第7章指令系统演示文稿.PPTVIP

指令系统的性能 4．低级语言与硬件结构的关系 　　计算机的程序是计算机能够识别的一串指令或语句。编写程序的过程，称为程序设计，而程序设计所使用的工具则是计算机语言． 计算机语言有高级语言和低级语言之分。高级语言语句和用法与具体机器的指令系统无关。低级语言分机器语言（二进制语言）和汇编语言（符号语言），这两种语言都是面向机器的语言，它们和具体机器的指令系统密切相关。 综上所述，汇编语言与硬件的关系密切，编写的程序紧凑、占内存小、速度快，特别适合于编写经常与硬件打交道的系统软件；而高级语言不涉及机器的硬件结构，通用性强、编写程序容易，特别适合于编写与硬件没有直接关系的应用软件。 2. 地址码 根据一条指令中有几个操作数地址，可将该指令称为几操作数指令或几地址指令。 　　一般的操作数有被操作数、操作数及操作结果这三种数，因而就形成了三地址指令格式。在此基 础上，后来又发展成二地址格式、一地址格式和零地址格式，如下图所示： 8、 指令长度与字长的关系 　字长：指计算机能直接处理的二进制数据的位数，它是计算机的一个重要技术指标。 　　 作用:字长决定了计算机的运算精度，字长越长，计算机的运算精度越高。 第一字节 第一个半字 第二个半字 第三个半字 第二字节 第三字节 第四字节 第五字节 第六字节 IBM 370系列机的指令格式（4） L OP D2 B2 L1 OP L2 OP SS型 SS型 SSE型 D1 B1 D2 B2 D1 B1 D2 B2 D1 B1 SS和SSE型指令是存储器-存储器指令，两个操作数都在存储器中，其地址分别为 (B1) ＋ D1 和 (B2) ＋ D2 ，同时（B1)+D1也是目的地址。SS和SSE型指令是可变字长的指令，用于十进制运算及字符串的运算和处理。 课堂练习与思考： 1.指令格式中，地址码字段是通过 来体现的,因为通过某种方式的变换,可以给出 地址。常用的指令格式有零地址指令、单地址指令、 三种. 寻址方式 操作数有效 二地址指令 2、二地址指令中,操作数的物理位置可安排在____。 A、栈顶和次栈顶 B、两个主存单元 C、一个主存单元和一个寄存器 D、两个寄存器 C 3、指令格式是指令用 表示的结构形式,通常格式中由操作码字段和 字段组成。 二进制代码 地址码 7.3.2 指令寻址方式 寻找指令或操作数有效地址的方式 指令寻址 顺序寻址 跳跃寻址 操作数寻址 1、顺序寻址 程序的指令序列在主存顺序存放。程序执行时从第一条指令开始，逐条取出并逐条执行，这种程序的顺序执行过程，称为顺序寻址方式。 为了达到顺序寻址的目的，CPU中必须有一个程序计数器（PC）对指令的顺序号进行计数。PC中开始时存放程序的首地址，每执行一条指令，PC 加1，以指出下条指令的地址，直到程序结束。 PC存放下一条指令的地址 顺序寻址过程 100 Inc AX add ax,bx PC +1 100 101 内存 101 2、跳跃寻址 当程序中出现分支或循环时，就会改变程序的执行顺序。此时对指令寻址就要采取跳跃寻址方式。 所谓跳跃，就是指下条指令的地址不是通过程序计数器PC当前值获得的，而是由指令本身给出。 跳跃的处理方式是重新修改PC的内容。然后进入取指令阶段。 跳跃寻址过程 IR 100 JMP 103 MOV AX,BX PC 内存 100 101 102 103 +1 JMP 103 指令寄存器IR MOV AX,BX 103 7.3.3 操作数的寻址方式 形成操作数有效地址的方法。 单地址指令地址码的构成: X , I ,D 实际有效地址为E, 实际操作数S S= (E) OP X I D 操作码 变址位 形式地址 间址位 寻址方式分类 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 变址寻址 复合寻址 1、立即寻址 地址码字段是操作数本身 S=D 例: MOV AX,2038H （2038H→AX） Little-Endian MOV 38 20 20 38 内存 AX 2、寄存器寻址(Register Addressing) 操作数在CPU的内部寄存器中. AX,BX,CX,DX MOV AX, BX E=R 0x2000 0x4FF