第七章-指令系统01-指令的格式教案分析.ppt

例如：求 X = A*B-C*D = 5*3-4*7 逆波兰表达式：53*47*-（数据结构） 采用零地址和单地址指令从左到右的顺序编程： PUSH A； 单地址指令 压入A PUSH B； 单地址指令 压入B MUL； 零地址指令 乘 PUSH C； 单地址指令 压入C PUSH D； 单地址指令 压入D MUL； 零地址指令 乘 SUB； 零地址指令 减 POP E； 单地址指令 弹出结果 5 PUSH A …… 5 PUSH B …… 3 15 MUL …… PUSH C 15 …… 4 15 …… 4 PUSH D 7 MUL 15 …… 28 -13 SUB …… POP E …… 利用栈作算术运算示意如下图： A 0000 0101 0000 0011 0000 0100 0000 0111 1000 1101 B C D E 7.2.1、地址码结构 主存 栈中参加 运算的数 永远是当 前指针所 指单元和 次位单元。 第七章 指令系统 7.1、指令系统概述 7.2、指令的格式 7.2.1、地址码结构 7.2.2、操作码结构 7.3、指令的寻址方式 7.4、指令的类型与功能 操作码 地址码 MOV r，m ADD r1，r2 1、统一编码 统一编码：把指令系统的操作用N位二进制编码，可编 2N 种不同操作。 早期计算机硬件成本高，多采用固定指令长度的统一编码方式。 （即定长数目的操作码字段和地址字段） 0000 MOV 0001 ADD 0010 SUB … （一共16种操作） OP (4位) 地址码 7.2.2、操作码结构 缺点：操作码较少而译码线路复杂。为了在控制上得到某种简化， 可以通过适当的逐位定义。 实际中两种方式（操作码定长与不定长）混合使用。 2、逐位定义 将操作码分成几部分，分别表示几种不同的操作， 通过他们的组合，可拼成一个复杂的操作含义。 例如：DJS-100系列计算机的逻辑指令格式 其中，用三位基本操作码表示8种逻辑操作，如ADD，SUB，COM，… 用另外的指令码表示移位、进位、结果回送、跳步等操作。 这种采用以基本操作为主，加相应的辅助性操作的方法，可使基本指令条数不多的指令系统具有相当多的实际组合。 1 源地址 目的地址 操作码 移位 进位 回送 跳步 0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 15 7.2.2、操作码结构 3、扩展操作码技术 当采用统一操作码，指令长度与各类指令的地址长度发生矛盾时， 通常采用“扩展操作码”技术加以解决。 扩展操作码是一种指令优化技术，即让操作码的长度随地址数的减 少而增加（即扩展）。 根据不同的地址指令格式，如三地址、二地址、单地址指令等， 操作码的位数可以有不同的选择，从而在满足需要的前提下，有效 地缩短了指令长度。 例：设某指令系统，指令字长为16位，地址码长度为4位，试提出一种 分配方案，使该指令系统有15条三地址指令，14条两地址指令， 31条单地址指令，并留有表示零地址指令的可能。 OP D1 D2 D3 4位 4位 4位 4位 7.2.2、操作码结构 OP D1 D2 D3 4位 4位 4位 4位 0000 0001 … 1110 1111 扩展后 OP 8 位 1111 0000 1111 0010 …. 1111 1101 1111 1110 扩展后 OP 12 位 1111 1110 0000 1111 1110 0001 … 1111 1110 1111 三地址指令15条 OP 4 位 二地址指令14条 单地址指令16条 7.2.2、操作码结构 1111 1111 扩展后 OP 12 位 1111 1111 0000 1111 1111 0001 … 1111 1111 1110 1111 1111 1111 0000 … 1111 1111 1111 1111 单地址指令15条 零地址指令 7.2、指令格式（小结） 操作码 地址码 指令格式小结： 固定长度 （IBM/PC） 扩展长度 （PDP-11） 交叉安排 （NOVA） 四地址 三地址 二地址 单地址 零地址 三种方案 按操