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  • 指令系统——扩展操作码指令格式

    千次阅读 2021-05-14 21:37:36
    文章目录扩展操作码扩展操作码举例设计扩展操作码需注意:设计扩展操作码例题:指令操作码操作码分类:定长操作码:扩展操作码(不定...定长指令字结构+可变长操作码 → 扩展操作码指令格式(即不同地址数的指令使用不同

    扩展操作码

    指令由操作码和若干个地址码组成。

    PS:先回顾一下指令字结构与操作码的概念:

    • 定长指令字结构:指令系统中所有指令的长度都相等
    • 变长指令字结构:指令系统中各种指令的长度不等

    • 定长操作码:指令系统中所有指令的操作码长度都相同
    • 可变长操作码:指令系统中各指令的操作码长度可变

    定长指令字结构+可变长操作码 → 扩展操作码指令格式(即不同地址数的指令使用不同长度的操作码

    扩展操作码举例

    这只是一种设计方法:
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    设计扩展操作码需注意:

    1. 不允许短码是长码的前缀,即短操作码不能与长操作码的前面部分的代码相同。(对比哈夫曼树“前缀编码”
    2. 各指令的操作码一定不能重复。

    通常情况下,对使用频率较高的指令,分配较短的操作码;对使用频率较低的指令,分配较长的操作码,从而尽可能减少指令译码和分析的时间。

    设计扩展操作码例题:

    设指令字长固定为16位,试设计一套指令系统满足:
    a) 有15条三地址指令
    b) 有12条二地址指令
    c) 有62条一地址指令
    d) 有32条零地址指令

    设地址长度为n,上一层留出m种状态,下一层可扩展出m×2!种状态

    解:
    a) 共24=16种状态
    留出16-15=1种

    b) 共1 ×24=16种
    留出16-12=4种

    c) 共4 ×24=64种
    留出64-62=2种

    d) 共2 ×24=32种

    0000 -1110A1(取的合法范围)A2A3
    1111 XXXX XXXXXXXX11110000 -1011A1A2
    1111 11XX XXXX XXXX11111100 –1110
    1111
    0000 –1111
    0000 –1101
    A1
    1111 1111 111X XXXX111111111110 –11110000 -1111

    指令操作码

    操作码指出指令中该指令应该执行什么性质的操作和具有何种功能。

    操作码是识别指令、了解指令功能与区分操作数地址内容的组成和使用方法等的关键信息
    例如,指出是算术加运算,还是减运算;是程序转移,还是返回操作。

    操作码分类:

    定长操作码:

    在指令字的最高位部分分配固定的若干位(定长)表示操作码。

    • 一般n位操作码字段的指令系统最大能够表示2n条指令。
    • 优:定长操作码对于简化计算机硬件设计,提高指令译码和识别速度很有利; - 缺:指令数量增加时会占用更多固定位,留给表示操作数地址的位数受限。

    扩展操作码(不定长操作码) :

    全部指令的操作码字段的位数不固定,且分散地放在指令字的不同位置上。

    • 最常见的变长操作码方法是扩展操作码,使操作码的长度随地址码的减少而增加,不同地址数的
      指令可以具有不同长度的操作码,从而在满足需要的前提下,有效地缩短指令字长。
    • 优: 在指令字长有限的前提下仍保持比较丰富的指令种类;
    • 缺 :增加了指令译码和分析的难度,使控制器的设计复杂化。
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  • 扩展操作码指令格式:为了在指令字长有限的前提下仍保持比较丰富的指令种类,可采取可变长度操作码,即全部指令的操作码字段的位数不固定,且分散地放在指令字的不同位置上

    扩展操作码指令格式:为了在指令字长有限的前提下仍保持比较丰富的指令种类,可采取可变长度操作码,即全部指令的操作码字段的位数不固定,且分散地放在指令字的不同位置上
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  • 文章目录对于可变长指令指令设计要点例题巩固 对于可变长指令 不同指令的开头不可以一致(否则可能导致混淆) 有点儿像哈夫曼编码 指令设计要点 ...2)各指令操作码一定不能重复。 例题巩固 ...

    对于可变长指令

    不同指令的开头不可以一致(否则可能导致混淆)
    有点儿像哈夫曼编码
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    指令设计要点

    1)不允许短码是长码的前缀,即短操作码不能与长操作码的前面部分的代码相同。
    2)各指令的操作码一定不能重复。

    例题巩固

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    思维导图

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    指令的定义

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    指令格式

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    指令分类

    指令-按地址码数目分类

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    指令-按指令长度分类

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    指令—按操作类型分类

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    扩展操作码指令格式

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    注意:
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    优缺点:
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  • 扩展操作码的总结

    万次阅读 多人点赞 2016-10-01 13:51:55
    需要建立的一种直观的认知是:既然是扩展操作码,就意味着操作码的位数越变越多! 之所以这么强调,是因为常常混淆了操作码的扩展方向。再看扩展的原理: 假设指令字长是16位,平均劈开成4份,高位4位用作操作码,...
  • 本文所说的扩展操作码指令格式=定长指令字结构+可变长操作码,也就是说不同地址数的指令会使用不同长度的操作码 扩展操作码举例1 如下图,假设指令字长为16位,其中前4位为基本操作码字段OPOPOP,另外有3个4位长的...
  • 扩展操作码的C实现,实现16位的扩展操作码的分配,分别为3,2,1,0地址指令描述
  • 4-2扩展操作码

    2020-12-01 19:40:35
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  • 扩展操作码

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  • 扩展操作码技术

    千次阅读 2020-05-13 15:45:30
    方法一:固定操作码的设计方式 0000 XXXX YYYY ZZZZ 1111 XXXX YYYY ZZZZ 16条三地址指令 方法二: 可变操作码的设计方法 扩展方式1: 0000 XXXX YYYY ZZZZ 1110 XXXX YYYY ZZZZ 15条三地址指令 1111 0000 XXXX YYYY...
  • 如何设计扩展操作码--应用

    千次阅读 多人点赞 2016-10-01 14:44:04
    在下面这一篇讲过一点点基础原理。 http://blog.csdn.net/u011240016/article/details/52717315如果是给定指令字长,再给你一些需求,如何设计... 1)设固定操作码,若0地址指令有M种,一地址指令有N种,则二地址指
  • 指令格式操作码地址码

    千次阅读 多人点赞 2020-04-14 06:24:21
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  • 指令操作码扩展

    万次阅读 多人点赞 2014-08-26 19:01:01
    题一 某计算机指令字长为16位,指令有双操作数、单操作数和无操作数3种格式,每个操作数字段均用6位二进制表示,该指令系统共有m条(m  A.2^6 B.(2^4-m)*(2^6)-1  C.(2^4-m)*2^6 D.(2^4-m)*(2^6-1) ...
  • 计算机组成原理(唐朔飞第二版)301页,为什么采用扩展操作码技术后,比如说四位操作码就最多只能有15条一地址指令!这么做的主要作用是什么? 这是操作码不固定的指令格式,四位是基本的操作码,还可以扩充,但是...
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  • 指令操作码扩展2.1 为什么需要对操作码进行扩展2.2 如何扩展 1. 指令 指令是计算机执行某种操作的命令,一条指令中包括: 操作码 操作数地址 操作结果的存储地址 下一条指令的地址 下面详细说明指令格式: 一...
  • 计算机组成原理------扩展操作码

    千次阅读 多人点赞 2019-07-12 21:09:08
    首先,需要建立的一种直观的认知是:既然是扩展操作码,就意味着操作码的位数越变越多! 之所以这么强调,是因为常常混淆了操作码的扩展方向。 再看扩展的原理: 假设指令字长是16位,平均劈开成4份,高位4位用作...
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  • 2.扩展操作码指令格式 (1)扩展操作码定义 (2)扩展操作码举例 扩展操作码 扩展操作码注意事项 扩展操作码示例: 3.指令寻址 (1)顺序寻址 定长指令结构——按字编址 定长指令结构——按字节编址 ...
  • 指令操作码与地址码

    千次阅读 2019-10-01 01:08:51
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