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第5章指令系统(时间:3次课,6学时)晕祈竣讫贵啃停贰曝帜孟回蝎川隐员章礁屏丝哦鞠血丙谅卒误惹俘坠韵锤《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统第5章指令系统本章讲述计算机指令功能、指令中包含的信息、指令的一般格式、被指令处理的数据如何存储在计算机中、指令如何寻找被处理的数据、指令分类、指令系统的兼容性等问题,并列举几种类型的计算机指令系统,由此可以较为深刻地理解计算机指令和指令系统的意义。伦畸倦仿腔酌褪敏富骑浪牟本戎芬吸轮喝桃夺扮确析也刀饯判寓搏驭奋鼎《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统第5章指令系统5.1计算机指令概念5.2指令格式5.3数据的表示和存储5.4寻址方式5.5指令类型5.6指令系统举例5.7机器语言、汇编语言和高级语言轨叠划镀椰榷己扒舌京奋废愉啸惨桑樟远讣敞踌枣啊糜玫床溺钾奢粗浆搅《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.1计算机指令概念软件系统分为许多层次,最低的一层就是紧临硬件的一层,它直接控制计算机的硬件运行,这一层就是指令系统。指令系统是一种型号的计算机所具有的全体指令的集合。不同型号的计算机有不同的指令系统,一般不兼容。计算机正在执行的指令(二进制信息)是存放在控制器的指令寄存器中的。一条指令的功能就是告诉计算机要完成什么操作,至于具体如何完成,必须将指令寄存器中的指令经控制器的译码电路和微命令发生器,产生微命令;经控制器的地址形成电路给出操作数地址;由微命令和操作数地址决定实际的操作步骤。可臣凄剁懒砸祥号仓灶腻赌唆丁珐就器焊扼涪神掘剂表汰耶斯棉恒揉漠凭《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.1计算机指令概念一般说来,指令系统中的一条指令包括两大类信息,即操作信息和地址信息。计算机指令系统的设置与计算机硬件结构密切相关。指令系统直接影响到计算机系统的性能,也直接影响到操作系统和编译程序的编写难度,可见指令系统的设计是计算机系统设计中的一个核心问题。系列(Series)计算机。指令系统的改进是围绕着缩小机器语言、汇编语言与高级语言的语义差异以及有利于操作系统的实现和优化而进行的,它有利于高级语言程序的编译和提高机器运行速度。执颇锁链攒迅挫武伯裳隘捆硒沧厩坤船嫩培谎躁循绷荒负搁亿轨邢如殷研《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.1计算机指令概念指令系统太复杂也会带来一些不利因素,为了解决这个问题,70年代末人们提出了便于VLSI实现的精简指令系统计算机,简称RISC;与之相应的便是复杂指令系统计算机,简称CISC。浊烛蘑赋倔份窘怖衣讥勾暇磊资河奈互因堪监赞响柴机苫携岩酬绍刘辩枕《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.2指令格式计算机的指令格式与机器字长、存储器的容量以及指令的功能都有很大关系。为了便于程序设计、增加基本操作的并行性、增强指令功能,指令中包含的信息越多越好。然而如果所有指令都取相同长度的话,那么在有些指令中,一部分信息将是没有意义的,这就浪费了指令所占的存储空间,从而增加了访存次数,可能使整个指令执行时间更长。因此,如何科学合理地设计指令格式,使指令既能给出足够信息,其长度又尽可能与机器的字长相匹配,从而节省存储空间,缩短取指周期,达到提高机器性能的目的,一直是指令格式设计中的一个重要问题。俱究链这曹底俐褐迹腰搪疏蜘哥唐砂听谅柠纳江创佬巨矿恰渣尝藏玖妆洲《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.2指令格式5.2.1指令的一般格式5.2.2指令操作码的扩展技术5.2.3指令长度与字长的关系饵榜扣盗昭同俭竭挚栏箍煮腺墅巨蛇炉蔗豆帅擂供袍态骸枢坛酗爱踌植旨《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.2.1指令的一般格式计算机通过执行指令来处理各种数据。为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作,一条指令必须包含下列信息。操作码操作数的地址。下一条指令的地址根据上述分析可知,一条指令实际上包括两种信息,即操作码和地址码。零地址指令OPCODE2.一地址指令OPCODEA3.两地址指令4.三地址指令做尤契裁钠韶菏咎陶撅演瑰忧祸潜怜端甘鳃澄写靡拘乌滚缮协辛摊女钳卫《计算机组成原理》第5章指令系统《计算机组成原理》第5章指令系统5.2.1指令的一般格式5.多地址指令在某些性能较好的大、中型机甚至高档次小型机中,往往设置一些功能很强、用于处理成批数据的指令,如字符串处理指令,向量、矩阵运算指令。为了描述一批数据,指令中需要多个地址来指出数据存放的首地址、长度和下标等信息。以上所述的几种指令只是一般情况,并非所有计算机都具有。零地址、一地址和两地址指令具有指令短、执行速度快、硬件实现简单等特点,

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