【正文】 000B 寄存器直接 Rn 操作數(shù) =(Rn) 001B 寄存器間接 (Rn) 操作數(shù) =((Rn)) 010B 寄存器間接、自增 (Rn)+ 操作數(shù) =((Rn)) (Rn)+1) (Rn) 011B 相對 D(Rn) 轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址 = (PC)+(Rn) 注： (X)表示存儲地址 X或寄存器 X的內(nèi)容 請回答下列問題： (1)、該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？該計(jì)算機(jī)最多有多少個(gè)通用寄存器？存儲器地址寄存器(MAR)和存儲器數(shù)據(jù)寄存器 (MDR)至少各需多少位？ (2)、轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址范圍是多少？ (3)、若操作碼 0010B表示加法操作 (助記符為 add)，寄存器 R4和 R5的編號分別為 100B和 101B， R4的內(nèi)容為 1234H， R5的內(nèi)容為5678H，地址 1234H中的內(nèi)容為 5678H，地址5678H中的內(nèi)容為 1234H，則匯編語言為add(R4)， (R5)+ (逗號前為源操作數(shù)，逗號后為目的操作數(shù) )對應(yīng)的機(jī)器碼是什么 (用十六進(jìn)制表示 )？該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲單元的內(nèi)容會改變？改變后的內(nèi)容是什么？ （ 1） OP4位，最多可有 16條指令 寄存器編號 3位，最多有 8個(gè)通用寄存器 按字編址，容量 64K字， MAR至少需要16位， 字長 16位， MDR也至少 16位 （ 2）轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址范圍 64K （ 3） add (R4),(R5)+對應(yīng)的機(jī)器碼為： 0010 001 100 010 101B=2315H (R5)=5679H (5678)=5678+1234=68ACH 44（ 09）某計(jì)算機(jī)字長 16位，采用 16位定長指令字結(jié)構(gòu)，部分?jǐn)?shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)如圖所示 圖中所有控制信號為 1時(shí)表示有效，為 0時(shí)表示無效，如 MDRinE為 1表示允許數(shù)據(jù)從 DB打入MDR， MDRin為 1表示允許數(shù)據(jù)從內(nèi)總線打入MDR，假設(shè) MAR的輸出一直處于使能狀態(tài)。i++) a[i]=0 訪問 a[i] UltraSPARC Ⅲ 的尋址方式 LOAD、 STORE：變址尋址，計(jì)算 2個(gè)寄存器的和作為間接地址 8051的尋址方式 5種基本尋址方式： 隱式使用累加器模式 寄存器尋址 直接尋址 寄存器間接尋址 立即尋址 特殊的尋址方式 尋址方式比較 例： 某計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)有寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、和相對尋址等尋址方式，設(shè)當(dāng)前指令的地址碼部分為 0002H，正在執(zhí)行的指令所在地址為 1000H，如下所示 1000H 寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址所使用的寄存器的內(nèi)容為 0003H，問 （ 1）當(dāng)執(zhí)行取數(shù)指令時(shí)，如為寄存器間接尋址方式，操作數(shù)地址是多少？ 如為變址尋址方式，操作數(shù)地址是多少？ OP 0002H （ 2）當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，轉(zhuǎn)移地址又是多少？1003H 例： 設(shè)（ R）＝ 1000H，（ 1000H）＝ 2022H，（ 2022H）＝ 3000H，（ Rx）＝ 1000H，指令中地址字段的內(nèi)容為 1000H，問在以下尋址方式下訪問到的操作數(shù)的值是什么？ 1）寄存器間接尋址 2）變址尋址 3）間接尋 已知存儲器的值如下： 地址 內(nèi)容 10H 20H 20H 30H 30H 40H 40H 50H 50H 60H 給出下面每條指令的執(zhí)行結(jié)果。若轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2022H，相對位移量字段的內(nèi)容為 06H，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)移后的目標(biāo)地址是： A 2022H B 2022H C 2022H D 2022H (R)+ (R) 一個(gè)簡單的三 地址計(jì)算 機(jī)的指令格式設(shè)計(jì) （正交性） 從軟件的觀點(diǎn)來看，指令和地址應(yīng)該是有規(guī)律的結(jié)構(gòu) 一個(gè)簡單的二地址計(jì)算機(jī)的指令格式設(shè)計(jì) Pentium 4 的尋址方式 Pentium 4 的 32位尋址方式 . M[x] 表示 x 處的內(nèi)存字 for (i=0。 ? LOOP: MOV R4,(R2+R5) AND R4,(R2+R6) MOV R4,A(R2)的一種可能的表示法 中綴表達(dá)式： x+y 后綴表達(dá)式（逆波蘭表達(dá)式） :xy+ 中綴表達(dá)式及其相應(yīng)的逆波蘭表達(dá)式的一些例子 ? (8+2*5)/(1+3*24) ? 825*+132*+4_/ 使用棧對逆波蘭表達(dá)式求值 轉(zhuǎn)移指令的尋址方式 轉(zhuǎn)移指令和過程調(diào)用指令也需要尋址方 式來指定目標(biāo)地址 前面討論的直接尋址、寄存器間接尋址 、變址尋址都可用于轉(zhuǎn)移指令，但常用的是 PC相對尋址 :指令中帶符號的偏移量加到 PC 得到目標(biāo)地址（變址尋址） 16(09) 某機(jī)器字長 16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對位移量字段。 計(jì)算數(shù)組元素之和的一段普通匯編程序 變址尋址 A(R) 操作數(shù)的有效地址等于變址寄存器（顯式 或隱式）的內(nèi)容與指令中的形式地址（偏移量 ）之和。 寄存器尋址 R 指令的地址字段給出寄存器號（寄存器 地址），操作數(shù)在指定的寄存器中。在這種方式中由指令直接給出操作數(shù)，又稱為立即數(shù)。轉(zhuǎn)移地址的形成和操作數(shù)地址相同。通常有兩種方法： 順序?qū)ぶ罚?PC增量的方式自動形成下一條指令的地址。 Pentium 4 的指令格式 Pentium 4指令格式 UltraSPARC Ⅲ 的指令格式 最初的 SPARC指令格式 8051 的指令格式 8051指令格式 尋址方式 １ .有效地址的概念 形式地址：指令中地址字段內(nèi)容 有效地址：主存地址或寄存器編號 2．?dāng)?shù)據(jù)尋址和指令尋址 數(shù)據(jù)尋址是指獲得操作數(shù)的有效地址的方法。 2）通過給常用的指令分配較短的操作碼，不常用的指令分配較長的操作碼來使 平均指令長度達(dá)到最小。 例：設(shè)機(jī)器指令字長 16位，指令中地址字段的長度 4位，如果指令系統(tǒng)中已有 11條三地址指令， 72條二地址指令和 64條零地址指令，問最多能規(guī)定多少一地址指令？ 例：某指令系統(tǒng)指令字長 16位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼長 6位，指令分為無操作數(shù)、單操作數(shù)和雙操作數(shù)三類。 8 8 8 8 32 32 32 32 0 1 2 2321 0 1 2 2301 定長操作碼：作碼長度一致，位于指令 的固定字段） 擴(kuò)展操作碼：操作碼和地址碼之間如何 平衡 opcode address k n 2k 2n 擴(kuò)展操作碼 使用 4位操作碼和三個(gè) 4位地址字段的指令 共允許 15條三地址指令、14條 2地址指令 、 31條 1地址指令和 16條零地址指令的擴(kuò)展操作碼方式。 R越小，單位時(shí)間傳送的指令 條數(shù)越多（執(zhí)行指令的上限） 缺點(diǎn)：譯碼和重疊執(zhí)行變得困難 n位操作碼，計(jì)算機(jī)最多可以有 種操作。 1 0 31 2 6 22 104127 221 0 31 2 7 22 1 0 41 2 8 22例 0011 0111, 0010 1000…. 輔助進(jìn)位位（第 3位的進(jìn)位） 5． 2． 2 非數(shù)值數(shù)據(jù)類型 字符類型 ： :ASCII 、 UNICODE 字符串 :(連續(xù)的字符流 ),拷貝、搜索、編輯等 布爾值 : 位圖 : 指針 :一個(gè)機(jī)器地址 Pentium 4的數(shù)據(jù)類型 Pentium 4的數(shù)值數(shù)據(jù)類型 （ 表示支持該類型） UltraSPARC Ⅲ 的數(shù)據(jù)類型 UltraSPARC III的數(shù)值數(shù)據(jù)類型 ( 表示支持該類型 ) 8051的數(shù)據(jù)類型 8051的數(shù)值數(shù)據(jù)類型 （ 表示支持該類型） 基本指令格式 操作碼 地址碼 指令長度 1. 指令長度 短指令優(yōu)于長指令 (1) 需要存儲空間少 (2) 減少指令長度可以快速處理 內(nèi)存帶寬：每秒能夠讀寫多少位。 13(11)、 float型數(shù)據(jù)通常用 IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示。 (I) i==(int)(float)i //經(jīng)過兩次類型轉(zhuǎn)換后相同 ，結(jié)果為真。 2E－ 127（ ） =(1)s 2E127 （ 1＋ f）。此時(shí)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)為 （ f 為尾數(shù)， 1為隱含位）。由于該位為1，不需要存儲，在運(yùn)算時(shí)，自動加上該位參加運(yùn)算。 典 型 數(shù) 據(jù) 機(jī) 器 數(shù) 形 式 （ 從左到右依次為數(shù)符 、階符 、 l位階碼 、 n位尾數(shù) ） 真 值 最大正數(shù) 最小 正數(shù) (非規(guī)格化 ) 最小 正數(shù) (規(guī)格化 ) 最大 負(fù)數(shù) (非規(guī)格化 ) 最大 負(fù)數(shù) (規(guī)格化 ) 最小負(fù)數(shù) 0 0 11…1 11…11 0 1 11…1 00…01 0 1 11…1 10…00 1 1 11…1 00…01 1 1 11…1 10…00 1 0 11…1 11…11 212 (1 2 )l n????( 2 1)22l n? ? ??( 2 1) 122l? ? ??( 2 1 )22l n? ? ???( 2 1) 122l? ? ???212 (1 2 )l n??? ? ?階碼和尾數(shù)均采用原碼表示 ★ 表示范圍 ： 例：已知 16位的浮點(diǎn)數(shù)格式如下：數(shù)符 1位，階碼 4位 (移碼表示 )，尾數(shù) 11位 (原碼表示 )，基值為 2，計(jì)算此規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的下列真值： 最大正數(shù) 最小正數(shù) 最大負(fù)數(shù) 最小負(fù)數(shù) 浮點(diǎn)數(shù)階碼的位數(shù)決定數(shù)的表示范圍，尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度。 ∴ 浮點(diǎn)數(shù)用一對定點(diǎn)數(shù)（階碼 (整數(shù)、補(bǔ)或移碼 )和尾數(shù)（小數(shù)（原或補(bǔ)碼））表示，基值（數(shù)）隱含。 (Radix)是階碼的底，又稱為尾數(shù)的基值。當(dāng) x = 127,y = 9 時(shí)，執(zhí)行賦值語句 z = x+y 后，x,y 和 z 的值分別是 A． x = 0000007FH, y = FFF9H, z = 00000076H B． x = 0000007FH, y = FFF9H, z = FFFF0076H C． x = 0000007FH, y = FFF7H, z = FFFF0076H D． x = 0000007FH, y = FFF7H, z = 00000076H [x]補(bǔ) 0000007FH [Y]補(bǔ) FFF7H 0000007FH+FFFFFFF7H=00000076H 13(10).假定有 4個(gè)整數(shù)用 8位補(bǔ)碼分別表示r1=FEH， r2=F2H， r3=90H， r4=F8H，若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè) 8位寄存器中，則下列運(yùn)算會發(fā)生溢出的是 () x r2 B. r2 x r3 C. r1 x r4 D. r2 x r4 三、數(shù)的小數(shù)點(diǎn)表示 定點(diǎn)數(shù)（整數(shù)） 浮點(diǎn)數(shù) 定點(diǎn)數(shù)的表示范圍 （假設(shè)計(jì)算機(jī)字長為n+1位）