MIPS体系结构——计算机组成原理

文章目录

  • 1.指令系统简介:
    • 1.分类:
    • 2.应用:
    • 3.MIPS指令系统的特点:
    • 4.指令带来的问题:
  • 2.简单的MIPS指令:
    • 2.1加法指令:
    • 2.2访存指令:
  • 3.MIPS的通用寄存器及用途:
    • 3.1使用列示:
  • 4.MIPS指令的基本格式:
    • 1.三种基本格式:R、J、I
    • 2.不同维度的指令分类:
    • 3.R型指令格式:
    • 4.I型指令格式:
    • 5.J型指令格式:
      • 5.1条件分支指令:
      • 5.2非条件分支指令:

1.指令系统简介:

1.分类:

复杂指令系统:X86(代表);
精简指令系统:MIPS(代表);

2.应用:

MIPS处理器广泛的应用于:
数字电视、机顶盒、蓝光播放器、游戏机、网络设备;

3.MIPS指令系统的特点:

指令的类型较少;
指令的复杂度较低;
这些特点使得CPU运行的更快;

MIPS体系结构——计算机组成原理_第1张图片

4.指令带来的问题:

但是这些特点使得使用MIPS指令编程十分困难,所以我们一般需要一个十分优秀的编译器;

2.简单的MIPS指令:

2.1加法指令:

MIPS体系结构——计算机组成原理_第2张图片

2.2访存指令:

MIPS体系结构——计算机组成原理_第3张图片

3.MIPS的通用寄存器及用途:

3.1使用列示:

编号与名称相对应:

MIPS体系结构——计算机组成原理_第4张图片

4.MIPS指令的基本格式:

1.三种基本格式:R、J、I

MIPS体系结构——计算机组成原理_第5张图片

2.不同维度的指令分类:

MIPS体系结构——计算机组成原理_第6张图片

3.R型指令格式:

(1)、一共有6个域;
(2)、shamt表示的是移位操作的位数;
(3)、R指令中opcode的值一般是0,funct和opcode一起表示指令的类型;
(4)、目的操作数是用来保存运算结果的操作数;

在这里插入图片描述

(5)、指令的手工转换:
MIPS体系结构——计算机组成原理_第7张图片

4.I型指令格式:

(1)、opcode是用来指定指令类型的操作数,由于没有funct所以不同I型指令之间的opcode的值也是不同的;
(2)、MIPS体系结构——计算机组成原理_第8张图片

在这里插入图片描述

示例:
MIPS体系结构——计算机组成原理_第9张图片

5.J型指令格式:

(1)、改变控制流的指令:

5.1条件分支指令:

MIPS体系结构——计算机组成原理_第10张图片

在这里插入图片描述
1.beq:相同跳转
MIPS体系结构——计算机组成原理_第11张图片

MIPS体系结构——计算机组成原理_第12张图片
2.bne不同跳转

5.2非条件分支指令:

jump(j)跳转到更远的地方:
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在这里插入图片描述

MIPS体系结构——计算机组成原理_第14张图片

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