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如果你准备考计算机专业研究生,小编敬佩你的勇气,作为专业难度很高的计算机专业来说,一定要全力备考。本文新东方在线计算机考研小编整理分享“2022计算机考研【组成原理】知识梳理:指令格式”相关内容,一起来看看吧。
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1111********~1111********给出,剩下的一个码点1111********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11111111********~11111111********给出。
以上是新东方在线考研小编整理的"2022计算机考研【组成原理】知识梳理:指令格式"内容,更多计算机专业考研资讯内容,敬请关注新东方在线计算机考研专业备考频道~
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