指令格式:
單詞–>指令
單詞表–>指令集
指令系統
解釋:一臺計算機所有機器指令集合
指令系統設定的基本要求:
·完整性
·有效性
·規整性
·兼容性
-
複雜指令計算機:CSIC
特點:
1.指令系統複雜;
2.週期長;
3.各種指令都能控制寄存器;
4.採用微程序控制;
5.有專用計算器;
6.難以進行編譯;
缺陷:研製週期長,調試困難; -
精簡指令計算機:RSIC
1.精簡的指令系統;
2.以RR方式進行工作;
3.指令週期短;
4.採用大量寄存器,減少訪問次數;
5.採用組合邏輯電路控制,不用少用微程序;
指令使計算機實現基本操作的命令
1.做什麼操作
2.操作對象是誰
3.怎麼找到操作對象
指令格式的設計的基本原則;
1.簡單規整;
2.均衡設計;
3.加速常用操作;
4.越少越快;
5.指令儘可能短;
6.完備性(有足夠的操作碼)
7.指令編碼必須具有唯一解釋;
8.合理選擇地址字段的個數;
指令格式
指令長度:定長指令字和變長指令字
操作碼結構:定長操作碼和擴展操作碼
- 定長操作碼:指令的操作碼部分採用固定長度的編碼;
~ 特點:譯碼簡單,但信息冗餘;
- 擴展操作碼:將操作碼的長度分成幾種固定格式長的格式,操作碼的位數隨地址的減少而增加;
指令長度與操作碼的選擇:
關注代碼長度:採用變長指令和變長操作碼;
關注性能:採用定長執行和定長操作碼;
地址碼結構
操作數地址個數是指令系統的一個基本特徵;
地址個數越少,功能越基本、簡單;程序中的指令條數多,增加了執行時間和程序的複雜度;
地址個數的選擇依賴於執行系統的結構;
1.堆棧結構==>零地址指令
2.累加器結構==》一地址指令;
3.通用寄存器結構 ==》二 、三地址指令;
尋址方式
尋址方式 :由 形式地址 產生有效地址的方法;
· 形式地址:執行中地址字段給出的邏輯地址;
· 有效地址:操作數的物理地址;
目的:
- 擴大訪問範圍;
- 提高數據的訪問的靈活性和有效性;
- 支持軟件技術的發展:多道程序設計;
尋址方式的確定
1.在操作碼中的尋址方式確定;
2.專門的尋址方式位;
基本的尋址方式
1.立即數尋址
說明:指令地址字段直接給出操作數本身;
特點:
執行時間短,無需訪問內存;
操作數的大小受地址字段長度的限制;
2.存儲器直接尋址
說明:操作數在存儲器中,執行地址字段直接給出操作數在存儲器中的地址;
特點:
處理簡單,直接;
尋址空間受到指令地址字段和長度的限制;
3. 寄存器直接尋址
說明:操作數在寄存器中,指令地址字段直接給出操作數在寄存器中的地址;
特點:
只需要很短的地址字段;
無需訪問存儲器,指令執行速度塊;
地址範圍有限,可以編程使用的通用寄存器不多;
4.存儲器間接尋址
說明:操作數在存儲器中,執行地址字段給出的存儲地址的單元內容是操作數在存儲器中的地址;
特點:
尋址空間大,靈活,便於編程;
至少兩次才能訪問到地址,執行速度慢;
5.寄存器間接尋址
說明:
操作數在寄存器中,指令地址字段給出寄存器的內容纔是操作數在存儲器中的地址;
特點:
比存儲器間接尋址少訪問一次存儲器一次;
尋址空間大,使用比較普遍;
6.偏移尋址
說明: 組合了直接尋址和寄存器間接尋址兩種方式
7.堆棧尋址
堆棧結構是一段內容區域,