计算机组成原理笔记(8)---机器指令、寻址方式
目录
1 机器指令
2 操作数类型和操作种类
3 寻址方式
4、RISC技术
1 机器指令
1.1 指令的一般格式:操作码字段+地址码字段
1、操作码:反映机器做什么操作
(1)长度固定:用于指令字长较长的情况,RISC
(2)长度可变:操作码分散在指令字的不同字段中
2、扩展操作码技术---操作码的位数随地址数的减少而增加
短操作码不能是长操作码的前置
3、地址码
(1)四地址
(2)三地址
(3)二地址
(4)一地址
(5)零地址
1.2 指令字长
1、指令字长固定---指令字长=存储字长
2、指令字长可变---按字节的倍数变化
1.3 小结
1、当用一些一些硬件资源代替指令字中的地址码字段后:
(1)可扩大指令的寻址范围
(2)可缩短指令字长
(3)可减少访存次数
2、当指令的地址字段为寄存器时;可缩短指令字长;甚至可以不进行访存
2 操作数类型和操作种类
2.1 操作数类型
2.2 数据在存储器中的存放方式
大端存储和小端存储
1、边界对准方式---从地址的整数倍位置开始访问
数据存放的起始地址是数据长度的整数倍
可以在一个周期内完成存储访问,空间浪费也不太严重
2.3 操作类型
1、数据传送
2、算术逻辑操作
加、减、乘、除、增1、减1、求补、浮点运算、与、或、非、异或、位操作、位清除
3、移位操作
算术移位、逻辑移位、循环移位(带进位和不带进位)
4、转移
(3)调用和返回
(4)陷阱(Trap)与陷阱指令---意外事故的中断
一般不提供给用户直接使用;在出现事故时,由CPU自动产生并执行(隐指令)
设置供用户使用的陷阱指令,完成系统调用
5、输入输出
3 寻址方式
寻址方式: 确定本条指令的操作数地址,下一条要执行指令的指令地址
寻址分类: 指令寻址;数据寻址
3.1 指令寻址
3.2 数据寻址
1、立即寻址---形式地址A就是操作数、立即数已经在CPU中
A的位数限制了立即数的范围
2、直接寻址---有效地址=形式地址A
(1)执行阶段访问一次存储器
(2)A的位数决定该指令操作数的寻址范围
(3)操作数的地址不易修改(必须修改A)
3、隐含寻址---操作数地址隐含在操作码中
指令字中少了一个地址字段,
可缩短指令字长
4、间接寻址---有效地址由形式地址间接提供
(1)执行指令阶段2次访存,操作数的地址放置在EA中
(2)可扩大寻址范围
(3)便于编制程序,EA方便修改
可以多次间址
5、寄存器寻址
(1)执行阶段不访存,只访问寄存器,执行速度快;
(2)寄存器个数有限,可缩短指令字长
6、寄存器间接寻址
(1)有效地址在寄存器中,操作数在存储器中,执行阶段一次访问
(2)便于编制循环程序
7、基址寻址
(1)采用专用寄存器作基址寄存器
(1)BR内容由操作系统或管理程序确定
(2)程序执行过程BR内容不变,形式地址A可变
(2)采用通用寄存器作基址寄存器
(1)由用户指定哪个通用寄存器作为基址寄存器
(2)基址寄存器的内容由操作系统确定
(3)在程序的执行过程中R0内容不变,形式地址A可变
8、变址寻址
(1)可扩大寻址范围
(2)IX的内容由用户给定
(3)在程序的执行过程中IX内容可变,形式地址A不变
(4)便于处理数组问题,将A设为数组首元素地址
9、相对寻址----PC+A
A是相对于当前指令的位移量(可正可负,补码)
(1)A的位数决定操作数的寻址范围
(2)程序浮动
(3)广泛用于转移指令
(1)相对寻址举例:
(2)按字节寻址的相对寻址举例
PC会自动+2字节,因此真正的偏移量是06H
10、堆栈寻址
(1)堆栈的特点
(2)SP的修改与主存编址方法有关
3.3 指令格式举例
1、设计指令格式应考虑的各种因素
(1)指令系统的兼容性
(2)其他因素:
操作类型---包括指令个数及操作的难易程度;
数据类型---确定哪些数据类型可参与操作
指令格式---指令字长是否固定;操作码位数;地址码位数、
寻址方式---指令寻址、操作数寻址
寄存器个数----直接影响指令的执行时间
4、RISC技术
4.1 RISC的产生与发展
RISC(Reduced Instruction Set Computer)---精简指令集
CISC(Complex Instruction Set Competer)
80-20规律:典型程序中80%的语句仅仅使用处理机中20%的指令
执行频度高的简单指令,因复杂指令的存在,执行速度无法提高
4.2 RISC的主要特征
(1)选用使用频度较高的一些简单指令,复杂指令的功能由简单指令来组合
(2)指令长度固定、指令格式种类少,寻址方式少
(3)只有LOAD/STORE指令访存
(4)CPU中有多个通用寄存器
(5)采用流水技术一个时钟周期内完成一条指令
(6)采用组合逻辑(硬件)实现控制
4.3 RISC和CISC的比较
1、RISC更能充分利用VLSI芯片的面积
2、RISC更能提高计算机运算速度指令数、指令格式、寻址方式少,通用寄存器多,采用组合逻辑,便于实现指令流水
3、RISC便于设计,可降低成本,提高可靠性
4、RISC不易实现指令系统兼容
计算机组成原理笔记(8)---机器指令、寻址方式相关推荐
- 24考研王道计算机组成原理笔记
24考研王道计算机组成原理笔记 文章目录 24考研王道计算机组成原理笔记 前言 一.计算机系统概述 1.1 计算机的发展 1.2 计算机硬件 1.2.1 计算机硬件的基本组成 1.2.2 各个硬件的工 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第四章:指令系统
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 计算机组成原理笔记——存储器分类、层次结构、技术指标、存储单元地址分配
计算机组成原理笔记--存储器分类.层次结构.技术指标.存储单元地址分配 一. 概述 存储器的分类 按存储介质划分: (1)半导体存储器 双极型(TTL).MOS (2)磁表面存储器 磁头.载磁体 (3 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第七章:输入输出系统
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第二章:数据的表示和运算1
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第二章:数据的表示和运算2
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第六章:总线
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 【计组 期末版】计算机组成原理笔记目录
[计组 期末版]计算机组成原理笔记目录 前言 参考教材:<计算机组成原理>(第三版) 唐朔飞 主要参考视频: <计算机组成原理>期末四小时讲完附赠讲义 发布者:乐智教学 主讲人 ...
- 计算机组成原理笔记(王道考研) 第五章:中央处理器
内容基于中国大学MOOC的2023考研计算机组成原理课程所做的笔记. 感谢LY,他帮我做了一部分笔记.由于听的时间不一样,第四章前的内容看起来可能稍显啰嗦,后面会记得简略一些. 西电的计算机组织与体系 ...
- 第一章 计算机系统概述 1.2.3 计算机的多级层次结构 [计算机组成原理笔记]
第一章 计算机系统概述 1.2.3 计算机的多级层次结构 本笔记参考书目: 计算机组成原理(第六版.立体化教材)白中英.戴志涛 2021王道计算机组成原理视频公开课 本节重点: 计算机系统的五层结构: ...
最新文章
- 在普通Java类里使用spring里注入的service、dao等
- JS 获取字符串长度, 区别中英文
- 引擎讲解2--主要是MyISAM和InnoDB的区别
- 手机用鸿蒙,魅族“很聪明”:宣布加入鸿蒙,让大家以为手机用鸿蒙,其实不是...
- boost::system::error_code相关的测试程序
- 微型计算机的电池,具有微型计算机芯片的电池蓄电模块、便携式计算机的制作方法...
- html 格式化 vim,代码格式化插件
- MySQL性能调优与架构设计——第11章 常用存储引擎优化
- SQL语句关联查询,UNION ALL用法,结果中查询
- js实现上传文件实时显示缩略图
- 程序设计c语言基础选择题填空题(含答案)
- 一款基于TCP协议/Netty框架开发的一款基本简单的屏幕共享软件(局域网内)
- matlab个版本介绍,matlab软件功能简要介绍及版本描述
- 【绘图】python 配色表
- 利用JQuery实现HTML页面跳转
- org.jasypt.exceptions.EncryptionOperationNotPossibleException: null
- iOS 9公测开启 智能预测/省电模式亮相
- elastic-job入门实例
- Improving Deep Neural Networks:Initialization and Regularization
- 修改falcon的钉钉告警格式
热门文章
- dynamix判定_音乐游戏中判定严格的意义何在?
- 2019下半年教资信息技术学科知识与教育能力——主观题
- 是谁拿走了哈萨克斯坦的油气收益?
- 实现对mysql增删改查_Java语言实现对MySql数据库中数据的增删改查操作的代码
- 网络芯片比较:DP83848、DM9000、enc28j60、RLD8019、w5100
- Ubuntu 18.04 LTS 桌面版 WPS 安装字体
- 锐捷服务器虚拟化技术_信息化的好拍档,锐捷助力南昌市第五医院再迎新征程...
- 《统计学习方法(第二版)》学习笔记 第五章 决策树
- 铝电解电容的寿命计算(纹波电流法)手把手教你
- windows截图快捷键_使用快捷键打开并使用Windows截图工具