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机器指令

November 22, 2018 • Read: 4177 • 计算机组成原理阅读设置

指令的一般格式展开目录

操作码展开目录

反应机器做什么操作。操作码在 RISC 中长度固定,而在 CISC 中长度可变。CISC 的长度可变是指利用指令的其他字段对操作码字段进行扩展

扩展操作码技术展开目录

操作码的位数随地址数的减少而增加
三地址指令操作码每减少一种最多可构成 $2^4$ 种二地址指令

二地址指令操作码每减少一种最多可构成 $2^4$ 种一地址指令

地址码展开目录

四地址展开目录

$A_1$ 第一操作地址,$A_2$ 第二操作数地址,$A_3$ 结果的地址,$A_4$ 下一条指令地址。$(A_1) OP (A_2) \to A_3$

4 次访存,寻址范围:$2^6 = 64$

三地址展开目录

在四地址的基础上,用 PC 代替 $A_4$
$(A_1) OP (A_2) \to A_3$。4 次访存,寻址范围:$2^8 = 256$

二地址展开目录

在三地址的基础上,将 $A_3$ 用 $A_1$ 或 $A_2$ 代替
$(A_1) OP (A_2) \to A_1$ 或 $(A_1) OP (A_2) \to A_2$。4 次访存,寻址范围:$2^{12}$

一地址展开目录

在二地址的基础上,用 ACC 代替 $A_1$ 或 $A_2$
$ACC OP (A_1) \to ACC$。4 次访存,寻址范围:$2^{24}$

零地址展开目录

直接对 ACC 进行各种判断的指令

指令字长展开目录

指令字长决定于:操作码的长度操作数地址的长度操作数地址的个数

指令字长固定,则指令字长 = 存储字长;指令字长可变,则按字节的倍数变化

总结展开目录

当用一些硬件资源代替指令字种的地址码字段后:

  • 可扩大指令的寻址范围
  • 可缩短指令字长
  • 可减少访存次数

当指令的地址字段为寄存器时:
三地址 $OP R_1,R_2,R_3$
二地址 $OP R_1,R_2$
一地址 $OP R_1$

  • 可缩短指令字长
  • 指令执行阶段不访存
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