计算机组成原理-笔记-第四章

目录

第四章——指令系统

1、指令格式

（1）指令（机器指令-二进制数）

（2）指令分类（按照 地址码的数量 分类）

（3）指令分类（按照长度分类）

（4）指令分类（按照 操作类型）

（5）总结

2、拓展操作码

（1）操作码拓展方法（注意事项）

（2）习题（拓展操作码）

（3）总结

3、指令寻址（顺序、跳跃）

（1）总结

4、数据寻址

（1）直接寻址（和立即寻址不一样——2次）

（2）间接寻址（便于-编制程序-n次）

（3）寄存器寻址（速度快-1次）

（4）寄存器间接寻址（速度快-对间接寻址来说-2次）

（5）隐含寻址

（6）立即寻址

（7）总结

5、数据寻址（偏移寻址）

（1）基址寻址（基地址+偏移量——面向操作系统）

（2）变址寻址（循环结构——面向程序员）

（3）相对寻址（方便jump跳转！）

（4）总结

（5）硬件——比较器

（6）堆栈寻址（软硬件的实现方式都有——pop & push）

6、汇编语言

（1）   指明内存的读写长度

（2）   寄存器

（3）   命令说明

（4） X86汇编指令

（5） AT&T格式 和 Intel格式

（6） 选择语句（用jump）

（7） 循环语句（jump & loop）

（8） CISC & RISC

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第四章——指令系统

CPU设计厂商会定义并实现一组机器指令集，供汇编语言使用和调用。

机器指令是计算机硬件直接理解和执行的指令，它们以二进制形式表示，对应着特定的操作和功能。

1、指令格式

 

（1）指令（机器指令-二进制数）

（2）指令分类（按照 地址码的数量 分类）

 

 

（3）指令分类（按照长度分类）

机器字长：CPU一次运算，可以处理的位数！（16、32、64位）x32、x64

因此，当指令是双字长指令时，那么CPU需要分两次读取！

（4）指令分类（按照 操作类型）

（5）总结

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2、拓展操作码

（1）操作码拓展方法（注意事项）

 

（2）习题（拓展操作码）

 

（3）总结

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3、指令寻址（顺序、跳跃）

顺序寻址：

根据【指令长度】和【主存储器如何编址】来进行计数（PC-program count）

即由【指令长度】和【主存储器如何编址】的比值来确定累加的步进

PC的数值——指向下一个要运行的指令！（类似于让你运行对应的代码行数！）

跳跃寻址：

当你按照顺序寻找的时候，遇到函数或者（goto语句时），就会跳转到对应的代码行！

这个也是类似！，当你遇到jump语句时，要跳到指定位置！！！

定长指令

变长指令 

（1）总结

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4、数据寻址

 

（1）直接寻址（和立即寻址不一样——2次）

直接：直接去主存中找！

立即：地址码=操作数——直接用！

 

（2）间接寻址（便于-编制程序-n次）

 

（3）寄存器寻址（速度快-1次）

 

（4）寄存器间接寻址（速度快-对间接寻址来说-2次）

（5）隐含寻址

（6）立即寻址

（7）总结

5、数据寻址（偏移寻址）

（1）基址寻址（基地址+偏移量——面向操作系统）

记得要用bit位来表明——哪一个寄存器中存放了基地址！！！

优点：存储在内存中，偏移量按照基地址来算（相当于是：相对的），所以当程序并发运行时，指令存储的位置即使有变动，指令也无需修改！

缺点：基址寻址需要一个特定的寄存器来存储基址的值，并且在执行指令时需要进行基址和偏移量的计算。这会引入一定的额外开销。

 

（2）变址寻址（循环结构——面向程序员）

 

（3）相对寻址（方便jump跳转！）

注意：程序段发生改变，那么程序指向的操作数会不会改变呢？

优化方法：将数据段和程序段分开！这样当程序段改变，指向的数据位置就不会改变啦！

（4）总结

（5）硬件——比较器

（6）堆栈寻址（软硬件的实现方式都有——pop & push）

6、汇编语言

（1）   指明内存的读写长度

（2）   寄存器

（3）   命令说明

 

（4） X86汇编指令

（5） AT&T格式 和 Intel格式

 

（6） 选择语句（用jump）

（7） 循环语句（jump & loop）

（8） CISC & RISC