4.1 指令概述
計算機的指令有微指令、機器指令和巨集指令。微指令為微程式級的命令,主要面向硬體,巨集指令是由若干機器指令組成的軟體指令,它是面向軟體的。機器指令主要處在微指令和巨集指令之間。
指令系統:一台計算機中所有機器指令的集合,稱為這台計算機的指令系統。
指令是設計一台計算機的硬體和底層軟體的介面。
指令:引起計算機執行某種操作的最小的功能單位
乙個完善的計算機系統應具有以下四方面要求risc
低階語言中機器語言(二進位制語言)和組合語言都是面向機器的語言。
計算機能夠直接識別和執行的唯一語言是二進位制語言,借助編譯器或彙編器將符號語言(組合語言)和高階語言翻譯為二進位製碼組成的機器語言。
4.2 指令格式(重點)
機器指令是用機器字來表示的,表示一條指令的機器字,就稱為指令字,通常稱為指令
一條指令的結構通常為:
操作碼欄位op + 位址碼字段 a位址碼何處取運算元,運算元的位址
操作碼做什麼操作
n位的操作碼最多能夠表示2^n條指令。
# 乙個指令系統只有八位,則只需要3位作為操作碼 即2^3 = 8
# 乙個指令系統有32位,則需要5位操作碼,2^5 = 32
指令字的長度:包含的二進位制**的位數,機器字長是指計算機能直接處理的二進位制資料的位數。
單字長指令:指令字長 = 機器字長
半字長指令:指令字長 = 1/2機器字長
雙字長指令:指令字長 = 2機器字長
指令格式
變長的操作碼(優點:在較短的指令字表示出較多的指令條數;缺點:硬體設計複雜,指令解碼和識別速度慢)
操作碼與運算元位址有所交叉(不常用)
ss:參與操作的數都放在記憶體中,需要多次訪問記憶體
rr:不需要訪問記憶體
rs:既要訪問暫存器還要訪問記憶體
指令助記符
由於硬體只能識別0/1,所以採用二進位制操作碼,將指令採用3-4個英文本母的縮寫來表示指令,縮寫碼稱為指令助記符。
#典型的指令助記符#
加法 add 001
減法 sub 010
傳送 mov 011
跳轉 jmp 100
轉子 jsr 101
存數 sto 110
取數 lad 111
例題如圖指令格式,其中op為操作碼,分析指令格式的特點。
單字長二位址指令
操作碼地段op可以指定128條指令 2^7
源暫存器和目標暫存器都是通用暫存器是rr型指令
這種指令結構常用於算術邏輯運算類指令。
4.3 定址方式
通過pc尋找指令,本次定址?尋找運算元的位址
取指令–>分析指令–>執行指令
定址方式分為兩類:指令定址方式和資料定址方式
指令定址又分為順序定址方式和跳躍定址方式
資料定址方式隱含定址:運算元隱含在累加器中;基址定址:將變址變為基址;
復合定址:變址和間址的復合(先變後間/先間後變);
相對定址:主要用於轉移指令
risc精簡指令系統特點:
計算機組成原理第四章
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「MOOC計算機組成原理」 第四章習題
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