 特點(diǎn)（采用流水線技術(shù)） ? 簡(jiǎn)單而統(tǒng)一格式的指令譯碼； ? 大部分指令可以單周期執(zhí)行 ? 只有 LOAD/STORE可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器 ? 簡(jiǎn)單的尋址方式 ? 采用延遲轉(zhuǎn)移技術(shù) ? 采用 LOAD延遲技術(shù) ? 三地址指令格式 ? 較多的寄存器 ? 對(duì)稱的指令格式 返回 66 ARM匯編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言 是計(jì)算機(jī)機(jī)器語(yǔ)言（二進(jìn)制指令代碼）進(jìn)行符號(hào)化的一種表示方法，每一個(gè)基本匯編語(yǔ)句對(duì)應(yīng)一條機(jī)器指令。 表 ARM的匯編語(yǔ)言。其中操作數(shù)使用 16個(gè)寄存器（ r0 , r1～ r12 , sp , Ir , pc） ,230個(gè)存儲(chǔ)字（字節(jié)編址，連續(xù)的字的地址間相差 4）。 返回 CAI CAI 表 (上) 表 (下) 67 ARM匯編語(yǔ)言 在進(jìn)行匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)時(shí)，可直接使用英文單詞或其縮寫(xiě)表示指令，使用標(biāo)識(shí)表示數(shù)據(jù)或地址，從而有效地避免了記憶二進(jìn)制的指令代碼。 不用由程序設(shè)計(jì)人員對(duì)指令和數(shù)據(jù)分配內(nèi)存地址，直接調(diào)用操作系統(tǒng)的某些程序段完成輸入輸出。 用編輯程序建立好的匯編語(yǔ)言源程序，需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)軟件中的 “匯編器 ”翻譯為機(jī)器語(yǔ)言程序之后，才能交付給計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)去執(zhí)行。 返回 68 本 章 小 結(jié) 一臺(tái)計(jì)算機(jī)中所有機(jī)器指令的集合，稱為這臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的重要因素，它的格式與功能不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也影響到系統(tǒng)軟件。指令格式是指令字用二進(jìn)制代碼表示的結(jié)構(gòu)形式，通常由操作碼字段和地址碼字段組成。 返回 69 本 章 小 結(jié) 操作碼字段表征指令的操作特性與功能，而地址碼字段指示操作數(shù)的地址。目前多采用二地址、單地址、零地址混合方式的指令格式。指令字長(zhǎng)度分為：?jiǎn)巫珠L(zhǎng)、半字長(zhǎng)、雙字長(zhǎng)三種形式。高檔微機(jī)采用 32位長(zhǎng)度的單字長(zhǎng)形式。 返回 70 本 章 小 結(jié) 形成指令地址的方式，稱為指令尋址方式。有順序?qū)ぶ泛吞S尋址兩種，由指令計(jì)數(shù)器來(lái)跟蹤。形成操作數(shù)地址的方式，稱為數(shù)據(jù)尋址方式。操作數(shù)可放在專用寄存器、通用寄存器、內(nèi)存和指令中。數(shù)據(jù)尋址方式有隱含尋址、立即尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、相對(duì)尋址、基值尋址、變址尋址、塊尋址、段尋址等多種。按操作數(shù)的物理位置不同，有 RR型和 RS型。前者比后者執(zhí)行的速度快。 返回 71 本 章 小 結(jié) 按結(jié)構(gòu)不同，分為寄存器堆棧和存儲(chǔ)器堆棧。不同機(jī)器有不同的指令系統(tǒng)。一個(gè)較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算類指令、程序控制類指令、I/O類指令、字符串類指令、系統(tǒng)控制類指令。RISC指令系統(tǒng)是目前計(jì)算機(jī)發(fā)展的主流，也是CISC指令系統(tǒng)的改進(jìn)，它的最大特點(diǎn)是：①指令條數(shù)少；②指令長(zhǎng)度固定，指令格式和尋址方式種類少；③只有取數(shù) /存數(shù)指令訪問(wèn)存儲(chǔ)器，其余指令的操作均在寄存器之間進(jìn)行。 返回 72 本 章 小 結(jié) 匯編語(yǔ)言與具體機(jī)器的依賴性很強(qiáng)。為了解該語(yǔ)言 的特點(diǎn)，列出了目前流行的嵌入式處理機(jī) ARM的匯 編語(yǔ)言。 返回