《计算机系统》第9章 指令系统

第9章指令系统

第9章 指令系统

内容要点 指令系统的发展与性能要求 ·机器指令的设计要素 指令格式 ρ操作数类型和操作类型 指令和操作数的寻址方式 RISC技术

内容要点 • 指令系统的发展与性能要求 • 机器指令的设计要素 • 指令格式 • 操作数类型和操作类型 • 指令和操作数的寻址方式 • RISC技术

:91指令系统发展与性能要求 计算机的程序是由一系列的机器指令组成的, 指令就是要计算机执行某种操作的命令。 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。 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素 指令系统的发展 系列计算机,是指基本指令系统相同、基本 体系结构相同的一系列计算机

9.1 指令系统发展与性能要求 • 计算机的程序是由一系列的机器指令组成的， 指令就是要计算机执行某种操作的命令。 • 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。 • 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素 • 指令系统的发展 • 系列计算机，是指基本指令系统相同、基本 体系结构相同的一系列计算机

:91指令系统发展与性能要求 一个完善的指令系统应满足如下四方面 的要求 完备性 有效性 规整性 兼容性 低级语言与硬件结构的关系

9.1 指令系统发展与性能要求 • 一个完善的指令系统应满足如下四方面 的要求 – 完备性 – 有效性 – 规整性 – 兼容性 • 低级语言与硬件结构的关系

彐92机器指令的设计要素 机器指令设计的要素 操作码 源操作数地址 日的操作数地址 下一条指令的地址 普遍使用的是机器指令符号表示法 (Symbol Representation)

9.2 机器指令的设计要素 • 机器指令设计的要素 – 操作码 – 源操作数地址 – 目的操作数地址 – 下一条指令的地址 • 普遍使用的是机器指令符号表示法 (Symbol Representation)

彐92机器指令的设计要素 指令分类: 数据处理 数据存储 数据传送 控制 ·地址数目 指令集设计

9.2 机器指令的设计要素 • 指令分类： – 数据处理 – 数据存储 – 数据传送 – 控制 • 地址数目 • 指令集设计

9.3指令格式 指令的结构 操作码字段 地址码字段 一个指令字中包含二进制代码的位数, 称为指令字长

9.3 指令格式 • 指令的结构 操作码字段 地址码字段 • 一个指令字中包含二进制代码的位数， 称为指令字长

彐9.4操作数类型和操作类型 操作数类型 地址 数值 字符 逻辑数据 操作类型 个较完善的指令系统,应当包括数据传送类指 令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控 制类指令、输入输出类指令、字符串类指令、系 统控制类指令

9.4 操作数类型和操作类型 • 操作数类型 – 地址 – 数值 – 字符 – 逻辑数据 • 操作类型 – 一个较完善的指令系统，应当包括数据传送类指 令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控 制类指令、输入输出类指令、字符串类指令、系 统控制类指令

彐95指令和操作数的寻址方式 指令的寻址方式 顺序寻址方式 跳跃寻址方式 形成操作数的有效地址的方法,称为操 作数的寻址方式。 寻址过程就是把操作数的形式地址,变 换为操作数的有效地址的过程

9.5 指令和操作数的寻址方式 • 指令的寻址方式 – 顺序寻址方式 – 跳跃寻址方式 • 形成操作数的有效地址的方法，称为操 作数的寻址方式。 • 寻址过程就是把操作数的形式地址，变 换为操作数的有效地址的过程

彐95指令和操作数的寻址方式 操作数寻址方式 隐含寻址 寄存器间接寻址 立即寻址 相对寻址 直接寻址 基址寻址 间接寻址 变址寻址 寄存器寻址 堆栈寻址

9.5 指令和操作数的寻址方式 • 操作数寻址方式 – 隐含寻址 – 立即寻址 – 直接寻址 – 间接寻址 – 寄存器寻址 – 寄存器间接寻址 – 相对寻址 – 基址寻址 – 变址寻址 – 堆栈寻址