指令系统

作者在 2021-10-08 16:14:15 发布以下内容

指令:计算及执行某些操作的指令

指令系统:一台计算机所有指令的集合

 

指令格式

机器指令的基本格式

一条指令就是机器语言的一个语句,是一组有意义的二进制代码。

操 作 码 
地 址 码 ( 操 作 数 地 址 )

操作码:指明操作的性质及功能

地址码:指明操作数的地址

 

指令长度:一条指令中包含的二进制代码的位数,取决于操作码字段的长度、地址码的个数及长度。

在一个指令系统中,若所有指令长度相等,称为定长指令字结构;若各种指令长度岁指令工能不一样,称为变长指令字结构。

 

地址码结构

双操作数指令除操作码外,还应包含以下信息:

第一操作数地址,A1

第二操作数地址:A2

操作结果存放地址:A3

下条将要执行指令的地址:A4

这些信息在指令中明显的给出,称为显地址;用隐含的方式给出,称为隐地址

四地址指令

A1opA2->A3

 Ai表示地址,(Ai)表示存放于该地址中的内容

三地址指令

A1opA2->A3

PC+1->PC (隐含)

执行一条三址的双操作数运算指令,至少需要访问四次主存。第一次取指令本身,第二次取被操作数,第三次取操作数,第四次保存运算结果

二地址指令

A1OPA2->A1

PC+1->PC (隐含)

A1为目的操作数地址,A2为源操作数地址

同样访问四次主存

一地址指令

Acc)OP(A1)->Acc

PC+1->PC (隐含)

执行一条一地址指令只需要访问两次主存。第一次取指令本身,第二次取操作数。被操作数与结果放在累加寄存器中,读取和存入都不需要访问主存。

零地址指令

零地址指令用在堆栈寄存器

 

用三地址编写的程序最短,指令长度最长,二一零程序长度变长,但指令变短

 

指令的操作码

指令系统每一条指令都有唯一的操作码,指令不同,操作码编码不同

  1. 规整型

操作码字段的位数和位置固定。也称定长编码。

假定:指令系统共m条指令,指令中操作码地址为N位,N>=log2m(2N>=m)

  1. 非规整型

操作码字段位置不固定,分散的放在指令字的不同位置上

增加指令译码和分析的难度,使控制器设计复杂化

寻址技术

寻址:寻找操作数地址或下一条将要执行的指令地址

编制方式:

  1. 编制单位
    1. 字编制

编制单位=访问单位

每个编址单位包含的信息量与读或写一次寄存器、主存所获得的信息量是相同的。

  1. 字节编址

字节编址为了适应非数值计算的需要。字节编址方式使编址单位与信息的基本单位相一致。

编址单位<访问单位

  1. 位编址
  1. 指令中地址码的位数

指令格式中每个地址码的位数是与主存容量和最小寻址单位有关联。

主存容量越大,所需地址码位数越长;相同容量,如果以字节为最小寻址单位,地址码的位数需要长些;如果以字为最小寻址单位,地址码位数可以减少。

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