计算机组成原理第四章第2讲指令格式.pptx

指令格式

4.2指令格式指令中包含以下信息做什么操作如果需要操作数，从哪里取结果送哪里下一条指令从哪里取所以指令格式包括两个基本内容：操作码字段地址码字段指令的操作特性与功能操作数地址

4.2指令格式指令字长决定于操作码的长度操作数地址的长度操作数地址的个数指令字：就是指令，表示一条指令的机器字。指令格式中指令长度的定义：010302040506

4.2指令格式影响计算机指令格式的因素机器的字长存储器的容量指令的功能假如一共有100个基本操作需要定义，则需要定义操作码至少为多少位？

P116最后一段第一行：01“对于一个机器的指令系统，在指令字中，操作码字段和地址码字段长度通常是固定的。……02教材勘误：

4.2指令格式操作码设计计算机时，对指令系统的每一条指令都要规定一个操作码。指令的操作码OP表示该指令应进行什么性质的操作，如进行加法、减法、乘法、除法、取数、存数等等。不同的指令用操作码字段的不同编码来表示，每一种编码代表一种指令。

操作码字段长度受指令系统规模影响等长操作码（指令规整，译码简单）例如IBM370机，该机字长32位，16个通用寄存器R0～R15，共有183条指令；指令的长度可以分为16位、32位和48位等几种，所有指令的操作码都是8位固定长度。固定长度编码的主要缺点是：信息的冗余极大，使程序的总长度增加。

变长操作码单片机比较常见是针对指令字长做扩展能够表示更多的操作种类和更大的寻址、存储空间因为留给地址码的空间增大了eg.00011001011101110……

按指令中的地址码个数分为：三地址指令二地址指令单地址指令零地址指令操作码（4位）Ａ1（6位）操作码（4位）Ａ1（6位）Ａ2（6位）操作码（4位）Ａ1（6位）Ａ2（6位）操作码（4位）A3（6位）

三地址指令指令格式如下：操作码θ??第一操作数A1??第二操作数A2?????结果A3功能描述：(A1)θ(A2)→A3操作数可以是存储器地址或者寄存器地址θA3A2A1

二地址指令其格式如下：操作码θ第一地址码A1第二地址码A2功能描述：(A1)θ(A2)→A1二地址指令在计算机中得到了广泛的应用θA2A1

二地址指令根据操作数的物理位置可以分为：SS存储器-存储器类型RS寄存器-存储器类型RR寄存器-寄存器类型 地址码多类型混用能极大提高程序灵活性，增强指令功能。慢快

一地址指令指令格式为：操作码θ????地址码A1功能描述：(AC)θ(A1)→AC，AC值更新AC是隐含的地址码----累加寄存器单操作数运算指令，如“+1”、“-1”、“求反”指令中只给出一个源操作数的地址θA1

θ零地址指令??其格式为：操作码θ“停机”、“空操作”、“清除”等控制类指令。

三、指令字长度先弄清2个概念：双字长指令：指令字长=2机器字长0504半字长指令：指令字长=半个机器字长指令字长度：指令包含的位数01单字长指令：指令字长=机器字长0302机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数。

12长度有限，功能简单，能力有限单字长、半字长指令：优点提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题；缺点必须两次或多次访问内存以取出一整条指令，降低了CPU的运算速度，又占用了更多的存储空间。多字长指令的优缺点

四、指令字等长在一个指令系统中能否出现长度不等的指令？答：可以等长，也可变长指令系统中指令采用等长指令的特点：指令字结构简单、处理方便采用非等长指令的的特点：结构灵活，但控制较复杂0102

机器语言建立在指令系统基础之上用机器语言编写程序太繁琐解决方法：用3、4个英文字母——助记符来表示指令操作码或者寄存器、存储器地址用3～4个英文字母来表示操作码，一般为英文缩写（P118）不同的计算机系统，规定不一样汇编代码执行时必须用汇编程序翻译成机器语言代码，即一条条具体的指令

助记符举例

“将寄存器BX的内容送到AX中”01机器码是：000011011101100002操作码2个寄存器地址03MOVAX,BX04举例：

六、指令格式举例01如8088，字长8位，指令结构可变包括单字长指令、双字长指令和三字长指令操作码长度固定8位微型计算机的指令格式02字长16位单字长指令操作码字段不固定PDP/11系列机的指令格式

指令长度可变，最短1个字节，最长12个字节，典型的CISC指令系统由可选前缀（0~4）、操作码（1~2）、一个由mod-R/M字节和一个SIB（ScaleIndexBase）比例变址字节组成的地址指定器、一个可选的位移量（0~4）和