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  • 在二地址指令中什么是正确的
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    2021-03-03 15:54:31

    py 是什么意思篇一:1.2.0Py 编程学习之折叠界面 1.2.0Py 编程学...

    (OP) =111100,将指令的十六进制格式转换为二进制代码且比较后可知: ○1(F0F1)H (3CD2)H 指令代表 LDA 指令,编码正确,其含义是把主存(13CD2) H 地址单元......

    (OP) =111100 , 将指令的十六进制格式转换为二进制代码且比较后可知: 0( F0F1 ) H ( 3CD2 ) H 指令代表 LDA 指令,编码正确,其含义是把主存( 13CD2 )......

    (OP)=111100,将 指令的十六进制格式转换为二进制代码且比较后可知: ○1 (F0F1)H (3CD2)H 指令代表 LDA 指令,编码正确,其含义是把主存(13CD2)H 地址单 ......

    LDA 充电式扭力扳手使用说明 1.0安全性仔细阅读使用说明。不按使用说明操作,...

    ①(F0F1)H (3CD2)H 指令代表LDA指令,编码正确, 其含义是把主存(13CD2)H 地址单元的内容取至15号 寄存器。 ? ②(2856)H 指令代表MOV指令,编码正确,含义是......

    Ldflda 查找对象中其引用当前位于计算堆栈的字段的地址。 Ldftn 将指向...

    单功能型操作码:让操作码只表示一种操作含义。 多功能型操作码 10 操作码一、固定长度操作码(定长编码) 指令操作码的长度决定了指令系统能完成不同操作的指令条......

    4.3.1 指令的寻址方式 1.顺序寻址方式 1.顺序寻址方式 +1 PC 地址 0 1 2 内存 PC 2.跳跃寻址方式 2.跳跃寻址方式地址 3 4 5 6 7 8 内存 JMP LDA ......

    计算机组成原理 第四章 指令系统 第四章 指令系统 1 主编 薛胜军教授 计算机组成原理 第四章 指令系统 4.1 指令系统的发展与性能 计算机的性能与它所设置的指令......

    指令地址 指令 指令地址寻址方式 PC +1 101 LDA ADD 22 DEC 33 JMP 4 LDA 1000 1001 1200 7 2000 顺序寻址顺序寻址 顺序寻址 5 SUB 2001 6 INC 77 STA......

    指令地址 指令 指令地址寻址方式 PC +1 101 LDA ADD 22 DEC 33 JMP 4 LDA 1000 1001 1200 7 2000 顺序寻址顺序寻址 顺序寻址 5 SUB 2001 6 INC 77 STA......

    (OP)=111100 将指令的十六进制格式转换成二进制代码且比较后可知: ①(F0F1)H (3CD2)H 指令代表LDA指令,编码正确,其含义是把 主存(13CD2)H 地址单元的内容......

    指令地址 指令 指令地址寻址方式 PC +1 101 LDA ADD 22 DEC 33 JMP 4 LDA 1000 1001 1200 7 2000 顺序寻址顺序寻址 顺序寻址 5 SUB 2001 6 INC 77 STA......

    三种指令的操作码分别是MOV(OP)=(A) H ,STA(OP)=(1B)H ,LDA(OP)=(3C)H。MOV是传 送指令,STA为写数指令,LDA为读数指令。 ? 要求: ⑴分析三种指令......

    指令寻址顺序 跳跃 PC +1 ( PC ) + 1 由转移指令指出指令地址 0 1 1 2 2 3 3 4 5 6 7 7 8 8 9 PC 指令 LDA ADD DEC JMP LDA SUB INC STA......

    与基址寻址空间不同,变址改变IX,故寻址空间由IX长度决定 鲁东大学 LUDONG UNIVERSITY 数据寻址方式 ;变址用于数组处理示例 D指向数组首地址 LDA #0 ;累加器ACC......

    ( PC ) + 1 PC 由转移指令指出 指令地址 指令 指令地址寻址方式 PC +1 0 LDA 11 ADD 22 DEC 33 JMP 4 LDA 5 SUB 6 INC 77 STA 88 LDA 9 ... ......

    微机原理与接口技术第二类指令共4条: (1)取数 (2)存数 (3)无条件转移 (4)条件转移 使用格式: 7 654 OP R D Chapter 3 8086寻址方式和指令系统 LDA X......

    +1 PC 寻址方 ( PC ) + 1 由转移指令指出指令地址 0 1 1 2 2 3 3 4 5 6 7 7 8 8 9 PC 指令 LDA ADD DEC JMP LDA SUB INC STA LDA .........

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  • MIPS指令学习

    千次阅读 2020-12-23 11:29:46
    其中寄存器相对寻址、PC相对寻址介绍如下:1.1、寄存器相对寻址这种寻址模式主要被加载/存储指令使用,其对一个16位的立即数进行符号扩展,然后与指定通用寄存器的值相加,从而得到有效地址。通用寄存器GRP + 16位...

    1、MIPS寻址方式

    MIPS架构的寻址模式有寄存器寻址、立即数寻址、寄存器相对寻址和PC相对寻址4种,其中寄存器相对寻址、PC相对寻址介绍如下:

    1.1、寄存器相对寻址

    这种寻址模式主要被加载/存储指令使用,其对一个16位的立即数进行符号扩展,然后与指定通用寄存器的值相加,从而得到有效地址。

    通用寄存器GRP   +   16位立即数做符号扩展      =       有效地址

    1.2、PC相对寻址

    这种寻址模式主要被转移指令使用。在转移指令中有一个16位的立即数,将其左移2位并进行符号扩展,然后与程序计数器PC的值相加,可得到有效地址。

    程序计数器PC     +      16位立即数左移2位并做符号扩展     =     有效地址

    2、MIPS指令集

    2.1、MIPS指令特点

    MIPS固定4字节指令长度。

    内存中的数据访问(load/store)必须严格对齐(至少4字节对齐)。

    跳转指令只有26位目标地址,加上2位对齐位,可寻址28位寻址空间,即256MB。

    条件分支指令只有16位跳转地址,加上2位对齐位,共18位寻址空间,即256KB。

    MIPS默认不把子函数的返回地址(就是调用函数的受害指令地址)存放到栈中,而是存放到$31($ra)寄存器中,这对那些叶子函数(在函数中不再调用其他函数的函数)有利。如果遇到嵌套函数,有其他机制处理。

    流水线效应。MIPS采用了高度的流水线,其中一个最重要的效应就是分支延迟效应。在分支跳转语句后面的那条语句叫做分支延迟槽。实际上,在程序执行到分支语句时,当它刚把要跳转到的地址填充好(填充到代码计数器里),还没有完成本条指令时,分支语句后面的那个指令就已经执行了,其原因就是流水线效应 ---- 几条指令同时执行,只是处于不同的阶段。

    流水线效应:

    mov $a0, $s2

    jalr strrchr

    move $a0, $s0

    在执行第2行跳转分支时,第3行的move指令已经执行完了。因此,在上面指令序列中,strrchr函数的参数来自第3行的$s0,而不是第1行的$s2。

    从流水线效应中可以看出,是否正确理解MIPS指令的这些特点会直接影响我们对MIPS程序逆向分析的结果,因此,我们需要熟悉把握这些特点。

    2.2、指令格式

    所有MIPS指令的长度相同,都是32位。为了让指令的格式刚好合适,设计者做了折中:将所有指令定长,但是不同的指令有不同的格式。在MIPS架构中,指令的最高6位均为Opcode码,剩下的26位可以将指令分为3种类型,分别为R型、I型和J型。

    R型指令用连续3个5位二进制码表示3个寄存器的地址,然后用1个5位二进制码表示移位的位数(如果未使用移位操作,则全为0),最后是6位的Function码(它与Opcode码共同决定R型指令的具体操作方式)。

    I型指令则用连续2个5位二进制码表示2个寄存器的地址,然后是由1个16位二进制码表示1个立即数二进制码。

    J型指令用26位二进制码表示跳转目标的指令地址(实际的指令地址应为32位,其中最低2位为“00”,最高4位由PC当前地址决定)。

    类型

    格式

    R

    Opcode(6)

    Rs(5)

    Rt(5)

    Rd(5)

    Shamt(5)

    Funct(6)

    I

    Opcode(6)

    Rs(5)

    Rt(5)

    Immediate(16)

    J

    Opcode(6)

    Address(26)

    Opcode: 指令基本操作,称为操作码。

    Rs: 第一个源操作数寄存器。

    Rt: 第二个源操作数寄存器。

    Rd: 存放操作结果的目的操作数。

    Shamt: 位移量。

    Funct: 函数,这个字段选择Opcode操作某个特定变体。

    3、汇编常用的指令

    注意:$Rd表示目的寄存器, $Rs表示源寄存器,$Rt表示作为中间缓存的寄存器,"imm"表示立即数,“MEM[]“表示RAM中的一段内存,“offset"表示偏移量。

    3.1、LOAD/STORE指令

    LOAD/STORE指令有14条,分别是lb、lbu、lh、lhu、ll、lw、lwl、lwr、sb、sc、sh、sw、swl和swr。

    以"l"开头的都是加载指令,以"s"开头的都是存储指令,这些指令用于从存储器中读取数据,或者将数据保存在存储器中。

    3.1.1、LA(Load Address) 指令用于将一个地址或标签存入一个寄存器。

    语法

    实例

    备注

    la $Rd, Label

    la $t0, val_1

    复制val_1表示的地址到$t0寄存器中,其中val_1是一个Label

    3.1.2、LI(Load Immediate)指令用于将一个立即数存入一个通用寄存器。

    语法

    实例

    备注

    lw $Rt, offset($Rs)

    lw $s0, 0($sp)

    "$s0 = MEM[$sp+0]",相当于取堆栈地址偏移0内存word长度的值到$s0中

    3.1.3、LW(Load Word) 指令用于从一个指定的地址加载一个word类型的值到一个寄存器中。

    语法

    实例

    备注

    lw $Rt, offset($Rs)

    lw $s0, 0($sp)

    "$s0=MEM[$sp+0];",相当于取堆栈地址偏移0内存word长度的值到$s0中

    3.1.4、SW(Store Word)用于将源寄存器中的值存入指定的地址。

    语法

    实例

    备注

    sw $Rt, offset($Rs)

    sw $a0,0($sp)

    "MEM[$sp+0]=$a0;",相当于将$a0寄存器中一个word大小的值存入堆栈,且$sp自动堆栈

    3.1.5、MOVE指令用于寄存器之间值的传递。

    语法

    实例

    备注

    move $Rt, $Rs

    move $t5, $t1

    $t5=$t1;

    3.2、算术运算指令

    MIPS汇编指令的算术运算特点如下:

    算术运算指令的所有操作数都是寄存器,不能直接使用RAM地址或间接寻址。

    操作数大小都为word(4 Byte)。

    算术运算指令有21条,分别为add、addi、sub、subu、clo、clz、slt、slti、sltiu、sltu、mul、mult、madd、maddu、msub、msubu、div和divu,实现了加、减、比较、乘、乘累加、除等运算。

    指令格式与实例

    注释

    add $t0,$t1,$t2

    "$t0=$t1+$t2;",带符号数相加

    sub $t0,$t1,$t2

    "$t0=$t2 - $t2;", 带符号数相减

    addi $t0,$t1,5

    $t0 = $t1 + 5;

    addu $t0,$t1,$t2

    "$t0 = $t1 + $t2;",无符号数相加

    subu $t0, $t1, $t2

    "$t0 = $t2 - $t2;",无符号数相减

    mult $t3, $t4

    "$t3 * $t4", 把64 Bits的积存储到"Lo,Hi"中,即"(Hi,Lo)=$t3 * $t4;"

    div $t5, $t6

    "$LO=$t5/$t6", $LO为商的整数部分;"$HI=$t5 mod $t6", $HI为余数

    mfhi $t0

    $t0 = $HI

    mflo $t1

    $t1 = $LO

    展开全文
  • 计算机组成原理——指令系统

    千次阅读 多人点赞 2021-11-04 15:12:00
    指令系统一:指令系统的发展与性能要求1、指令系统及其发展2、指令系统性能的要求3、常见的指令指令格式1、指令字长度2、操作码 一:指令系统的发展与性能要求 1、指令系统及其发展 一台计算机所有机器指令...

    一:指令系统的发展与性能要求

    1、指令系统及其发展

    一台计算机中所有机器指令的集合,称为这台计算机的指令系统(指令集)。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的格式与功能不仅影响到机器的硬件结构,而且影响到系统软件。因为指令是设计一台计算机的硬件与低层软件的接口。
    在这里插入图片描述

    2、指令系统性能的要求

    指令系统的性能决定了计算机的基本功能,它的设计直接关系到计算机的硬件结构和用户的需要。

    一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求:
    完备性:用指令系统编写各种程序时,指令系统直接提供的指令足够使用,而不必用软件来实现。

    有效性:利用该指令系统所编写的程序能够在计算机上高效率运行,主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。

    规整性:规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。

    兼容性:系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,低档机上运行的软件可以在高档机上运行,即做到 “向下兼容” 。

    3、常见的指令集

    x86 指令集(复杂指令集

    ARM 指令集(精简指令集

    MIPX指令集(复杂指令集):在1990年代是比较先进的一个指令集,当时就能够支持 64位 的计算机系统,但是由于市场没做好,基本破产。现在只有中科院在做,基本上已经成为我们自己的具有独立自主知识产权的一款指令集。

    risc - V指令集(复杂指令集

    二:指令格式

    1、指令字长度

    指令字长度:一个指令字中包含二进制代码的位数。
    机器字长:计算机能直接处理的二进制数据的位数,它决定了计算机的运算精度。(64位操作系统、32位操作系统)。

    单字长指令:指令字长等于机器字长度的指令。
    半字长指令:指令字长等于半个机器字长度的指令。
    双字长指令:指令字长等于两个机器字长度的指令。
    多字长指令:指令字长等于几个机器字长度的指令。

    使用多字长指令,目的在于提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题。其主要缺点是必须两次或多次访问内存才能取出一整条指令,降低了的运算速度,又占用了更多的存储空间。

    2、操作码

    设计计算机时,对指令系统的每一条指令都要规定一个操作码。

    指令的操作码 OP 表示该指令应进行什么性质的操作,如进行加法、减法、乘法、除法、取数、存数等。不同的指令用操作码字段的不同编码来表示,每一种编码代表一 种指令。例如,操作码 001 可以规定为加法操作;操作码 010 可以规定为减法操作;而操作码 110 可以规定为取数操作等。CPU中的专门电路用来解释每个操作码,因此机器就能执行操作码所表示的操作。

    按操作码的位数是否固定可分为:
    固定长度的操作码:所有指令长度均相同。特点是控制简单,速度
    快,适用于指令条数不多的场合。

    可变长度的操作码:频繁使用的指令用位数较少的操作码,不常使
    用的指令可利用操作码扩展技术进行扩展。

    精简指令集一般使用固定长度的操作码,复杂指令集一般使用可变长度的操作码。

    指令助记符:
    在这里插入图片描述

    3、地址码

    地址码其实还是地址,CPU 访问存储器获取地址,那么这个地址究竟是出自哪里呢?其实归根结底是由程序员设计的指令集给出的。

    根据一条指令中有几个操作数地址,可将该指令称为几操作数指令或几地址指令。三地址指令是最早的计算机指令,然后又发展成二地址指令、一地址指令、零地址指令。

    三地址指令

    一般的操作数有被操作数操作数操作结果这三种数,因而就形成了三地址指令格式。
    在这里插入图片描述
    其中操作数A1、A2、A3可以是内存单元的地址,也可以是运算器中通用寄存器的地址,如果三地址指令中A1、A2、A3都是内存单元,则指令需要4次访问存储器,存储器的寻址范围28 = 256。为了提高指令执行的速度和扩大寻址范围出现了两地址指令和一地址指令。

    二地址指令

    二地址指令常称为双操作数指令,它的两个地址码字段分别指明参与操作的两个数在内存中或运算器中通用寄存器的地址,A1作存放操作结果的地址,称为目的操作数(D),A2称为源操作数(S)。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    举例:
    ADD R0,R3(RR型)
    ADD R0,100H(RS型)

    ADD 100H,200H(SS型),一般不会采用,因为访问内存的次数太多,影响效率
    转换:
    MOV R0,200H
    ADD 100H,R0

    一地址指令

    一地址指令常称为单操作数指令。通常这种指令以运算器中累加寄存器 AC 中的数据为被操作数,指令字的地址码字段所指明的数为操作数,操作结果又放回累加寄存器 AC 中。(AC:通用寄存器中的第一个R0
    在这里插入图片描述

    零地址指令

    零地址指令的指令字中只有操作码,而没有地址码。例如停机指令就不需要地址码。因为停机指令不需要操作数。
    在这里插入图片描述

    三:指令和数据的寻址方式

    1、指令寻址

    顺序寻址

    由于指令在内存中是顺序存放,当执行一段程序时,通常是一条指令接一条指令的顺序执行。为了能够指示下一条欲执行指令的指令地址,CPU内部有
    一个程序计数器 PC (指令指针寄存器IP),每执行一条指令其值自动加1,指向下一条欲执行指令的指令地址。这种程序顺序执行的过程我们称为指令的顺序寻址。PC 就是用来做指令追踪

    跳跃寻址方式

    当程序执行循环指令或者转移指令时,指令的寻址就采取跳跃寻址方式。所谓跳跃,是指下条指令的地址不是由程序计数器PC加1产生,而是将本条指令给出的目标地址装入PC作为下条指令的地址。
    在这里插入图片描述

    2、操作数寻址

    在这里插入图片描述
    形式地址是指令字中的地址,有效地址是操作数的内存地址。寻址过程就是通过寻址特征位把操作数的形式地址,变换为有效地址的过程。

    立即寻址

    地址码部分的形式地址 A就是操作数D,而不是操作数的地址
    在这里插入图片描述
    寻址特征位:#
    例:mov R0,#10H
    把二进制数10直接取出到R0

    直接寻址

    直接内存寻址特点是:在指令格式的形式地址 A 中直接指出操作数的有效地址EA。由于操作数地址直接给出而不需要变换,称为直接寻址方式。在这里插入图片描述
    寻址特征位:无
    例:mov R0,10H
    把内存编号为 10 里的内容取出到R0中。

    间接寻址(基本不采用,效率太低)

    间接寻址的情况下,指令地址字段中的形式地址A不是操作数的有效地
    址EA,A单元的内容才是操作数的有效地址EA。虽然可以扩大寻址范围,但是需要至少访问 2 次内存。效率低下。
    在这里插入图片描述

    寄存器寻址

    当操作数不放在内存中,而是放在CPU的通用寄存器中时,可采用寄存器寻址方式。此时指令中给出的操作数地址不是内存的地址单元号,而是通用寄存器的编号。

    优点:执行阶段只访问寄存器,执行速度快。寄存器的个数有限,所以指令 的字长一般都很短。
    在这里插入图片描述
    寻址特征位:Ri
    例:mov R0,R1
    把寄存器R1中的内容取出到R0

    寄存器间接寻址

    寄存器间接寻址方式与寄存器寻址方式的区别在于:指令中的操作数地址指示出的寄存器中内容不是操作数,而是操作数的有效地址EA。
    便于编制循环程序
    在这里插入图片描述
    寻址特征位:@或()
    例:mov R0,@R1 或 mov R0,(R1

    立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址这四种寻址方式基本上在所有的指令集架构中都兼容。这四种是最基本的寻址方式。

    那么存在这么多的寻址方式究竟有什么意义呢?

    这就相当于是一个语法问题。因为计算机可能都采用不同的指令集架构,x86、ARM,那么它们所支持的寻址方式都会有所不同。CPU在操作内存,读取数据时采用的都是本机的一套寻址方式。

    例题

    下面结合上述四种最基本的寻址方式列出一些操作数寻址的例题:

    首先我们要知道一个原则。在汇编语言中,和一些高级语言不同的是,我们首先考虑的不是定义变量的问题。而是要考虑要使用多少个寄存器来解决这个问题
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    偏移寻址

    寻址特征位:+
    例:mov R0,@(BR + 100H)

    1、相对寻址方式
    相对寻址是把程序计数器PC的内容加上形式地址A形成操作数的有效地址。程序计数器的内容就是当前指令的地址.形式地址A通常称为偏移量。
    在这里插入图片描述
    2、基址寻址方式

    基址寻址方式是将CPU中基址寄存器的内容加上指令格式中的形式地址A而形成操作数的有效地址EA。
    在这里插入图片描述
    它的优点是可以扩大寻址能力。同形式地址相比,基址寄存器的位数可以设置得很长,从而可以在较大的存储空间中寻址。在程序的执行过程中BR内容不变,由操作系统指定,形式地址A可变。

    3、变址寻址方式
    变址寻址方式与基址寻址方式计算有效地址的方法十分相似,它把CPU中某个变址寄存器的内容与形式地址A相加来形成操作数有效地址。
    在这里插入图片描述

    堆栈寻址

    在这里插入图片描述

    四:例题

    例:某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示,该机有两个20位
    基址寄存器,四个16位变址寄存器,十六个16位通用寄存器,指令汇编格
    式中的S和D都是指通用寄存器,M指主存中的一个单元。三种指令的操作码
    分别是MOV为0AH ,LAD为3CH,STO为1BH 。
    说明:MOV是传送指令,LAD为读数指令,STO为写数指令。

    (1)分析三种指令的指令格式与寻址方式特点。
    在这里插入图片描述
    该指令是单字长二地址指令,是寄存器-寄存器型,源寄存器S由0~3位指定,目标寄存器D由4~7位指定。
    在这里插入图片描述
    该指令是双字长二地址指令,寄存器—存储器型,其中目标寄存器D由4~7
    位指定,存储器由指令中给出的20位地址由直接内存寻址决定。
    在这里插入图片描述
    该指令是双字长二地址指令,是寄存器—存储器型,源寄存器S由4~7位指
    定,存储器M由采用0~3位指定的变址寄存器加位移量的变址方式得到或者
    由8~9位指定的基址寄存器加位移量的基址寻址得到。

    (2)CPU完成哪一种操作所花时间最短?哪一种操作所花时间最长?第二
    种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗?
    • CPU完成第一种指令所花时间最短,因为是RR型指令,不需要访问存储器

    • CPU完成第三种指令所花时间最长,因为是RS型指令需要访问存储器,同
    时要进行寻址方式的变换运算,基址寄存器的内容加位移量或变址寄存器
    内容加位移量,这也需要时间。

    (3)下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作?其中如果有编码
    不正确,如何改正才能成为合法指令?
    在这里插入图片描述
    6FD6H
    在这里插入图片描述

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  • 第四章——指令系统

    千次阅读 2022-05-28 09:39:28
    一、指令系统的发展 ...指令系统:一台计算机所有机器指令的集合,称为这台计算机的指令系统。(指令系统是表征一台计算机性能的重要因素它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也直

    一、指令系统的发展

    1.指令系统基本概念

    指令:就是要计算机执行某种操作的命令。从计算机组成的层次结构来说,计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令之分。微指令是微程序级的命令,它属于硬件;宏指令:由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件;

    机器指令:介于微指令与宏指令之间,通常简称为指令,每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。

    指令系统:一台计算机中所有机器指令的集合,称为这台计算机的指令系统。(指令系统是表征一台计算机性能的重要因素它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也直接影响到系统软件,影响到机器的适用范围)

    2.发展情况

    复杂指令系统计算机,简称 CISC 。但是如此庞大的指令系统不但使计算机的研制周期变长,难以保证正确性,不易调试维护,而且由于采用了大量使用频率很低的复杂指令而造成硬件资源浪费。

    精简指令系统计算机:简称 RISC ,人们又提出了便于 VLSI 技术实现的精简指令系统计算机。

    3.指令系统的性能要求

    1)完备性:完备性是指用汇编语言编写各种程序时;指令系统直接提供的指令足够使用,前不必用软件来实现。完备性要求指含系统丰富、功能齐全、使用方便。一台讦算机中最基本、必不可少的指令是不多的。许多指令可用最基本的指令编程来实现。例如,乘除运算指令、浮点运算指令可直接用硬件来实现,也可用基本指令编写的程序来实现。采用硬件指令的目的是提高程序执行速度,便于用户编写程序。

    2)有效性:有效性是指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。一般来说,一个功能更强、更完善的指令系统,必定有更好的有效性。

    3)规整性:规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。对称性是指:在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待,所有的指令都可使用各种寻址方式;匀齐性是指:一种操作性质的指令可以支持各种数据类型:如算术运算指令可支持字节、字、双字整数的运算,十进制数怎算和单、双精度浮点致运昇寺頂它售肴和数据格式的一致性是指:指令长度和数据长度一定的关系,以方便处理和存取。例如指令长数据长度通常是字节长度的整数倍。

    4)兼容性:系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,因而指令系统是兼容的:即各机种上基本软件可以通用。但由于不同机种推出的时间不同,在结构和功能上有差异,做到所有软件都完全兼容是不可能的,只能做到,“向上兼容”即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。

    4.低级语言与高级语言的关系

    2339dbe859584f778c555a18adc19323.png

    二、指令格式

    fd656c7c8116465d9bd26242bafad3c7.png

    1.操作码

    设计计算机时,对指令系统的每一条指令都要规定一个操作码。指令的操作码 OP 表示该指令应进行什么性质的操作,如进行加法、减法、乘法、除法、取数、存数等等。不同的指令用操作码字段的不同编码来表示,每一种编码代表一种指令。

    组成操作码字段的位数一般取决于计算机指令系统的规模。较大的指令系统就需要更多的位数来表示每条特定的指令。等长(指令规整,译码简单)例如 IBM 370机,该机字长32位,16个通用寄存器R0~R15,共有183条指令;指令的长度可以分为16位、32位和48位等几种,所有指令的操作码都是8位固定长度。固定长度编码的主要缺点是:信息的冗余极大,使程序的总长度增加。

    2.地址码

    根据一条指令中有几个操作数地址,可将该指令称为几操作数指令或几地址指令。

    由此可分为:三地址指令、二地址指令、单地址指令、零地址指令。

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    1)三地址指令。

    指令格式如下:

    81faebb104554551a5cc02473b27bcac.png

     这种格式虽然省去了一个地址,但指令长度仍比较长,所以只在子长较大的大、中型机中使用。

    2)二地址指令

    其格式如下:

    e932e0d42d2f4c5f8c46f3cd4fee32b9.png

    二地址指令在计算机 得到了广泛的应用,但是在使用时有一点必须注意:指令执行之后,A1中原存的内容已经被新的运算结果替换了。

    3)一地址指令

    指令格式为:

    ef299ac7ae0547f98b73cf337d745a97.png

    单操作数运算指令,如“+1”、“-1”、“求反”。指令中给出一个源操作数的地址

    4)零地址指令

    其格式为:

    33aa1f3719a5460b8223d03327b3b2da.png

    “停机”、“空操作”、“清除”等控制类指令。

    3.指令字长度

    (1)概念

    指令字长度(一个指令字包含二进制代码的位数)机器字长:计算机能直接处理的二进制数据的位数。单字长指令、半字长指令、双字长指令

    1)多字长指令的优缺点

    优点提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题;缺点必须两次或多次访问内存以取出一整条指令,降低了 CPU 的运算速度,又占用了更多的存储空间。

    2)指令系统中指令采用等长指令的优点:各种指令字长度是相等的,指令字结构简单,且指令字长度是不变的;

    3)采用非等长指令的的优点:各种指令字长度随指令功能而异,结构灵活,能充分利用指令长度,但指令的控制较复杂。

     

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在二地址指令中什么是正确的