计算机组成原理复习 --- 第四章指令系统

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-02-22 07:56 45阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *   *  4.1 指令概述
             *  4.2 指令格式（重点）
             *  4.3 寻址方式

#### 4.1 指令概述 ####

计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令。微指令为微程序级的命令，主要面向硬件，宏指令是由若干机器指令组成的软件指令，它是面向软件的。机器指令主要处在微指令和宏指令之间。

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。

指令是设计一台计算机的硬件和底层软件的接口。

指令：引起计算机执行某种操作的最小的功能单位

一个完善的计算机系统应具有以下四方面要求**RISC**

*  完备性
 *  有效性
 *  规整性
 *  兼容性

低级语言中机器语言（二进制语言）和汇编语言都是面向机器的语言。

计算机能够直接识别和执行的唯一语言是**二进制语言**，借助编译器或汇编器将符号语言（汇编语言）和高级语言翻译为二进制码组成的机器语言。

#### 4.2 指令格式（重点） ####

机器指令是用机器字来表示的，表示一条指令的机器字，就称为指令字，通常称为指令

一条指令的结构通常为：

> 操作码字段OP + 地址码字段 A

**地址码** 何处取操作数，操作数的地址

**操作码** 做什么操作

n位的操作码最多能够表示2^n条指令。

# 一个指令系统只有八位，则只需要3位作为操作码 即2^3 = 8
    # 一个指令系统有32位，则需要5位操作码，2^5 = 32

**指令字的长度**:包含的二进制代码的位数，机器字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数。

单字长指令：指令字长 = 机器字长

半字长指令：指令字长 = 1/2机器字长

双字长指令：指令字长 = 2机器字长

**指令格式**

*  定长的操作码（优点：硬件设计简单提高了指令译码和识别速度 ；缺点：指令长度较短，操作地址位数不足。用于字长较大的指令系统）
 *  变长的操作码（优点：在较短的指令字表示出较多的指令条数；缺点：硬件设计复杂，指令译码和识别速度慢）
 *  操作码与操作数地址有所交叉（不常用）

地址码来源：CPU内部寄存器、内存单元、外设接口寄存器

**四地址指令**（淘汰）：寻址空间2^9 A1第一操作数 A2第二 A3结果 A4下一条指令（访问内存次数过多5次）

**三地址指令**：寻址空间2^12 A1 A2 A3（访问四次） (A1 OP A2 -> A3)

**二地址指令**：寻址空间2^18 A1放操作数也放结果 A2 PC–下一条指令地址（访问四次） (A1 OP A2 -> A1)

**单地址指令**：寻址空间2^36 A1 ACC（累加器）放一个操作数又放结果，PC–下一条指令地址 (A1 OP AC -> AC)

**零地址指令**：操作数由堆栈提供

在二地址指令中，从操作数的物理位置又可分为：存储器-存储器 SS，寄存器-寄存器 RR，寄存器-存储器 RS

SS：参与操作的数都放在内存中，需要多次访问内存

RR：不需要访问内存

RS：既要访问寄存器还要访问内存

**指令助记符**

由于硬件只能识别0/1，所以采用二进制操作码，将指令采用3-4个英文字母的缩写来表示指令，缩写码称为指令助记符。

#典型的指令助记符#
    加法   ADD  001
    减法   SUB  010
    传送   MOV  011
    跳转   JMP  100
    转子   JSR  101
    存数   STO  110
    取数   LAD  111

> 例题

![在这里插入图片描述][20200702122816577.png]

如图指令格式，其中OP为操作码，分析指令格式的特点。

1.  单字长二地址指令
2.  操作码地段OP可以指定128条指令 2^7
3.  源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器是RR型指令
4.  这种指令结构常用于算术逻辑运算类指令。

#### 4.3 寻址方式 ####

通过PC寻找指令，本次寻址？寻找操作数的地址

形式地址：指令中给出的地址

有效地址：操作数的真正地址（物理地址）

取指令–>分析指令–>执行指令

寻址方式分为两类：**指令寻址方式和数据寻址方式**

指令寻址又分为顺序寻址方式和跳跃寻址方式

> 数据寻址方式

*  立即寻址：指令的地址码就是操作数；
 *  直接寻址：指令中的形式地址就是操作数的有效地址；
 *  间接寻址（一次间址/多次间址）：形式地址是操作数有效地址的地址；
 *  隐含寻址：操作数隐含在累加器中；
 *  变址寻址：IR（变址）+D（形式地址） = 有效地址EA；
 *  基址寻址：将变址变为基址；
 *  复合寻址：变址和间址的复合（先变后间/先间后变）；
 *  相对寻址：主要用于转移指令
 *  堆栈寻址：通过堆栈指针SP给出操作数地址

RISC精简指令系统特点：

*  选取使用频率最高的一些简单指令，条数少；
 *  指令长度固定，格式种类少，寻址方式少；
 *  只有取数 存数指令访问存储器，其余指令操作都在寄存器间执行，速度快。

[20200702122816577.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200702122816577.png

发表评论取消回复

表情：

评论列表（有 0 条评论，45人围观）

还没有评论，来说两句吧...

相关阅读

相关计算机组成原理-笔记-第四章

记得要用bit位来表明——哪一个寄存器中存放了基地址！！！优点：存储在内存中，偏移量按照基地址来算（相当于是：相对的），所以当程序并发运行时，指令存储的位置即使有变动，指...

曾经终败给现在/ 2024年05月06日 23:27/ 0 赞/ 74 阅读

相关计算机组成原理知识点汇总（考研用）——第四章：指令系统

计算机组成原理知识点汇总（考研用）——第四章：指令系统本文参考于《2021年计算机组成原理考研复习指导》（王道考研），《计算机组成原理》思维导图： ![在这

àì夳堔傛蜴生んèń/ 2023年10月06日 14:32/ 0 赞/ 57 阅读

相关《计算机组成原理》| 第七章指令系统知识梳理

> 指令系统目录指令系统 7.1、指令系统概述 7.2、指令的格式 7.2.1、地址码结构地址不在指令当中，但不代表它没有，能隐含给出，用隐含

偏执的太偏执、/ 2023年10月06日 11:42/ 0 赞/ 72 阅读

相关 SCAU 计算机组成原理第四章指令系统知识点整理

基址寻址与变址寻址基址寻址与变址寻址都类似于相对寻址，它们的有效地址EA = 基址+指令字中形式地址A。 1、基址寻址计算公式：EA = (BR) + A 有效

红太狼/ 2023年10月05日 04:12/ 0 赞/ 46 阅读

相关计算机组成原理复习 --- 第四章指令系统

文章目录 4.1 指令概述 4.2 指令格式（重点） 4.3 寻址方式 4.1 指

「爱情、让人受尽委屈。」/ 2023年02月22日 07:56/ 0 赞/ 46 阅读

相关计算机组成原理第四章【指令系统】课后作业解析【MOOC答案】

目录第1题第2题第3题第4题第5题 -------------------- 第1题 > ![20201127084106595.png][

偏执的太偏执、/ 2022年12月24日 05:55/ 0 赞/ 128 阅读

相关计算机组成原理——第4章指令系统

文章目录【绪：内容】一、指令格式 1、指令基本格式 ① 零地址指令 ② 一地址指令

深藏阁楼爱情的钟/ 2022年10月05日 11:45/ 0 赞/ 495 阅读

相关【计算机组成原理】指令系统

指令系统机器指令是指示计算机执行某种操作的命令，由CPU直接能够识别和执行的操作，是计算机最小的运行单位。指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。引入指令系统

淡淡的烟草味﹌/ 2022年09月05日 11:28/ 0 赞/ 237 阅读

相关计算机组成原理-指令系统

计算机能解题是由于机器本身存在一种语言，它能理解人的意图，又能被机器自身识别。机器是由一条条语句构成的，每一条语句又能准确表达某种语义。计算机就是连续执行每一条机器语句而实现全

Myth丶恋晨/ 2022年08月19日 02:17/ 0 赞/ 291 阅读

相关计算机组成原理第四章（重点突击复习）期末考试复习

第四章：存储器 > 直接映射，主存j中都有一块映射在缓存中 > 全相联映射，主存j中任何一块在缓存中都存在任何一块与之对应 > 组相连映射，主存中

叁歲伎倆/ 2021年12月14日 23:11/ 0 赞/ 289 阅读