计算机组成原理(第四章NEW)教程分析.ppt

形成指令地址的方式：称为指令寻址方式（顺序寻址和跳跃寻址两种），由指令计数器PC来跟踪或由指令给出。 形成操作数地址的方式：称为数据寻址方式。 包括有：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、块寻址、段寻址、堆栈寻址等多种方式。 （需要熟悉各种寻址方式的分析与指令格式的设计方法） 指令系统 指令类型包括有：RR型、RS和SS型。其中：RR型指令执行的速度最快、SS型指令执行的速度最慢。 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，采用“先进后出”的工作原则。分为寄存器堆栈和存储器堆栈两种。 ?不同类型的机器有不同的指令系统。 指令系统 一个较完善的指令系统应当包含：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、I/O类指令、字符串类指令、系统特权类指令等典型指令。（前四种为基本指令系统） 根据指令集结构，可分为CISC、RISC两大类指令集计算机。各自的特点不同，正在逐步趋同。 （第四章 重点知识点） 指令的格式 指令的基本格式、定长操作码指令格式、扩展操作码指令格式等。（分析与设计） 寻址方式分析与设计 有效地址的概念、数据寻址和指令寻址、常见寻址方式、寻址空间的概念等。(综合分析与设计) 指令集分类 CISC(复杂指令系统计算机)和RISC(精简指令系统计算机)基本概念、特征，以及它们之间的主要区别 （第四章结束） 本章作业 P137-138： 5、 6、7（参数有调整） （下一章：中央处理器 —— CPU ） ⑶ 根据已知条件： MOV:（OP）=(0A)H＝00 1010， STA:（OP）=(1B)H ＝01 1011 ，LDA:（OP）=(3C)H ＝11 1100 ? 分析各指令的二进制代码并进行格式分析和检查： ① (F0F1)H (3CD2)H （双字长指令） = 1111 0000 1111 0001 0011 1100 1101 0010 OP=3CH (LDA指令） 20位地址=13CD2H 对照指令格式，可知其含义是：把主存(13CD2)H 地址单 元的内容取至15号寄存器中。 ∴由前6位操作码OP=(3C)H ，可知这是LDA（取数）指令，操作码编码正确。 目标寄存器号=0FH √ 　 指令系统 ② （2856)H = 0010 1000 0101 0110? 显然：这是一条单字长，只可能是MOV指令。 验证操作码（前6位）：OP=(0A)H，可知操作码编码正确。 目标寄存器号=05H OP=0AH 源寄存器号=06H 对照指令格式，该指令的功能是： 把06号源寄存器的内容传送至05号目标寄存器。 检查操作码OP： ③（6FD6）H = 1100 1111 1101 0110? 这也是一条单字长指令，一定是MOV指令 ? OP= (0A)H。 可知: 操作码编码错误！ OP=33H 目标寄存器号=0DH 源寄存器号=06H ∴ 应当改正为：0010 1011 1101 0110 =（2BD6)H OP=0AH 其含义是： 把06号源寄存器的内容 → 至0D号目标寄存器中。 　 指令系统 ④（1C2）H = 0000 0001 1100 0010? 是单字长指令，也代表MOV指令，但操作码OP显然错误！ OP=00H 目标寄存器号=0CH 源寄存器号=02H 可改正为：0010 1001 1100 0010 = (29C2)H 。 　 其含义是： 把02号源寄存器的内容 → 至0C号目标寄存器。 OP=0AH 堆栈寻址方式 (略） 4.4.1? 串联堆栈 4.4.2? 存储器堆栈　 指令系统 堆栈：是一组能方便存储和取出数据的暂存单元。 这些暂存单元既可以是存储器，也可以是寄存器。 堆栈和其它形式存储器的差别： 堆栈对数据的存取方法或寻址方法有所不同。 计算机中常用两种形式的堆栈： （1）串联堆栈 （2）存储器堆栈。 4.4.1　串联堆栈 串联堆栈(又称作：寄存器堆栈）： 　 　一些计算机的CPU中有一组专门用作堆栈的寄存 器，有16个或更多，它们称为串联堆栈，其中每一个 寄存器都能保存一个数据字。 ????? 当由于某种原因，需要空出某个通用寄存器时，就 可将该通用寄存器内容先暂存入堆栈。以后若需要这 部分数据时，又可以从堆栈中取回来。 由于串联堆栈的操作主要在寄存器之间进行，所以， 操作的速度较快。