組成原理是計(jì)算機(jī)考研的重要內(nèi)容之一,組成原理的核心考點(diǎn)較多,復(fù)習(xí)較困難。為了幫助大家更好的了解和復(fù)習(xí)備考,小編為大家整理了計(jì)算機(jī)考研組成原理高頻考點(diǎn):指令的一般格式的詳細(xì)內(nèi)容,一起來看看吧。
2024計(jì)算機(jī)考研組成原理高頻考點(diǎn):指令的一般格式
  一、指令的基本格式
  計(jì)算機(jī)是通過執(zhí)行指令來處理各種數(shù)據(jù)的。為了指出數(shù)據(jù)的來源、操作結(jié)果的去向及所執(zhí)行的操作,一條指令必須包含下列信息:
  (1)操作碼,具體說明了操作的性質(zhì)及功能。
  (2)操作數(shù)的地址。
  (3)操作結(jié)果的存儲(chǔ)地址。
  (4)下一條指令的地址。
  從上述分析可知,一條指令實(shí)際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。
  操作碼(operation code)用來表示該指令所要完成的操作(如加、減、乘、除、數(shù)據(jù)傳送等),其長(zhǎng)度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。
  地址碼用來描述該指令的操作對(duì)象,或者直接給出操作數(shù)或者指出操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址(即寄存器名)。
  二、定長(zhǎng)操作碼指令格式
  1)零地址指令
  OPCODE——操作碼
  指令中只有操作碼,而沒有操作數(shù)或沒有操作數(shù)地址。這種指令有兩種可能:
  (1)無需任何操作數(shù),如空操作指令,停機(jī)指令等。
  (2)所需的操作數(shù)是默認(rèn)的。如堆棧結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算指令,所需的操作數(shù)默認(rèn)在堆棧中,由堆棧指針SP隱含指出,操作結(jié)果仍然放回堆棧中。又如Intel 8086的字符串處理指令,源、目的操作數(shù)分別默認(rèn)在源變址寄存器SI和目的變址寄存器DI所指定的存儲(chǔ)器單元中。
  2)一地址指令
  OPCODE——操作碼
  A——操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器名
  指令中只給出一個(gè)地址,該地址既是操作數(shù)的地址,又是操作結(jié)果的存儲(chǔ)地址。如加1,減1和移位等單操作數(shù)指令均采用這種格式,對(duì)這一地址所指定的操作數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作后,產(chǎn)生的結(jié)果又存回該地址中。
  在某些字長(zhǎng)較短的微型機(jī)中(如早期的Z80,Intel8080,MC6800等),大多數(shù)算術(shù)邏輯指令也采用這種格式,第一個(gè)源操作數(shù)由地址碼A給出,第二個(gè)源操作數(shù)在一個(gè)默認(rèn)的寄存器中,運(yùn)算結(jié)果仍送回到這個(gè)寄存器中,替換了原寄存器內(nèi)容,通常把這個(gè)寄存器稱累加器。
  3)二地址指令
  OPCODE——操作碼
  A1——第一個(gè)源操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址。
  A2——第二個(gè)源操作數(shù)和存放操作結(jié)果的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址。
  這是最常見的指令格式,兩個(gè)地址指出兩個(gè)源操作數(shù)地址,其中一個(gè)還是存放結(jié)果的目的地址。對(duì)兩個(gè)源操作數(shù)進(jìn)行操作碼所規(guī)定的操作后,將結(jié)果存入目的地址,在本例中即為A2指定的地址
  4)三地址指令
  OPCODE——操作碼
  A1——第一個(gè)源操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址
  A2——第二個(gè)源操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址
  A3——操作結(jié)果的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址
  其操作是對(duì)A1,A2指出的兩個(gè)源操作數(shù)進(jìn)行操作碼(OPCODE)所指定的操作,結(jié)果存入A3中。
  5)多地址指令
  在某些性能較好的大、中型機(jī)甚至高檔小型機(jī)中,往往設(shè)置一些功能很強(qiáng)的,用于處理成批數(shù)據(jù)的指令,如字符串處理指令,向量、矩陣運(yùn)算指令等。
  為了描述一批數(shù)據(jù),指令中需要多個(gè)地址來指出數(shù)據(jù)存放的首地址、長(zhǎng)度和下標(biāo)等信息
  三、擴(kuò)展操作碼指令格式
  設(shè)某機(jī)器的指令長(zhǎng)度為16位,包括4位基本操作碼字段和三個(gè)4位地址字段,其格式下:
  OPCODE(4)A1(4)A2(4)A3(4)
  4位基本操作碼有16個(gè)碼點(diǎn)(即有16種組合),若全部用于表示三地址指令,則只有16條。但是,若三地址指令僅需15條,兩地址指令需15條,一地址指令需15條,零地址指令需16條,共61條指令,顯然,只有4位基本操作碼是不夠的,必須將操作碼的長(zhǎng)度向地址碼字段擴(kuò)展才行。
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