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2020考研计算机组成原理知识点:指令格式

2019-05-06 08:41:27来源：网络

　　2020年计算机考研复习已经开始，新东方在线在此整理了2020考研计算机组成原理知识点:指令格式，希望能帮助大家!

　　指令格式

　　1. 指令的基本格式

　　计算机是通过执行指令来处理各种数据的。为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作，一条指令必须包含下列信息：

　　(1)操作码，具体说明了操作的性质及功能。

　　(2)操作数的地址。

　　(3)操作结果的存储地址。

　　(4)下一条指令的地址。

　　从上述分析可知，一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。

　　操作码(operation code)用来表示该指令所要完成的操作(如加、减、乘、除、数据传送等)，其长度取决于指令系统中的指令条数。

　　地址码用来描述该指令的操作对象，或者直接给出操作数或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址(即寄存器名)。

　　2. 定长操作码指令格式

　　1)零地址指令

　　OPCODE——操作码

　　指令中只有操作码，而没有操作数或没有操作数地址。这种指令有两种可能：

　　(1)无需任何操作数，如空操作指令，停机指令等。

　　(2)所需的操作数是默认的。如堆栈结构计算机的运算指令，所需的操作数默认在堆栈中，由堆栈指针SP隐含指出，操作结果仍然放回堆栈中。又如Intel 8086的字符串处理指令，源、目的操作数分别默认在源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI所指定的存储器单元中。

　　2)一地址指令

　　OPCODE——操作码

　　A——操作数的存储器地址或寄存器名

　　指令中只给出一个地址，该地址既是操作数的地址，又是操作结果的存储地址。如加1，减1和移位等单操作数指令均采用这种格式，对这一地址所指定的操作数执行相应的操作后，产生的结果又存回该地址中。

　　在某些字长较短的微型机中(如早期的Z80，Intel8080，MC6800等)，大多数算术逻辑指令也采用这种格式，第一个源操作数由地址码A给出，第二个源操作数在一个默认的寄存器中，运算结果仍送回到这个寄存器中，替换了原寄存器内容，通常把这个寄存器称累加器。

　　3)二地址指令

　　OPCODE——操作码

　　A1——第一个源操作数的存储器地址或寄存器地址。

　　A2——第二个源操作数和存放操作结果的存储器地址或寄存器地址。

　　这是最常见的指令格式，两个地址指出两个源操作数地址，其中一个还是存放结果的目的地址。对两个源操作数进行操作码所规定的操作后，将结果存入目的地址，在本例中即为A2指定的地址

　　4)三地址指令

　　OPCODE——操作码

　　A1——第一个源操作数的存储器地址或寄存器地址

　　A2——第二个源操作数的存储器地址或寄存器地址

　　A3——操作结果的存储器地址或寄存器地址

　　其操作是对A1，A2指出的两个源操作数进行操作码(OPCODE)所指定的操作，结果存入A3中。

　　5)多地址指令

　　在某些性能较好的大、中型机甚至高档小型机中，往往设置一些功能很强的，用于处理成批数据的指令，如字符串处理指令，向量、矩阵运算指令等。

　　为了描述一批数据，指令中需要多个地址来指出数据存放的首地址、长度和下标等信息

　　3. 扩展操作码指令格式

　　设某机器的指令长度为16位，包括4位基本操作码字段和三个4位地址字段，其格式下：

　　OPCODE(4) A1(4) A2(4) A3(4)

　　4位基本操作码有16个码点(即有16种组合)，若全部用于表示三地址指令，则只有16条。但是，若三地址指令仅需15条，两地址指令需15条，一地址指令需15条，零地址指令需16条，共61条指令，应如何安排操作码?

　　显然，只有4位基本操作码是不够的，必须将操作码的长度向地址码字段扩展才行。

　　一种可供扩展的方法和步骤如下：

　　(1)15条三地址指令的操作码由4位基本操作码从0000～1110给出，剩下一个码点1111用于把操作码扩展到A1，即4位扩展到8位;

　　(2)15条二地址指令的操作码由8位操作码从11110000～11111110给出，剩下一个码点11111111用于把操作码扩展到A2，即从8位扩展到12位;

　　(3)15条一地址指令的操作码由12位操作码从111111110000～111111111110给出，剩下的一个码点111111111111用于把操作码扩展到A3，即从12位扩展到16位;

　　(4)16条零地址指令的操作码由16位操作码从1111111111110000～1111111111111111给出。


本文关键字: 2020考研计算机

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