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计算机组成原理第五章

计算机组成原理第五章. 知识点一：指令格式. 主讲教师：秦磊华. 问题引入. 计算机是如何通过指令格式向控制器传递 “ 程序控制 ” 的具体对象？指令又有哪些常见的格式？. 学习建议.  系统观： 指令格式与控制器结构密切相关 ，学习控制器时应联系指令格式的 相关内容；掌握指令和寻址方式的特点，并应用于程序设计优化。 构造观： 指令格式的设计 。. 1. 指令系统概述.  指令是实现计算机“程序控制”功能的载体，也是“存储程序”操作的对象之一 ；  以机器语言层次的指令系统为研究对象，指令是计算机硬件与软件的界面 ；

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计算机组成原理第五章

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Presentation Transcript

  1. 计算机组成原理第五章 知识点一：指令格式 主讲教师：秦磊华

  2. 问题引入 计算机是如何通过指令格式向控制器传递“程序控制”的具体对象？指令又有哪些常见的格式？ 学习建议 系统观：指令格式与控制器结构密切相关，学习控制器时应联系指令格式的 相关内容；掌握指令和寻址方式的特点，并应用于程序设计优化。 构造观：指令格式的设计。

  3. 1.指令系统概述 指令是实现计算机“程序控制”功能的载体，也是“存储程序”操作的对象之一 ； 以机器语言层次的指令系统为研究对象，指令是计算机硬件与软件的界面 ； 指令系统是一台计算机所支持的全部指令的集合； 指令系统是用户操作和使用计算机硬件的接口，硬件设计者要根据指令系统进行硬件的逻辑设计 ，软件设计者也要根据指令系统来设计计算机的系统软件。

  4. 计算机系统层次结构中不同层次指令之间的对应关系计算机系统层次结构中不同层次指令之间的对应关系

  5. 操作码(OP) 地址码字段(Ad) 2. 指令格式 1)指令格式的一般形式 •操作码：表明指令的功能, LOP= log 2 n ADD AX,08H •地址码：协助表示操作数或操作数的地址。

  6. OP Ad1 Ad2 Ad3 OP Ad1 Ad2 OP Ad1 OP 2)基于地址码字段数量的指令分析 根据指令中地址码字段的数量，进行如下分类： Ad3  (Ad1) OP (Ad2) Ad1  (Ad1) OP (Ad2) A  (Ad1) OP (A)

  7. 15 OP 9 ------- 7 源寄存器 4 目标寄存器 3 0 3)指令格式举例 例1指令格式如下,试分析指令格式的特点. •单字长二地址指令； •OP为7位,可以表示128条指令； •源操作数和目的操作数均为寄存器(16个)； •适合于算术运算和逻辑运算指令。

  8. 3. 指令系统发展 1)复杂指令集计算机CISC （Complex Instruction Set Computer） 指令系统复杂：指令数多、寻址方式多、指令格式多； 多数指令需多个时钟周期才能完成； 各种指令都可访问存储器； 采用微程序控制； 有专用寄存器； 难以用优化编译生成高效的目标代码程序。 典型代表:IBM大中型机，Intel 80286、80386 等。

  9. 2)精减指令集计算机RISC --Reduced Instruction Set Computer 选取使用频率最高的一些简单指令； 简化指令系统:长度固定、数量少、寻址方式少、格式少； 只有取数／存数指令访问存储器； 寄存器较多,如MIPS机有32个寄存器； 以流水方式工作，一个时钟执行一条指令； 采用阵列逻辑实现控制器； 典型代表:IBM PowerPC;MIPS系列机如R10000等。

  10. 知识点一 回顾 深入理解指令系统的软/硬接口功能； 指令格式及每部分的功能； 基于地址格式的指令分类； 了解CISC、 RISC的特点。

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