精简指令系统(指令系统——指令格式(详解))

一.总览

二、指令的定义指令(又称机器指令):

指示计算机执行某种操作的命令,计算机正在运行最小功能单位

一台计算机上所有指令的集合构成了这台机器的指令系统,也称为指令集

注:一台计算机只能执行其命令系统中的命令,不能执行其他系统中的命令。

三、命令格式的一个命令是机器语言的一个句子,它是有意义的二进制代码

一条指令通常包括操作码字段地址码字段两部分。

A1地址中的值和A2地址中的值执行OP操作后,把结果存储在A3地址中

四.指令格式-地址码

指令含义: (A1 ) op ) a2 ) ——A3,A4=执行下一个指令的地址

令字长为32位,操作码为8位,四个地址码字段分别为6位

设存储字长为32位,即4B

Ai可以直接表示位于2^6=64个不同位置的一个指令的执行() (假定每个地址是主存储地址) )。

指令访问1次(指令字长=假设为存储器字长) ) ) ) ) ) ) )。

取两个操作数访问两次

保存结果并访问一次

共计4次

指令字长及存储字长均为32位,操作码为8位: 定长指令字结构:指令长度固定指令字长=存储字长变长指令字结构:指令长度不以字节的倍数变化

定长操作码:n位——2^n指令扩展操作码:操作码长度可变

指令的含义: (A1 ) op(a2 )A3,A4=执行下一个指令的地址

4个地址码字段分别占6位,指令操作数的直接地址范围为2^6=64; 完成一个命令需要访问四次

指令的含义: (A1 ) op(a2 )A3

三个地址码字段分别占8位,指令操作数的直接地址范围为2^8=256; 完成一个命令需要访问四次

指令的含义: (A1 ) op(a2 )A1

两个地址码字段分别占12位,指令操作数的直接地址范围为2^12=4K; 完成一个命令需要访问四次

命令的含义:

完成op(a1 )A1,例如加1、减1、取反转、请求补充等一个指令需要访问三次(ACC ) op(a1 )ACC,默认约定的目的地是ACC完成一个指令

注: ACC为蓄能器

命令的含义:

1 .无需空操作、停止、停止等操作数

2 .堆栈计算机,两个操作数隐式存储在堆栈顶和子堆栈顶,计算结果返回堆栈顶汇总:

将指令字的地址码字段替换为若干硬件资源后

可以扩展可扩展指令的地址范围,缩短指令字长,减少访问次数。 在设计扩展操作码指令格式时,扩展操作码必须注意以下两点。

1 )短代码不允许是长代码的前缀。 也就是说,短操作码不能与长操作码前面部分的代码相同。

2 )各指令的操作码请务必不要重复。

通常,对使用频率高指令分配短操作码; 对不常用的指令分配长操作码,尽可能减少解码和分析指令所需的时间。 还有其他扩展操作码的设计方法。

六、指令操作码操作码表示指令中该指令应执行什么性质的操作,具有什么功能。

操作码是识别指令、理解指令功能、区分操作数地址内容构成和使用方法等的重要信息。 例如,是迁移表示是算术加法还是减法的程序,还是返回操作?24位

操作码分类::分配固定在指令语顶部的几个位(定长)来表示操作码。 一般的n位操作码字段的指令系统最多可以表示2 )条指令。 优:定长操作码有利于简化计算机硬件设计,提高指令的解密和识别速度; 不足:指令数增加时固定位增多,表示操作数的地址中保留的位数受到限制。定长操作码(不定长操作码) )所有指令的操作码字段的位数不是固定的,而是分散配置在指令字的不同位置。 最常见的可变长度操作码方法是扩展操作码,使得操作码的长度随着地址码的减少而增加。 地址数不同的指令可以有不同长度的操作码,在满足需要的前提下可以有效地缩短指令词的长度。 优:在指令语长度有限的前提下,保持相对丰富的指令类型; 不足:增加了指令解码和分析的难度,使控制器的设计复杂化。 七.操作类型

八.总结

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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