第9讲_指与令格式 .pptVIP

盛建伦jlsheng@ Computer Organization 青岛理工大学 * * 计算机组成原理 Principles of Computer Organization 广义双语教学课程 09/skyclass25/ 青岛理工大学 校级精品课程 /ec/C84/ 第5章 指 令 系 统 指令格式 Instruction Formats 寻址方式 Addressing modes 指令系统的设计方法 Chapter 5 Instruction Sets RISC An instruction set, or instruction set architecture (ISA), is the part of the computer architecture related to programming, including the native data types, instructions, registers, addressing modes, memory architecture, interrupt and exception handling, and external I/O. 指示计算机完成某一特定操作的最基本的命令称为计算机的“指令”Instruction。 指令是计算机硬件能直接识别并执行的命令，是用机器语言编写程序的基础工具。 一条指令能完成某种基本操作，一台计算机有几十条到几百条不同的指令。 一台计算机的指令格式及其所有指令的集合称为该计算机的指令系统。 指令系统表征着计算机的基本功能，是程序设计者看到的机器的主要属性和软、硬件的主要交界面。 指令系统的设计主要包括操作类型、操作内容和指令格式的设计。 §5.2 指令格式 Instruction Formats §5.2.1 指令的一般格式 计算机是通过执行指令来处理各种数据的，为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作，一条指令应包含下列信息： (1) 操作的性质及功能。 (2) 操作数(Operands)的地址(Address)。 (3) 操作结果的地址。 (4) 下一条指令的地址。 以上信息可以归纳为两类： 一是表示该指令要完成的操作，每种操作都用一个二进制形式的代码表示，称为操作码（Operation Code)，操作码一般位于指令字的前部。 二是描述操作数或下条指令的地址，称为地址码 (Address Code)。 指令的基本格式： 操作码 地址码 指令中的地址码字段用来指出参与操作的操作数的地址，地址码的位数决定能够直接访问的存储空间范围。 指令操作码的长度（二进制位数）决定了指令系统中完成不同操作的指令条数。 指令是用来表示控制信息的一组二进制形式的代码，它应包含与自动进行某个基本信息处理操作有关的内容。 指令格式 Instruction Formats 指令的地址结构 地址结构是指在指令中给出几个地址。 根据地址码中所给出的地址个数，可有几种不同的指令格式： (1) 三地址指令 Three- Address Instruction 格式： OPCODE A1 A2 A3 其中： OPCODE—操作码，A1—第一操作数地址，A2—第二操作数地址 ，A3—操作结果的存贮地址。 其操作表达式为：（A1）OP（A2）→A3 (2) 两地址指令 Two- Address Instruction 格式： OPCODE A1 A2 其操作表达式为：（A1）OP（A2）→A1 目的操作数 源操作数 (3) 一地址指令 One- Address Instruction 格式： OPCODE A 一地址指令常被称为“单操作数指令”，实际上它有两种情况。 一是参与操作的只有一个操作数，在对地址A所指定的操作数执行OPCODE规定的操作后，产生的结果仍存回到该地址中。 例如，加1、减1、求反、(移位)等都是单操作数指令。 二是参与操作的有两个操作数，其中一个是隐含的。 例如，一些对两个操作数进行算术逻辑运算的指令也采用这种格式。此时，另一个操作数（目的操作数）隐含在累加器中，指令执行后目的操作数为操作结果取代。 又如，堆栈操作指令也是有2个操作数的一地址指令，在指令中给出了一个操作数地址，另一个操作数隐含在栈顶。 (4) 零地址指令 Zero- Address Instruction 格式： OPCODE 指令中只有操作码，没有操作数，所以