【正文】 0 條單地址指令。 b. 變長(zhǎng)指令定長(zhǎng)操作碼 例： IBM360/370 指令的操作碼是 ８ 位的， 指令字為 16位、 32位、 48位。 雙字指令要用兩個(gè)指令字 , 此時(shí)第二個(gè)指令字的內(nèi)容可能是立即數(shù)、一個(gè)絕對(duì)地址或一個(gè)變址位移量。 H = ∑pi ? log2 pi n i=1 1 若采用３位固定長(zhǎng)度操作碼，信息冗余量： R = ( ) / 3 ≈ 35 % 其中： 為哈夫曼編碼法的理論值 模型機(jī)的指令操作碼哈夫曼編碼法 指令 Pi Huffman編碼 碼長(zhǎng) I1 0 1 I2 10 2 I3 110 3 I4 1110 4 I5 11110 5 I6 111110 6 I7 111111 6 L = X 1 + X 2 + X 3 + X 4 + X 5 + X 6 + X 6 = (位 ) 所以，平均碼長(zhǎng)接近理論值！ 信息冗余量： R = = % 35% 例：某計(jì)算機(jī)有 10條指令，它們的使用頻率分別為 : , , , , , , , , , 。 Huffman編碼通過采用 huffman樹進(jìn)行，如下所示： 0. 15 1. 00 0. 39 0. 19 0. 10 0. 06 0. 03 0. 31 0. 61 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 0. 07 0. 08 0. 09 0. 16 0. 20 0. 30 Huffman 樹結(jié)構(gòu) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Huffman編碼的結(jié)果以及各編碼的長(zhǎng)度如下所示： 11 01 101 001 1001 1000 0001 00001 000001 000000 2 2 3 3 4 4 4 5 6 6 平均代碼長(zhǎng)度為 (+) 2 +(+) 3 +(++) 4 + 5 +(+) 6 = 1 + + + + = 哈夫曼編碼的優(yōu)點(diǎn) : 平均長(zhǎng)度最短 信息冗余量最小 哈夫曼編碼的缺點(diǎn) : 操作碼種類多，譯碼復(fù)雜。試確定以下兩種操作碼設(shè)計(jì)方案的操作碼長(zhǎng)度。 2)采用擴(kuò)展操作碼法。 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。 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。 存儲(chǔ)器地址為操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的地址。 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。 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。 ? 寄存器個(gè)數(shù)有限，可縮短指令字長(zhǎng)。 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。 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）的地址通過基址寄存器的內(nèi)容和指令中的地址碼相加得到。 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。 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。 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。 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)。 特點(diǎn)： 在取指令的同時(shí)取出了操作數(shù)，不必訪問主存，提高了指令的執(zhí)行速度 。 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。位移量可正可負(fù)，通常用補(bǔ)碼表示。 例題：設(shè)相對(duì)轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是操作碼，其地址是 2022H，第二個(gè)字節(jié)是相對(duì)位移量，那么： (PC)=2022H (1)若第二個(gè)字節(jié)的內(nèi)容為 06H，則轉(zhuǎn)移到的地址為 ______ 。 ① 05H ② FBH ③ FDH ④ FFH 堆棧是內(nèi)存儲(chǔ)器中一塊按 “ 后進(jìn)先出 ” 原則進(jìn)行讀寫的存儲(chǔ)區(qū)，并通過一個(gè)專用的寄存器 (堆棧指針 SP)給出堆棧的棧頂?shù)刂?，完成?shù)據(jù)的讀寫操作，故不必在指令中用操作數(shù)地址字段給堆棧地址。 四、堆棧結(jié)構(gòu)及尋址 如何在指令中表示尋址方式呢？ 問題 :下圖所指的尋址方式的名稱是什么？ 操作 碼 操作數(shù) 操作碼 寄存器 操作數(shù) R 立即尋址 寄存器尋址 操作碼 存儲(chǔ)器 指令 操作數(shù) A 問題 :下圖所指的尋址方式的名稱是什么？ 存儲(chǔ)器直接尋址 操作碼 操作數(shù) A 存儲(chǔ)器 寄存器 R 存儲(chǔ)器 操作碼 操作數(shù) A ＇ A 問題 :下圖所指的尋址方式的名稱是什么？ 存儲(chǔ)器間接尋址 寄存器間接尋址 操作碼 操作數(shù) PC 存儲(chǔ)器 A 問題 :下圖所指的尋址方式是什么？ 相對(duì)尋址 ────