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1、计算机中的信息表示,数据信息,控制信息,数值型数据,非数值型数据,指令信息等,第一节 数据信息的表示,1.1 表示数据的大小,二进制、八进制、十六进制、二十进制,1.2 表示数据的符号,原码、补码、反码,1.3 表示小数点,定点、浮点,1. 定点表示法,无符号数,定点整数,定点小数,00000000 11111111,(0) (255),(-127) (127),(-128) (127),-(1-2-7) (1-2-7),(-1) (1-2-7),类型,阶码,尾数,阶符,数符,R：阶码底，隐含约定。,E：阶码，为定点整数，补码或移码表示。 其位数决定数值范围；,阶符表示数的大小。,M：尾数，为。

2、定点小数，原码或补码表示。 其位数决定数的精度；,数符表示数的正负。,尾数规格化：1/2 M 1,最高有效位绝对值为1,2. 浮点表示法,第二节 指令信息的表示,指令：指示计算机执行某类操作的信息的集合。,本节主要讨论：一般指令格式 常用寻址方式,2.1 指令格式,指令基本格式,一个,一个或几个,1. 指令字长,定长指令格式 变长指令格式,便于控制,(1) 定长操作码 各指令的位置、位数固定相同。 (2)扩展操作码 各指令的位置、位数不固定，根据需要 变化。,合理利用存储空间,2. 操作码结构,关键在设置扩展标志。,例. 指令字长16位，可含有3、2、1或0 个地址，每个地址占4位。,操作码 。

3、地址码,15 12 11 8 7 4 3 0,0000 X Y Z 1110 X Y Z,1111 0000 Y Z 1111 1110 Y Z,三地址指令 15条,二地址指令 15条,1111 1111 0000 Z 1111 1111 1110 Z,一地址指令 15条,1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 1111,零地址指令 16条,(3)复合型操作码 操作码分为几部分，每部分表示一种操作。 例.某机算逻指令,3. 地址结构,指令中提供的地址数,存储单元地址码 寄存器编号,(1)指令提供地址的方式 显地址方式 隐地址方式,:指令中明显指明地址。 :地址隐含。

4、约定,不出现在指令中。,直接或间接给出,(2) 地址结构的简化,操作数地址, 四地址结构指令 格式：,使用隐地址可以减少指令中的地址数，简化 地址结构。,结果地址,下条指令地址,功能：,用指令计数器PC指示指令地址。,三地址结构指令 格式：,操作数地址,结果地址,下条指令地址,功能：,转移时，用转移 地址修改PC内容。,源/目的,二地址结构指令 格式：,目的/源,功能：,双操作数：,一地址结构指令 格式：,隐含约定,单操作数：,功能：,零地址结构指令 格式：,功能：,用于堆栈或特殊指令操作。,例.ADD；,执行前：,低,执行后：,高,低,高,2.2 寻址方式,是指寻找操作数地址或操作数的方式。。

5、,(1) 立即寻址,指令直接给出操作数。,1. 常见寻址方式,定长格式：,变长格式：,数在指令中，其长度固定、有限。,数在基本指令之后，其长度可变。,用来提供常数、设置初值等。,(2) 直接寻址,指令直接给出操作数地址。,存储单元号 寄存器号,(数在M中) (数在R中), 存储器直接寻址,(直接寻址),定长格式,D的位数有限, 限制访存范围,变长格式,D的位数可覆盖 整个存储空间,S =(D),存储单元号 寄存器号,(数在M中) (数在M中), 寄存器直接寻址,(寄存器寻址),格式,R所占位数少； 访问R比访问M快,格式,S =(R),用于访问固定的存储单元或寄存器。,(3)间接寻址,指令给出。

6、操作数的间接地址。, 存储器间址,D=0030,0060,.,0060,S,.,S =(D),M,间址单元,地址指针, 寄存器间址,格式,R所占位数少；R可提供全字长地址码； 修改R内容比修改M内容快。,格式,S =(R),指针不变(由指令指定)，指针内容可变，使同一指令可指向不同存储单元，以实现程序的循环、共享，并提供转移地址。, 堆栈寻址,SP,.,S,.,S =(SP),M,R=02,M,0040,S,.,.,.,地址指针,.,栈顶,格式,SP既可出现在指令中，也可隐含约定。, 变址寻址,(4)变址、基址寻址及其变化,堆栈向上生成,压栈：,SP自动减1，再存数。 -(SP)，自减型间址。。

7、,先取数，SP再自动加1。 (SP)+，自增型间址。,出栈：,指令给出一个寄存器号和一个地址量，寄存器内容与地址量之和为有效地址。,D的位数有限，若不能提供全字长地址码，会使访存空间受到限制。,变址寄存器号,例. 用变址方式访问一组连续区间内的数组元素。,S =(RX)+ D),D=首址,D为存储区首址； (RX)为所访单元距离 首址的长度； RX初值为0，每访问一 个单元，(RX)+1。,形式地址,修改量,基准地址,D+1,D+2,D+n-1,.,格式,(D的位数只需覆盖一个较小的存储区间), 基址寻址,基址寄存器号,4K,指令给出一个寄存器号和一个地址量，寄存器内容与地址量之和为有效地址。。

8、,位移量,S =(Rb)+ D),基准地址,相对于基址的位移,4K,改变Rb的内容，程序能访问存储空间中任何一个定长区间(4K)。,便于访问两维数组中某类 指定的元素。,变址与基址的区别：,变址：指令提供基准量(不变)， R提供修改量(可变)；适 于处理一维数组。,基址：指令提供位移量(不变)， R提供基准量(可变)；用 于扩大有限字长指令的访 存空间。,S =(RX)+(Rb)+ D),格式, 基址加变址,变址寄存器号,指令给出两个寄存器号和一个地址量，寄存器内容与地址量之和为有效地址。,位移量,基址寄存器号,便于处理两维数组。,格式, 相对寻址,指令给出位移量，PC内容与位移量之和为有效地址。,位移量,或隐含指定,S =(PC)D),有效地址相对PC上下浮动,给编程带来方便。,格式, 页面寻址,指令给出位移量，PC的高位部分与位移量拼接，形成有效地址。,位移量,或隐含指定,S =(PC)H，D),例. M为64KB，划分为256页，每页256B。,页号,页内地址,用于页式管理存储系统。 寻址速度快，适于组织程序模块， 有效利用存储空间。,017CH,S,本章重点：,1.原码，反码，补码的转换 2.5类地址结构指令 3.理解介绍的常见寻址方式，熟悉存储器、寄存器、堆栈在常见指令中的工作原理。,谢谢各位老师。