N07-指令系统

1、 0 0 1 1 2 2 3 3+1+1+1+1+1+16 66 6E E E=（PC）+D，S=（E）=（PC）+D） DPCD+PCSSE=（RA）+D，S=（E）=（RA）+D） DAD+ASSE=（Rx）+D，S=（E）=（Rx）+D） DAD+ASS变址寄存器l 块寻址方式经常用在输入输出指令中，以实现块寻址方式经常用在输入输出指令中，以实现外存储器或外围设备同内存之间的数据块传送。外存储器或外围设备同内存之间的数据块传送。l 块寻址方式在内存中还可用于数据块搬家。块寻址方式在内存中还可用于数据块搬家。l 块寻址时，通常在指令中指出数据块的起始地块寻址时，通常在指令中指出数据块的起始

2、地址（首地址）和数据块的长度（字数或字节址（首地址）和数据块的长度（字数或字节数）。数）。 段寄存器段寄存器逻辑地址逻辑地址AABBCCDDEEA栈顶栈顶302301300277276275274aabbcc例例3 某计算机字长为某计算机字长为32位，主存容量为位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令。试采字，采用单字长单地址指令。试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。式设计指令格式。例例4 例例3 例例33一种二地址一种二地址RSRS型指令的结构如下所示：型指令的结构如下所示： 6 6位位 4 4位位 1 1位位 2 2位位 1616位位

3、OP-通用寄存器通用寄存器IX偏移量偏移量D其中其中I I为间接寻址标志位，为间接寻址标志位，X X为寻址模式字段，为寻址模式字段，D D位偏移量字段。位偏移量字段。通过通过I I，X X，D D的组合，可构成下表所示的寻址方式。的组合，可构成下表所示的寻址方式。 请写出六请写出六种寻址方式的名称。种寻址方式的名称。寻址方式寻址方式IX有效地址有效地址E E算法算法说明说明(1)(1)0 00000E=DE=D(2)(2)0 00101E=(PC)+DE=(PC)+DPCPC为程序计数器为程序计数器(3)(3)0 01010E=(R2)+DE=(R2)+DR2R2为变址寄存器为变址寄存器(4)

4、(4)1 11111E=(R3)E=(R3)(5)(5)1 10000E=(D)E=(D)(6)(6)0 01111E=(R1)+DE=(R1)+DR1R1为基址寄存器为基址寄存器 解解 ：直接寻址直接寻址相对寻址相对寻址 变址寻址变址寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址 间接寻址间接寻址基址寻址基址寻址 例例5 某某1616位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示，该机位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示，该机有两个有两个2020位基址寄存器，四个位基址寄存器，四个1616位变址寄存器，十六个位变址寄存器，十六个1616位通用位通用寄存器，指令汇编格式中的寄存器，指令汇编格式中的S S（源）

5、，（源），D D（目标）都是通用寄存器，（目标）都是通用寄存器，M M是主存中的一个单元。三种指令的操作码分别是是主存中的一个单元。三种指令的操作码分别是 MOVMOV（OPOP）（）（A A）H H ， STASTA（OPOP）（）（1B1B）H H ， LDALDA（OPOP）（）（3C3C）H H。MOVMOV是传送指令，是传送指令，STASTA为写数指令，为写数指令，LDALDA为读数指令。为读数指令。 要求：要求： 分析三种指令的指令格式与寻址方式特点。分析三种指令的指令格式与寻址方式特点。 CPUCPU完成哪一种操作所花时间最短？哪一种操完成哪一种操作所花时间最短？哪一种操作所花时

6、间最长？第二种指令的执行时间有时会等作所花时间最长？第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗？于第三种指令的执行时间吗？下列情况下每个十六进制指令字分别代表什下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作？其中如果有编码不正确，如何改正才能成么操作？其中如果有编码不正确，如何改正才能成为合法指令？为合法指令？ (F0F1)H (3CD2)H (F0F1)H (3CD2)H (2856)H(2856)H （6FD6)H6FD6)H （1C2)H1C2)H 图图 20。1 LDA S, M解解： 第一种指令是第一种指令是单字长二地址单字长二地址指令，指令，RRRR型；第二种指令是型；第二

7、种指令是双字双字长二地址长二地址指令，指令，RSRS型，其中型，其中S S采用采用基址寻址或变址寻址基址寻址或变址寻址，R R由源寄由源寄存器决定；第三种也是存器决定；第三种也是双字长二地址双字长二地址指令，指令，RSRS型，其中型，其中R R由目标由目标寄存器决定，寄存器决定，S S由由2020位地址（位地址（直接寻址直接寻址）决定。）决定。 处理机完成第一种指令所花时间处理机完成第一种指令所花时间最短最短，因为是，因为是RRRR型指令，型指令，不需要访问存储器。不需要访问存储器。 第二种指令所花时间最长，因为是第二种指令所花时间最长，因为是RSRS型指令，需要访问存储型指令，需要访问存储器

8、，同时要进行寻址方式的变换运算（基址或变址），这也需要器，同时要进行寻址方式的变换运算（基址或变址），这也需要时间。时间。 第二种指令的执行时间不会等于第三种指令，因为第三种第二种指令的执行时间不会等于第三种指令，因为第三种指令虽然也访问存储器，但节省了求有效地址运算的时间开销。指令虽然也访问存储器，但节省了求有效地址运算的时间开销。根据已知条件：根据已知条件： MOVMOV（OPOP）001010001010， STASTA（OPOP）011011011011， LDALDA（OPOP）111100,111100, 将指令的十六进制格式转换成二进制代码且比较后可知：将指令的十六进制格式转换成二进制代码且比较后可知：（F0F1F0F1）H H （3CD23CD2）H H 指令代表指令代表LDALDA指令，编码正确，其含指令，编码正确，其含义是把主存（义是把主存（13CD213CD2）H H 地址单元的内容取至地址单元的内容取至1515号寄存器。号寄存器。（2856)H2856)H 指令代表指令代表MOVMOV指令，编码正确，含义是把指令，编码正确，含义是把6 6号源寄号源寄存器的内容传送至存器的内容传送至5 5号目标寄存器。号目标寄存器。 （6FD66FD6）H H 是单字长