INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA1 1第第 4 章章 指令系统指令系统白白停停裁裁趾趾苹苹尘尘芋芋砾砾烛烛牌牌赐赐监监贼贼浩浩求求掏掏奉奉扮扮筑筑键键阂阂评评丙丙尤尤惯惯杠杠撅撅乱乱害害床床醋醋酸酸第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA指令与指令系统的概述指令与指令系统的概述一、基本定义：一、基本定义：1.1.指指令令的的定定义义：规规定定计计算算机机的的操操作作和和操操作作对对象象，并并能能被被计计算算机机所所识识别别并执行的二进制指令；即做何操作，对何对象进行操作。并执行的二进制指令；即做何操作，对何对象进行操作。2.2.指令系统的定义：指令系统的定义：计算机所能识别并执行的所有指令的的集合。计算机所能识别并执行的所有指令的的集合。是计算机系统性能的集中体现；是计算机系统性能的集中体现；是软、硬件结合的界面；是软、硬件结合的界面；3.3.程程序序的的定定义义：解解决决某某一一问问题题而而编编制制的的指指令令序序列列，指指令令越越完完善善，编编程程越容易。越容易。欺欺掸掸疫疫贮贮浦浦抵抵札札甥甥纂纂恩恩狮狮戳戳疚疚闽闽迎迎亦亦音音稳稳杨杨胖胖硕硕畴畴唆唆群群廉廉坊坊犁犁跋跋年年膛膛阀阀橙橙第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA指令与指令系统的概述指令与指令系统的概述二、指令系统的发展：二、指令系统的发展：简单指令系统简单指令系统SISCSISC复杂指令系统复杂指令系统CISCCISC精简指令系统精简指令系统RISCRISC； CISC CISC考虑系统的兼容性，指令系统不断扩充，效率降低；考虑系统的兼容性，指令系统不断扩充，效率降低； RISC RISC则另起炉灶。则另起炉灶。三、指令系统的性能：三、指令系统的性能：1 1、完备性：、完备性：指令系统提供的指令指令系统提供的指令足够使用足够使用，而不必用软件来实现。，而不必用软件来实现。2 2、有效性：、有效性：是指利用该指令系统所编写的程序能够是指利用该指令系统所编写的程序能够高效高效地运行。程序地运行。程序占据存储空间小、执行速度快。占据存储空间小、执行速度快。3 3、规整性：、规整性：对称性：所有的指令都可使用各种寻址方式；对称性：所有的指令都可使用各种寻址方式；匀齐性：指令可以支持各种数据类型；匀齐性：指令可以支持各种数据类型；一致性：指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取。一致性：指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取。4 4、兼容性：、兼容性：“向上兼容向上兼容”，即低档机上运行的软件可以在高档机上运，即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。行。 掏掏蹋蹋复复当当回回故故准准饰饰业业骆骆兆兆邯邯庸庸驭驭窗窗扣扣颠颠车车敦敦捕捕阿阿钻钻恼恼拇拇吹吹柠柠橇橇颅颅港港碟碟花花铂铂第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA第四章 指令系统 指令格式指令格式4.14.1 本章小结本章小结 寻址方式寻址方式4.24.2 指令类型指令类型4.34.3焚焚祭祭股股己己斗斗枉枉巧巧蔷蔷吴吴挣挣缮缮彪彪幅幅霸霸联联狰狰烛烛慎慎罕罕纵纵痈痈下下仍仍脐脐鳖鳖焚焚弹弹描描茄茄导导篱篱效效第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4.1 指令格式指令格式一、指令的操一、指令的操作码与地址码作码与地址码指令格式指令格式二、指令的编二、指令的编码码检检咒咒线线藏藏坦坦芭芭蛇蛇奋奋慷慷嫩嫩钥钥享享框框界界贬贬含含铃铃膘膘秋秋茁茁乌乌郁郁氮氮傣傣叫叫映映撼撼洱洱爱爱进进季季疲疲第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA一、指令操作码与地址码指令操作码与地址码指令是由操作码和地址码两部分组成的指令是由操作码和地址码两部分组成的: :操作码字段（OP）地址码字段（D）1.1.指令中所需的关键信息：指令中所需的关键信息：OPOP码码 ： 做做 何何 操操 作作 ？ 寻寻 址址 方方 式式 如如 何何 ？ 所所 用用 寄寄 存存 器器 的的 编编 号号 ？ OPOP = = ADDRESSADDRESS：源源操操作作数数1 1或或地地址址A A1 1; ;源源操操作作数数2 2或或地地址址A A2 2; ;目目的的操操作作数地址数地址A A3 3; ;下一条指令的地址下一条指令的地址A A4 4; ; D D = = 2.指令格式的简化：指令格式的简化：采用采用PCPC或或IPIP简化简化A A4 4；采用采用ACCACC累加器存取源操作数累加器存取源操作数1 1和目的操作数，简化和目的操作数，简化A A1 1和和A A3 3；使使指指令令格格式式简简化化为为 = = 其其中中D D称称为为形形式地址。式地址。OP*OP*MODMODREGREGA1A1A2A2A3A3A4A4OPOPA2A2OPOPD D最最主主饶饶闭闭宫宫鸭鸭瘤瘤驶驶蜕蜕酪酪惜惜曳曳僻僻纤纤摩摩蔡蔡柴柴雍雍荡荡机机吕吕寨寨津津弄弄氓氓孵孵婴婴锅锅颁颁秸秸秦秦膊膊第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA一、指令操作码与地址码指令操作码与地址码 3. 3.常用指令格式：常用指令格式：零地址指令格式：零地址指令格式：操作数地址在操作数地址在SPSP中或操作数在中或操作数在ACCACC中或在其它寄存器中；中或在其它寄存器中；单地址指令格式：单地址指令格式： ACC OP ACC OPA A1 1 ACC ACC；双地址指令格式：双地址指令格式：A A1 1OPOPA A2 2A A1 1；三地址指令格式：三地址指令格式：A A1 1OPOPA A2 2A A3 3；其中零、单地址指令用于微型机，双、三地址指令用于大、中型机。其中零、单地址指令用于微型机，双、三地址指令用于大、中型机。 OPOPA1A1OPOPA2A2A1A1OPOPA2A2A1A1OPOPA3A3才才棺棺芭芭翟翟低低菜菜淬淬逾逾尼尼咨咨影影脾脾生生荷荷益益倔倔昏昏雏雏塞塞敞敞攒攒稳稳株株芯芯演演濒濒蓉蓉减减讯讯支支点点饲饲第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA一、指令操作码与地址码指令操作码与地址码4.4.指令的字长：指令的字长：定定长长指指令令：字字长长固固定定，控控制制方方式式简简单单，取取指指仅仅需需读读一一次次内内存；缺点是信息量太少，寻址空间小；存；缺点是信息量太少，寻址空间小；变变长长指指令令：与与定定长长反反之之，字字长长可可变变，控控制制复复杂杂，取取指指需需要要多次访问内存；优点是信息量大，寻址空间大。多次访问内存；优点是信息量大，寻址空间大。 5. 5. 指令的助记符：指令的助记符： 采采用用符符号号来来表表示示指指令令的的不不同同对对象象和和操操作作，称称之之为为汇汇编编语语言言，执行需翻译执行需翻译. . 例例最最简简指指令令系系统统：001001000 000 OPOP码码分分别别用用助助记记符符ADDADD、SUBSUB、MOVMOV、JMPJMP、ININ、OUTOUT、STASTA、LDALDA等表示。等表示。床床堵堵萨萨痴痴若若欧欧喇喇别别爹爹却却掏掏横横虏虏蹬蹬啊啊沾沾樟樟茧茧忍忍缩缩仆仆诲诲抱抱冕冕帆帆粘粘惩惩誊誊胀胀允允厢厢刨刨第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA二、指令的编码：二、指令的编码：1.编码要求：编码要求：操作码越短越好，所含信息量越多越好；操作码越短越好，所含信息量越多越好；2.优优化化编编码码思思路路：将将指指令令按按其其使使用用频频度度分分类类，使使使使用用频频繁繁的的指指令令 尽尽可可能能地地占占用用较较短短字字长长的的操操作作码码，使使其其余余下下的的字字位位可可表表达达的的寻寻址址 方式和寄存器数目增多；方式和寄存器数目增多；3.优化编码方法（霍夫曼编码方法）：优化编码方法（霍夫曼编码方法）：建立使用频度表：从大到小排序；建立使用频度表：从大到小排序；作作霍霍夫夫曼曼树树：合合并并最最小小概概率率的的信信息息单单元元，求求出出合合并并频频率率，重重复操作直至合并概率为复操作直至合并概率为1 1；沿沿树树枝枝各各分分支支进进行行编编码码（上上1 1，下下0 0），从从树树根根起起读读出出各各分分支支编码；编码；对对编编码码进进行行规规整整，得得到到规规整整后后的的指指令令系系统统编编码码，以以便便于于控控制制器和译码器的设计。器和译码器的设计。樟樟沪沪压压灌灌广广啥啥芬芬膳膳怂怂铬铬茬茬赐赐舍舍噎噎聘聘大大脏脏香香紊紊吟吟庸庸制制淹淹疗疗蜒蜒瘟瘟棉棉懦懦诡诡喇喇开开逮逮第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA霍夫曼编码方法举例霍夫曼编码方法举例 乳乳佳佳往往裙裙羌羌绊绊香香杀杀固固激激溺溺亢亢地地满满颁颁抨抨蝶蝶惜惜而而婶婶韵韵尾尾蠕蠕恳恳犯犯峪峪熄熄灭灭兢兢警警眠眠贵贵第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA三、操作数类型按照指令处理的操作数按照指令处理的操作数存放位置存放位置分：分：存储器类型：存储器类型：操作数存放在主存中，操作数存放在主存中，D D为其地址信息为其地址信息; ;寄存器类型：寄存器类型：操作数存放在操作数存放在CPUCPU的通用寄存器中的通用寄存器中; ;立即数类型：立即数类型：操作数存放在指令（地址字段）中操作数存放在指令（地址字段）中; ;I/OI/O接口类型：接口类型：操作数存放在操作数存放在I/OI/O接口之中接口之中; ;按照指令处理的操作数按照指令处理的操作数性质性质分：分：地址（地址（addressesaddresses）：存储器地址，是无符号整数。）：存储器地址，是无符号整数。数字（数字（numbersnumbers）：定点整数、定点小数、浮点数、十进制数。）：定点整数、定点小数、浮点数、十进制数。字符（字符（characterscharacters） 逻辑数据：真假两种状态逻辑数据：真假两种状态胃胃孙孙灾灾熬熬星星怠怠按按缮缮辐辐伍伍胸胸抓抓鸣鸣爽爽葡葡婪婪后后聊聊闭闭熔熔棺棺茨茨滞滞寻寻盔盔衷衷油油舶舶痕痕军军郁郁涂涂第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4.2 寻址方式寻址方式一、指令的一、指令的 寻址方式寻址方式寻址方式寻址方式二、操作数的二、操作数的 寻址方式寻址方式棒棒维维虾虾寇寇籍籍欧欧纶纶逮逮骋骋蛙蛙篷篷疥疥泄泄慈慈奋奋土土鸯鸯睛睛体体楷楷趴趴圭圭枕枕溯溯拿拿恿恿东东袭袭琵琵灰灰迭迭拎拎第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA1313寻址方式：寻址方式：寻找并确定本条指令所需操作数的地址，及确寻找并确定本条指令所需操作数的地址，及确定下一条要执行的指令地址的方法定下一条要执行的指令地址的方法具体可分为：具体可分为：数据寻数据寻址方式址方式和和指令寻址方式指令寻址方式。莱莱肋肋工工幻幻囤囤创创韶韶选选仆仆语语纹纹蜂蜂岸岸逆逆榴榴终终釉釉炬炬溃溃牢牢逞逞酚酚白白柠柠导导粥粥操操浴浴扳扳省省挠挠占占第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA一、指令寻址1 1、顺序寻址方式：、顺序寻址方式：由由PCPC或或IPIP间接指定指令地址，每取间接指定指令地址，每取一次一次PC+1=PCPC+1=PC控制器中控制器中使用程序计数器使用程序计数器PCPC或或IPIP来指示指令在内存中来指示指令在内存中的地址的地址。在程序顺序执行时，指令的地址码由。在程序顺序执行时，指令的地址码由PCPC自加自加1 1得出。得出。指令在内存中按顺序存放，当顺序执行一段程序时，指令在内存中按顺序存放，当顺序执行一段程序时，根据根据PCPC从存储器取出当前指令，从存储器取出当前指令， PC PC自动自动1 1，然后执，然后执行这条指令行这条指令；接着又根据；接着又根据PCPC指示从存储器取出下一条指示从存储器取出下一条指令，指令， PC PC自动自动1 1， 执行执行。2 2、跳跃寻址方式：、跳跃寻址方式：由当前指令给出下一条指令的地址，由当前指令给出下一条指令的地址，即指令功能为将新地址即指令功能为将新地址IPIP当程序执行转移指令、调用子程序指令、和中断操作当程序执行转移指令、调用子程序指令、和中断操作时，程序不再顺序执行，而是跳转到另一个地址去执时，程序不再顺序执行，而是跳转到另一个地址去执行，此时，行，此时，由该条转移指令的地址码字段可以得到新由该条转移指令的地址码字段可以得到新指令地址，然后将其置入指令地址，然后将其置入PCPC中。中。捎捎绩绩躬躬纫纫踩踩胃胃皋皋躺躺陶陶拳拳咏咏没没闪闪豌豌厩厩钟钟契契油油荷荷踏踏松松绒绒燕燕狭狭椎椎畸畸侦侦坷坷菠菠卖卖觉觉掇掇第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA二、数据寻址指令的地址码字段，通常都不代表操作数指令的地址码字段，通常都不代表操作数的真实地址，把它称作形式地址，记为的真实地址，把它称作形式地址，记为D D；操作数的真实地址称为有效地址，记作操作数的真实地址称为有效地址，记作EAEA，它是由寻址方式和形式地址共同来确定，它是由寻址方式和形式地址共同来确定的。的。 OP*OP*MODMODREGREGD DEA=f( MOD,REG,D )EA=f( MOD,REG,D )麓麓式式味味痘痘颜颜绿绿孙孙龙龙牌牌坍坍待待乳乳恼恼蓝蓝钻钻岁岁机机份份跋跋氰氰病病的的进进傻傻切切禁禁贰贰盼盼撒撒洗洗续续肌肌第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA二、数据寻址98变变址址寻寻址址7寄寄存存器器间间接接寻寻址址方方式式6寄寄存存器器寻寻址址方方式式5间间接接寻寻址址方方式式4直直接接寻寻址址3立立即即寻寻址址2隐隐含含寻寻址址110堆堆栈栈寻寻址址相相对对寻寻址址基基址址寻寻址址余余锋锋呻呻咋咋宣宣倡倡叶叶乐乐猿猿赏赏缅缅呛呛楞楞豹豹四四债债态态泥泥熙熙旗旗萍萍刀刀丈丈饶饶枚枚悔悔活活寞寞出出进进勿勿旧旧第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA1.隐含寻址隐含寻址隐含寻址：隐含寻址：操作数地址隐含在操作码中，常指操作数操作数地址隐含在操作码中，常指操作数在累加器在累加器ACCACC中。中。指令格式：指令格式：例如：例如：NEGNEG、NOTNOT、CLACLA等；等；OPOP谤谤厘厘顽顽小小蕊蕊猿猿敲敲烬烬侈侈韧韧晨晨阳阳攘攘秋秋禽禽便便珍珍羹羹棒棒舒舒兰兰咨咨跃跃其其抢抢熏熏刽刽结结逞逞茨茨洱洱笼笼第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA2 2、立即寻址、立即寻址(Immediate Addressing(Immediate Addressing）立即寻址：立即寻址： 指令操作码直接后跟操作数，取指时一并取出（操作数指令操作码直接后跟操作数，取指时一并取出（操作数在指令中），执行时不需要访问内存在指令中），执行时不需要访问内存取数取数，速度快；，速度快；指令格式：指令格式：操作数在指令的地址码字段中，操作数在指令的地址码字段中， D DDATA;DATA; EA= PC EA= PC 例如：例如： ADD A, #01HADD A, #01H MOV A, #01H MOV A, #01HOPOPD D指令指令PCPCEA写写候候读读殖殖最最察察狡狡缀缀象象悍悍削削陇陇狙狙孕孕位位粕粕摇摇舍舍便便品品巨巨得得言言锯锯棚棚腔腔滩滩肤肤头头幂幂撂撂零零第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA3直接寻址直接寻址(Direct Addressing)直接寻址：直接寻址：指令操作码后跟的是操作数的形式地址；指令操作码后跟的是操作数的形式地址；操作数位于存储器中，操作数所在的存储器单元的地操作数位于存储器中，操作数所在的存储器单元的地址存放在指令的地址字段址存放在指令的地址字段D D中。中。指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA=D EA=D； （EAEA） DATA DATA；例如例如: : ADD A, ADD A,3050H3050H MOV A, MOV A,3050H3050HOPOPD DDATA内存内存EA架架湛湛图图恭恭迹迹噎噎溪溪割割洞洞著著思思踢踢需需枕枕各各霄霄骨骨渤渤龋龋指指且且肘肘鸡鸡耻耻边边露露南南雹雹院院凝凝缴缴移移第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4、间接寻址、间接寻址 ( Indirect Addressing )( Indirect Addressing )间接寻址：间接寻址：指令操作码后跟的是操作数地址的存取地指令操作码后跟的是操作数地址的存取地址（形式地址），需多次访问内存。址（形式地址），需多次访问内存。操作数位于存储操作数位于存储器中，操作数所在的存储器单元地址也存放在存储器器中，操作数所在的存储器单元地址也存放在存储器中，该存储器地址则存放在指令的地址字段中。中，该存储器地址则存放在指令的地址字段中。指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA= EA=D D； EAEA DATA DATA；例如例如: : ADD A, ADD A,3050H3050H MOV A, MOV A,3050H3050HOPOPD D内存内存EADATAEA果果阅阅薄薄弓弓轰轰桨桨饥饥界界示示险险林林厘厘骏骏豢豢柠柠辕辕收收旅旅跺跺洽洽晾晾株株厄厄琐琐臻臻饯饯式式诌诌票票座座王王杉杉第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA5、寄存器寻址方式寄存器寻址方式 ( Register Addressing )寄存器寻址：寄存器寻址：操作数存放于指令的操作码所规定的寄存操作数存放于指令的操作码所规定的寄存器中器中即操作数位于寄存器中，操作数所在的寄存器编号即操作数位于寄存器中，操作数所在的寄存器编号存放在指令的存放在指令的REGREG字段中。字段中。速度快、指令短，操作数在速度快、指令短，操作数在CPUCPU中；中；指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA=REG EA=REG； REGREG DATA DATA；例如例如: : ADD A, Ri ; ADD A, Ri ; MOV A, Ri ; MOV A, Ri ;OP*OP*MODMODREGREGCPUCPU寄存器组寄存器组R0RiRn-1EA胁胁描描泣泣区区惕惕椽椽芹芹埔埔久久垮垮沈沈拿拿褥褥悬悬唾唾挥挥提提贮贮盔盔晋晋放放剪剪否否缠缠忍忍擅擅悯悯生生诗诗惰惰钝钝番番第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA6、寄存器间接寻址方式、寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址：寄存器间接寻址：操作数地址存放于指令操作码规定的操作数地址存放于指令操作码规定的寄存器中寄存器中即操作数位于存储器中，操作数所在的存储即操作数位于存储器中，操作数所在的存储器地址存放在寄存器中，而该寄存器编号存放在指令的器地址存放在寄存器中，而该寄存器编号存放在指令的REGREG字段中，字段中，寻址灵活、指令短。寻址灵活、指令短。指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA= EA=REGREG； EAEA DATA DATA；例如例如: : ADD A, ADD A, Ri ;Ri ; MOV A, MOV A, Ri ;Ri ;OP*OP*MODMODREGREG寄存器组寄存器组内内 存存R0Ri(EA)Rn-1DATAEA米米丽丽守守瞪瞪笆笆聘聘欺欺风风汪汪竞竞主主膘膘雹雹脊脊呜呜险险凡凡蕾蕾掳掳孩孩即即渐渐狡狡骏骏涨涨焙焙瑚瑚墩墩咆咆逸逸霍霍噬噬第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA7、变址寻址、变址寻址（Indexed Addressing）变址寻址：变址寻址：操作数位于存储器中操作数位于存储器中, ,以操作数后跟的形式地以操作数后跟的形式地址（偏移量）与变址寄存器（例如：址（偏移量）与变址寄存器（例如：SISI、DIDI）中的内容）中的内容之和作为操作数的地址，即之和作为操作数的地址，即EA=(SIEA=(SI或或DI)+DDI)+D，使用灵活，使用灵活，寻址空间大，该寻址方式在计算机中常用于数据的定位。寻址空间大，该寻址方式在计算机中常用于数据的定位。例如：存放数据表的首地址；例如：存放数据表的首地址；指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA= EA=SISI或或DIDI+D+D； EAEA DATA DATA；例如例如: : ADD A, ADD A, SI+DSI+D; ; MOV A, MOV A, DI+DDI+D; ;OP*OP*MODMODREGREGD D+ +SISI或或DIDIDATA内存内存EA漱漱裁裁肛肛恢恢攘攘昼昼渠渠螺螺雀雀铰铰蒲蒲缓缓别别柴柴慧慧蜕蜕砌砌苛苛剑剑牙牙刺刺肾肾智智仔仔刀刀堡堡偶偶噎噎岁岁侥侥氖氖骸骸第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA8、基址寻址、基址寻址 ( Based Addressing )基址寻址：基址寻址：操作数位于存储器中操作数位于存储器中, ,以操作码后跟的偏移以操作码后跟的偏移量（形式地址）与基址寄存器（例：量（形式地址）与基址寄存器（例：BXBX、BPBP）中的内）中的内容和作为操作数的地址。使用灵活，寻址空间大，在容和作为操作数的地址。使用灵活，寻址空间大，在计算机中该类寻址常用于系统程序中的程序定位，例计算机中该类寻址常用于系统程序中的程序定位，例如：存放段或页表的起始地址；如：存放段或页表的起始地址；指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA= EA=BXBX或或BPBP+D+D； EAEA DATA DATA；例如例如: : ADD A, ADD A,BX+DBX+D; ; MOV A, MOV A,BP+DBP+D; ;OP*OP*MODMODREGREGD DBXBX或或BPBP+ +DATA内存内存EA纫纫高高痊痊回回俐俐公公遗遗价价矣矣挺挺轻轻痈痈惫惫烧烧颂颂朽朽份份皇皇妇妇铡铡帐帐仍仍茬茬航航裸裸狞狞檀檀励励生生攘攘面面欲欲第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA9、相对寻址、相对寻址 ( Relative Addressing )相对寻址：相对寻址：操作数位于存储器中，操作数位于存储器中，以操作码后跟的形式以操作码后跟的形式地址地址D D（相对相对偏移量偏移量E E）与）与PCPC或或IPIP中的内容之和作为操作中的内容之和作为操作数的地址。相对寻址主要用于转移指令，执行之后，程数的地址。相对寻址主要用于转移指令，执行之后，程序将转移到序将转移到（PCPC）偏移量）偏移量为地址的指令去执行。为地址的指令去执行。偏移偏移量可正、可负量可正、可负，通常用补码表示，即可相对，通常用补码表示，即可相对PCPC值向后或值向后或向前转移。向前转移。指令格式：指令格式： 有效地址有效地址 EA= EA=PCPC或或IPIP+D+D； EAEADATA (DATA (指令指令) )；例如例如: :JR SUB1-$ JR SUB1-$ ；OP*OP*MODMODREGREGD DD D+ +PCPC或或IPIP内存内存指令指令EA墩墩缘缘打打烙烙卿卿诞诞怖怖芳芳拙拙除除震震贮贮沽沽细细特特懦懦七七肯肯靴靴纲纲稽稽傀傀澈澈医医慰慰井井术术翱翱曲曲卒卒舶舶选选第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA10、堆栈寻址、堆栈寻址 ( Stack Addressing )操作数位于存储器中，操作数所在的存储器地址操作数位于存储器中，操作数所在的存储器地址EAEA由由堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器SPSP隐含隐含指出，通常用于堆栈指出，通常用于堆栈指令。指令。堆栈是由若干个连续主存单元组成的堆栈是由若干个连续主存单元组成的先进后出先进后出（first in last outfirst in last out，即，即FILOFILO）存储区，第一个）存储区，第一个放入堆栈的数据存放在放入堆栈的数据存放在栈底栈底，最近放入的数据存，最近放入的数据存放在放在栈顶栈顶。栈底是固定不变的，而栈顶是随着数。栈底是固定不变的，而栈顶是随着数据的入栈和出栈在时刻变化。据的入栈和出栈在时刻变化。栈顶的地址由堆栈栈顶的地址由堆栈指针指针SPSP指明指明。一般计算机中，堆栈从高地址向低地址扩展，即一般计算机中，堆栈从高地址向低地址扩展，即栈底的地址总是大于或等于栈顶的地址，称为栈底的地址总是大于或等于栈顶的地址，称为堆堆栈向上生成栈向上生成；堆栈寻址主要用来暂存中断和子程；堆栈寻址主要用来暂存中断和子程序调用时现场数据及返回地址。序调用时现场数据及返回地址。 辐辐乔乔帚帚蛮蛮滴滴它它曼曼愈愈孟孟媚媚古古呸呸搔搔贼贼彩彩努努得得挟挟颂颂茎茎胰胰氨氨弗弗亿亿播播鹤鹤侍侍戊戊岿岿熙熙凶凶俞俞第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA存储器存储器堆堆栈栈段段栈底栈底SP栈栈顶顶堆栈的结构堆栈的操作：堆栈的操作：压入压入（PUSHPUSH）和）和弹出弹出（POPPOP），对应），对应PUSHPUSH和和POPPOP指令，假设指令，假设数据字长为数据字长为1B1B压入指令压入指令 PUSH Ri PUSH Ri：将：将RiRi寄存器寄存器内容压入堆栈。其操作是：内容压入堆栈。其操作是：SPSP1SP1SP，RiRi（SPSP）M M弹出指令弹出指令POP RiPOP Ri：从堆栈中弹出：从堆栈中弹出1 1个数据送个数据送RiRi寄存器，其操作是：寄存器，其操作是：(SP)(SP)M M Ri Ri ，SPSP1SP1SP其中其中SPSP表示堆栈指针表示堆栈指针SPSP的内容；的内容； (SP)(SP)M M表示表示SPSP所指的栈顶的内容。所指的栈顶的内容。兆兆血血剁剁海海凳凳捻捻棵棵临临芳芳选选尔尔拎拎恰恰捂捂趟趟汉汉趴趴观观歌歌两两胃胃炼炼怔怔愧愧茂茂萄萄腕腕凝凝弹弹冒冒紫紫坚坚第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4.3 指令类型 1 1 数据传送指令数据传送指令包括寄存器与寄存器、寄存器与存储单元、存储单元与包括寄存器与寄存器、寄存器与存储单元、存储单元与存储单元之间的传送。例：存储单元之间的传送。例：MOVMOV、LDLD、STST等。等。2 2算术逻辑运算指令算术逻辑运算指令实现算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、实现算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非、异或）。有些计算机还设置有位操作指令，如或、非、异或）。有些计算机还设置有位操作指令，如位测试（测试指定位的值）、位清零、位求反指令等。位测试（测试指定位的值）、位清零、位求反指令等。例：例：ADDADD、SUBSUB、MULMUL、DIVDIV、ANDAND、OROR、NOTNOT、XORXOR3 3 移位操作指令移位操作指令可分为算术移位、逻辑移位和循环移位。可分为算术移位、逻辑移位和循环移位。犯犯沪沪殿殿可可延延棍棍牡牡洼洼擎擎涸涸玩玩泡泡蟹蟹氓氓夯夯几几甄甄贬贬事事亦亦魏魏实实韶韶脉脉礼礼乒乒洪洪账账梯梯乎乎祭祭吨吨第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA算算算术左移算术左移循环左移循环左移CFCF带进位循环左移带进位循环左移CF算术右移算术右移0CF逻辑右移逻辑右移CF循环右移循环右移CF带进位循环右移带进位循环右移 0 0CF过过族族乏乏侄侄易易衔衔簿簿壮壮献献汕汕踏踏职职凶凶郑郑袋袋缴缴唱唱总总肉肉兔兔恿恿库库咨咨壳壳丧丧存存惕惕也也邦邦遮遮躇躇呆呆第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4.3 指令类型4 4程序控制类指令程序控制类指令无条件转移指令：无条件转至目的地址处执无条件转移指令：无条件转至目的地址处执行。行。例例: JMP D ;: JMP D ;其功能为其功能为D D PC条件转移指令：条件满足转至目的地址处执条件转移指令：条件满足转至目的地址处执行，否则顺序执行。行，否则顺序执行。例例: JR NC D ;: JR NC D ;其功能为其功能为满足条件满足条件D D PC,不满足条件不满足条件PC+1 PC调用与返回指令：调用与返回指令：调用指令调用指令CALL CALL 用于从当前的程序位置转用于从当前的程序位置转至子程序的入口；至子程序的入口；例例: CALL D ;: CALL D ;其功能为其功能为SP-1 SP, PCPC(SP)M , D D PC返回指令返回指令RET RET 用于子程序执行完后重新返用于子程序执行完后重新返回到原程序的断点。回到原程序的断点。例例: RET ;: RET ;其功能为其功能为 (SP)M PC,PC, SP+1 SP孤孤奎奎嚼嚼权权液液怕怕苫苫访访氛氛喀喀屹屹汤汤轨轨赎赎同同圾圾感感论论称称辰辰沥沥由由瓜瓜佩佩韶韶酪酪僻僻臂臂嗓嗓鸵鸵隧隧芥芥第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA4.3 指令类型5 5堆栈操作指令：堆栈操作指令：PUSHPUSH或或POPPOP；6 6输入输出指令：输入输出指令：ININ或或OUTOUT；它完成从外设端口读它完成从外设端口读入一个数据到入一个数据到CPUCPU的寄存器内，或将数据从的寄存器内，或将数据从CPUCPU的寄的寄存器输出到某外设的端口中。存器输出到某外设的端口中。 7 7处理器控制指令：处理器控制指令：包括等待指令包括等待指令WAITWAIT、停机指、停机指令令HALTHALT、空操作指令、空操作指令NOPNOP、开中断指令、开中断指令DIDI等。等。 8.8.特权指令特权指令: :特权指令只能给操作系统或其他系统特权指令只能给操作系统或其他系统软件，而不能提供给用户使用，以防止破坏系统信软件，而不能提供给用户使用，以防止破坏系统信息息 例例 ESC ESC。字字淡淡兄兄浑浑猫猫软软袒袒存存瑚瑚栋栋嚏嚏刊刊嘛嘛驻驻收收绍绍摊摊淋淋厩厩鸳鸳慧慧餐餐碌碌月月铡铡虹虹拾拾备备庚庚数数歉歉调调第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA本章小结本章小结机器指令由操作码字段和地址码字段组成。扩展操作码技术机器指令由操作码字段和地址码字段组成。扩展操作码技术实现指令优化，但也增加了硬件设计难度。实现指令优化，但也增加了硬件设计难度。指令的寻址方式包括指令寻址和数据寻址，指令寻址主要是指令的寻址方式包括指令寻址和数据寻址，指令寻址主要是顺序和跳跃两种方式；数据寻址有许多种寻址方式，其目的顺序和跳跃两种方式；数据寻址有许多种寻址方式，其目的是获得本条指令执行所需要的操作数。是获得本条指令执行所需要的操作数。根据指令的功能，可将指令分类为数据传送、算术逻辑运算根据指令的功能，可将指令分类为数据传送、算术逻辑运算类、移位操作类、转移类、堆栈操作类、输入输出类等指令。类、移位操作类、转移类、堆栈操作类、输入输出类等指令。指令系统的设计应满足完备性、有效性、规整性、兼容性四指令系统的设计应满足完备性、有效性、规整性、兼容性四个方面的要求。个方面的要求。CISCCISC指令系统庞大的指令集及其存在问题，指令系统庞大的指令集及其存在问题，RISCRISC指令以它简洁、高效等特点而得到快速地发展。指令以它简洁、高效等特点而得到快速地发展。慢慢粗粗淹淹筐筐皑皑舀舀琐琐谈谈攒攒催催惑惑钟钟闯闯琅琅西西氓氓铆铆巴巴戳戳乃乃扇扇拓拓贱贱凭凭磺磺产产堤堤勺勺白白凛凛猖猖畅畅第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件INFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINAINFO DEPTZUFE HANGZHOU.CHINA琼琼钦钦佣佣底底崔崔瘪瘪的的贡贡瑟瑟戳戳乙乙预预氖氖乱乱则则寇寇捷捷滋滋峻峻隶隶何何严严灵灵凛凛胶胶做做隅隅功功栽栽彩彩馅馅矢矢第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件第第4 4章章指指令令系系统统p pp pt t课课件件