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指令系统复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

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1、文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(2)(2)地址码地址码 指令中地址码用来指出该指令指令中地址码用来指出该指令源操作数地址源操作数地址(一个或两个一个或两个)、结果地址结果地址及及下一条指令地址下一条指令地址。这里地址能够是这里地址能够是主存地址主存地址,也能够是,也能够是存放器地址存放器地址,甚至能够是,甚至能够是I/OI/O设备地址设备地址。四地址四地址OP A1 A2 A3 A48 6 6 6 6A1 第一操作数地址第一操作数地址A2 第二操作数地址第二操作数地址A3 结果地址结果地址A4 下一条指令地址下一条指令地址(A1)OP(A2)A34 次访存次访存?(指地址字段均为(指

2、地址字段均为 主存地址主存地址情况:取指令一次,取操作数两情况:取指令一次,取操作数两次,存结果一次)次,存结果一次)直接寻址范围直接寻址范围 26=64设指令字长为设指令字长为 32 位位操作码固定为操作码固定为 8 位位若用若用PC代替代替A43地址指令地址指令注:此种格式现已不用注:此种格式现已不用第第1页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。三地址三地址8 8 8 8 OP A1 A2 A3(A1)OP(A2)A34 次访存次访存?同上同上直接寻址范围直接寻址范围 28=256二地址二地址OP A1 A28 12 12(A1)OP(A2)A1(A1)OP(A2)A2或或4 次访存次

3、访存?同上同上一地址一地址 零地址零地址OP A18 24 无地址码无地址码(ACC)OP(A1)ACC2 次访存次访存?(取指一次,?(取指一次,取操作数一次)取操作数一次)直接寻址范围直接寻址范围 212=4 K直接寻址范围直接寻址范围 224=16 M NOP、HLT指令:指令:无地址码无地址码RET、IRET指令:指令:操操作数地址是隐含(隐作数地址是隐含(隐 含在堆栈指针中)。含在堆栈指针中)。注:现惯用此几个格式,尤其是二地址、一地址指令。注:现惯用此几个格式,尤其是二地址、一地址指令。第第2页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2.扩展操作码技术扩展操作码技术OP A1 A

4、2 A3000000011110A1A1A1A2A2A2A3A3A3A2A2A2A3A3A3111111111111000000011110111111111111111111111111111111111111000000011111111111111111111111111111A3A3A30000000111104 位操作码位操作码8 位操作码位操作码12 位操作码位操作码16 位操作码位操作码最多最多15条三地址指令条三地址指令最多最多15条二地址指令条二地址指令最多最多15条一地址指令条一地址指令16条零地址指令条零地址指令初始初始OP、A1、A2、A3各占各占4位位操作码位数随地址

5、数降低而增加操作码位数随地址数降低而增加注:扩展操作码指令格式注:扩展操作码指令格式第第3页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。扩展方法不惟一,扩展方法不惟一,如:如:三地址指令操作码三地址指令操作码每降低一个可最多构每降低一个可最多构成成24 种二地址指令种二地址指令二地址指令操作码二地址指令操作码每降低一个可最多组每降低一个可最多组成成24 种一地址指令种一地址指令24 4 指是要扩展成指是要扩展成操作码地址码字段操作码地址码字段长度长度第第4页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3.指令字长指令字长 指令字长度取决于操作码长度、操作数地址长度和操作数地址个指令字长度取决于操作

6、码长度、操作数地址长度和操作数地址个数。数。为了充分利用存放空间,为了充分利用存放空间,指令字长度也定为字节长度整数倍指令字长度也定为字节长度整数倍。早期计算机,指令字长早期计算机,指令字长=机器字长机器字长=存放字长存放字长(2)指令字长指令字长可变:可变:(1)指令字长指令字长固定:固定:当代计算机,指令字长可变,按字节倍数改变当代计算机,指令字长可变,按字节倍数改变指令字长度等于机器字长度指令,称为单字长指令;指令字长度等于机器字长度指令,称为单字长指令;指令字长等于两个机器字长指令,称为双字长指令;指令字长等于两个机器字长指令,称为双字长指令;指令字长度只有半个机器字长度指令,称为半字

7、长指令。指令字长度只有半个机器字长度指令,称为半字长指令。注:了解即可注:了解即可第第5页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例1:假设指令字长为假设指令字长为16位,操作数地址码为位,操作数地址码为6位,指令有零地址、一位,指令有零地址、一地址、二地址三种格式。地址、二地址三种格式。(1)设操作码固定,若零地址指令有设操作码固定,若零地址指令有M种,一地址指令有种,一地址指令有N种,则二种,则二地址指令最多有几个地址指令最多有几个?(2)采取扩展操作码技术,二地址指令最多有几个?采取扩展操作码技术,二地址指令最多有几个?解:解:(1)依据操作数地址码为依据操作数地址码为6位,则二地址

8、指令中操作码位数为:位,则二地址指令中操作码位数为:16-2*64。4位操作码可有位操作码可有16种操作。种操作。因为操作码固定,则除去了零地址指令因为操作码固定,则除去了零地址指令M种,一地址指令种,一地址指令N种,剩种,剩下二地址指令最多有:下二地址指令最多有:16-M-N种。种。000000011110A1A1A1A2A2A2A3A3A3A2A2A2A3A3A3111111111111000000000001111110(2)采取扩展操作码技术,操作码位数可采取扩展操作码技术,操作码位数可随地址数降低而增加。随地址数降低而增加。对于二地址指令,对于二地址指令,4位操作码,共位操作码,共1

9、6种编码,去掉一个编码种编码,去掉一个编码(如如1111)用于一地用于一地址指令扩展,最多二地址指令可有址指令扩展,最多二地址指令可有15种种操作。操作。第第6页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(4)采取扩展操作码技术,若二地址指令有采取扩展操作码技术,若二地址指令有P条,零地址指令有条,零地址指令有Q条,条,则一地址指令最多有几个则一地址指令最多有几个?000000011110A1A1A1A2A2A2A3A3A3A2A2A2A3A3A31111111111110000000000011111106位位 6位位解:解:1)二地址指令共二地址指令共24 条,每降低一个,条,每降低一个,

10、可扩展一地址指令可扩展一地址指令 26 条,故可扩展一地址条,故可扩展一地址指令指令:(24 P)26 条;条;2)一地址指令共一地址指令共(24 P)26 条,每降低条,每降低一条可扩展一条可扩展 26 条零地址指令,条零地址指令,设一地址指令共设一地址指令共X种,种,则,零地址指令:则,零地址指令:Q=(24 P)26 X)26 X=(24 P)26 Q2-6 解:二地址指令可扩展一地址指令解:二地址指令可扩展一地址指令:(24 P)26 一地址指令可扩展零地址指令一地址指令可扩展零地址指令:(24 P)26 Q)26(3)采取扩展操作码技术,若二地址指令有采取扩展操作码技术,若二地址指令

11、有P条,一地址指令有条,一地址指令有Q条,条,则零地址指令最多有几个则零地址指令最多有几个?第第7页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(二)指令寻址方式(二)指令寻址方式 存放器既能够存放数据又能够存放指令。所以当某个操作数或存放器既能够存放数据又能够存放指令。所以当某个操作数或某条指令存放在某个存放单元时,其某条指令存放在某个存放单元时,其存放单元编号存放单元编号,就是该操作,就是该操作数或指令在数或指令在存放器中地址存放器中地址。寻址方式寻址方式 确定确定 本条指令本条指令 操作数地址操作数地址 (数据寻址)(数据寻址)下一条下一条 欲执行欲执行 指令指令 指令地址指令地址 (指令

12、寻址)(指令寻址)寻址方式寻址方式 分分 指令寻址指令寻址 和和 数据寻址。数据寻址。第第8页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。1.指令寻址指令寻址次序次序(PC)+1 PC跳跃跳跃由转移指令实现由转移指令实现LDA 1000ADD 1001DEC 1200JMP 7LDA SUB INCSTA 2500LDA 1100.0123456789PC+1指令地址寻址方式指令地址寻址方式指令地址指令地址指令指令次序寻址次序寻址1次序寻址次序寻址2次序寻址次序寻址3跳跃寻址跳跃寻址7次序寻址次序寻址8经过程序计数器经过程序计数器PC加加1,自,自动形成下一条指令地址。动形成下一条指令地址。第第

13、9页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2.数据寻址数据寻址 形式地址:形式地址:指令字中地址指令字中地址 有效地址:有效地址:操作数真实地址操作数真实地址(用(用EA表示),表示),由寻址方式和形式地址共同确定。由寻址方式和形式地址共同确定。约定约定 指令字长指令字长=存放字长存放字长=机器字长机器字长(1)马上寻址马上寻址 指令执行阶段不访存指令执行阶段不访存 A 位数限制了马上数范围位数限制了马上数范围形式地址形式地址 A操作码操作码寻址特征寻址特征OP#A马上寻址特征马上寻址特征马上数马上数 可正可负,补码表示可正可负,补码表示形式地址形式地址 A 就是操作数就是操作数以一地址以

14、一地址指令为例指令为例#号是马上寻址号是马上寻址特征标识特征标识 下面,要注意指令格式中有效地址下面,要注意指令格式中有效地址EA表示表示第第10页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(2)直接寻址直接寻址EA=A操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征OPAA 执行阶段访问一次存放器执行阶段访问一次存放器 A 位数决定了该指令操作数寻址范围位数决定了该指令操作数寻址范围 操作数地址不易修改(必须修改操作数地址不易修改(必须修改A)有效地址由形式地址直接给出有效地址由形式地址直接给出第第11页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(3)隐含寻址隐含寻址操作数地址隐含在操作码中操作数地址隐

15、含在操作码中ADDA操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征AACC暂存暂存ALU另一个操作数另一个操作数隐含在隐含在 ACC 中中如如 8086MUL 指令指令被乘数隐含在被乘数隐含在 AX(16位)或位)或 AL(8位)中位)中MOVS 指令指令源操作数地址隐含在源操作数地址隐含在 SI 中中目标操作数地址隐含在目标操作数地址隐含在 DI 中中 指令字中少了一个地址字段,可缩短指令字长指令字中少了一个地址字段,可缩短指令字长隐含在隐含在 ACC 中操作数中操作数第第12页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(4)间接寻址间接寻址EA=(A)有效地址由形式地址间接提供有效地址由形式地址间接

16、提供OPA寻址特征寻址特征AEA主存主存EAA1EA A1主存主存 EA10 执行指令阶段执行指令阶段 2 次访存次访存 可扩大寻址范围,若存放字可扩大寻址范围,若存放字 长长16位,则寻址范围可达位,则寻址范围可达216 便于编制程序便于编制程序OPA寻址特征寻址特征A一次间址一次间址屡次间址屡次间址操作数操作数操作数操作数 屡次访存:屡次访存:存放字首位是屡次间址标志,存放字首位是屡次间址标志,故寻址范围稍小,若存放字故寻址范围稍小,若存放字长长16位,则寻址范围为位,则寻址范围为215 两次访存,指令执行时间延长两次访存,指令执行时间延长第第13页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正

17、。(5)存放器寻址存放器寻址EA=Ri 执行阶段不访存,只访问存放器,执行速度快执行阶段不访存,只访问存放器,执行速度快OPRi寻址特征寻址特征 地址段只指明存放器编号,存放器个数有限,编码短,可地址段只指明存放器编号,存放器个数有限,编码短,可 缩短指令字长缩短指令字长操作数操作数R0RiRn存放器存放器有效地址即为存放器编号有效地址即为存放器编号第第14页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。EA=(Ri)(6)存放器间接寻址存放器间接寻址 有效地址在存放器中,有效地址在存放器中,操作数在存放器中,执行阶段访存一次操作数在存放器中,执行阶段访存一次操作数操作数主存主存OPRi寻址特征寻

18、址特征 便于编制循环程序便于编制循环程序地址地址R0RiRn存放器存放器有效地址在存放器中有效地址在存放器中 与间接寻址方式比较,执行阶段访存一次,寻址范围与存放器与间接寻址方式比较,执行阶段访存一次,寻址范围与存放器 长度相关。长度相关。第第15页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(7)基址寻址基址寻址 采取专用存放器作基址存放器采取专用存放器作基址存放器EA=(BR)+ABR 为基址存放器(隐式)为基址存放器(隐式)OPA操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征ALUBR 可扩大寻址范围可扩大寻址范围 有利于多道程序有利于多道程序 BR 内容由操作系统或管理程序确定内容由操作系统或管理

19、程序确定 在程序执行过程中在程序执行过程中 BR 内容不变,形式地址内容不变,形式地址 A 可变可变第第16页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。采取通用存放器作基址存放器采取通用存放器作基址存放器操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征ALUOPR0AR0 作基址存放器作基址存放器 由用户指定哪个通用存放器作为基址存放器由用户指定哪个通用存放器作为基址存放器通用存放器通用存放器R0Rn-1R1 基址存放器内容由操作系统确定基址存放器内容由操作系统确定 在程序执行过程中在程序执行过程中 R0 内容不变,形式地址内容不变,形式地址 A 可变可变第第17页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正

20、。(8)变址寻址变址寻址EA=(IX)+AOPA操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征ALUIX 可扩大寻址范围可扩大寻址范围 便于处理数组问题便于处理数组问题 IX 内容由用户给定内容由用户给定 IX 为变址存放器(专用)为变址存放器(专用)在程序执行过程中在程序执行过程中 IX 内容可变,形式地址内容可变,形式地址 A 不变不变通用存放器也能够作为变址存放器通用存放器也能够作为变址存放器 采取专用存放器作变址存放器采取专用存放器作变址存放器第第18页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。操作数操作数主存主存寻址特征寻址特征ALUOPR1AR1 作变址存放器作变址存放器通用存放器通用存放器

21、R0Rn-1R1 采取通用存放器作变址存放器采取通用存放器作变址存放器 由用户指定哪个通用存放器作为变址存放器由用户指定哪个通用存放器作为变址存放器 基址存放器内容由用户确定基址存放器内容由用户确定 在程序执行过程中在程序执行过程中 R1 内容可变,形式地址内容可变,形式地址 A 不变不变第第19页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。变址和基址寻址异同:变址和基址寻址异同:同:可扩大寻址范围;有效地址形成过程形似。同:可扩大寻址范围;有效地址形成过程形似。异:应用场所不一样异:应用场所不一样 基址寻址主要用于为程序或数据分配存放空间,故基址存基址寻址主要用于为程序或数据分配存放空间,故基

22、址存放器内容通常有操作系统或管理程序确定,在程序执行过程中其放器内容通常有操作系统或管理程序确定,在程序执行过程中其值是不可变,而指令字中值是不可变,而指令字中A是可变;是可变;变址寻址,变址存放器内容由用户设定,在程序执行过程变址寻址,变址存放器内容由用户设定,在程序执行过程中其值可变,而指令字中中其值可变,而指令字中A不可变。主要用于处理数组、字符串不可变。主要用于处理数组、字符串等成批数据。等成批数据。第第20页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(9)相对寻址相对寻址 EA=(PC)+A (PC是当前指令地址是当前指令地址)A 是操作数相对于当前指令位移量(可正可负,补码)是操作

23、数相对于当前指令位移量(可正可负,补码)A 位数决定操作数寻址范围位数决定操作数寻址范围 程序浮动程序浮动广泛用于转移指令广泛用于转移指令操作数操作数寻址特征寻址特征ALUOPA相对距离相对距离 A1000PC 主存主存1000AOP 若若A为为8位,则指令寻址范位,则指令寻址范围为:围为:(PC)+127 (PC)-128第第21页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(10)堆栈寻址堆栈寻址堆栈堆栈硬堆栈硬堆栈软堆栈软堆栈多个存放器多个存放器指定主存空间指定主存空间先进后出先进后出(一个入出口)(一个入出口)栈顶地址栈顶地址 由由 SP 指出指出 11FFFH+1H进栈进栈 (SP)1

24、 SP出栈出栈 (SP)+1 SP栈顶栈顶栈底栈底 HSPH1FFF HSP1FFFH栈顶栈顶栈底栈底进栈进栈出栈出栈 1FFF H栈顶栈顶 H栈顶栈顶 可视为隐含寻址,因为操作数地址隐含在堆栈指针可视为隐含寻址,因为操作数地址隐含在堆栈指针SP中;中;也可视为存放器间接寻址(因为也可视为存放器间接寻址(因为SP可视为存放器)。可视为存放器)。第第22页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例2:设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节:设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节是相对位移量,用补码表示。每当是相对位移量,用补码表示。每当CPU从存放器取出一

25、个字节时,即从存放器取出一个字节时,即自动完成自动完成(PC)+1PC。(1)设当前设当前PC值为值为3000H,试问转移后目标地址范围是什么,试问转移后目标地址范围是什么?(2)若当前若当前PC值为值为H,要求转移到,要求转移到201BH,则转移指令第二字节内容,则转移指令第二字节内容是什么是什么?(3)若当前若当前PC值为值为H,指令,指令 JMP*-9 第二字节内容为多少?第二字节内容为多少?(*为相对寻址特征)为相对寻址特征)解:解:(1)转移地址为:转移地址为:(PC)+指令中地址码部分指令中地址码部分 指令中给出转移位移量为:指令中给出转移位移量为:-128 +127(-80H +

26、7FH补码表示)补码表示)PC当前值为当前值为3000H,且,且CPU取出该指令后,修改为取出该指令后,修改为3002H,所以最终转移目标地址范围为所以最终转移目标地址范围为 3081H2F82H,即即 3002H+7FH 3002H-80H(2)若若PC当前值为当前值为H,取出该指令后,取出该指令后PC值为值为H,故转移指令,故转移指令 第二字节应为:第二字节应为:20l BH-H19H。若指令占若指令占3个字节呢?个字节呢?(3)依据依据 JMP*-9,要求转移到,要求转移到 H-9=1FF7H 处,因取出指令后处,因取出指令后PC已到已到,故指令第二字节内容为故指令第二字节内容为 F5H

27、(-11补码表示)。补码表示)。第第23页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例4:某机主存容量为某机主存容量为4M 16位,且存放字长等于指令字长,若该机位,且存放字长等于指令字长,若该机指令系统能完成指令系统能完成97种操作,操作码位数固定,且含有直接、间接、变种操作,操作码位数固定,且含有直接、间接、变址、基址、相对、马上等六种寻址方式。址、基址、相对、马上等六种寻址方式。(1)画出一地址指令格式并指出各字段作用。画出一地址指令格式并指出各字段作用。(2)该指令直接寻址最大范围。该指令直接寻址最大范围。(3)一次间址和屡次间址寻址范围。一次间址和屡次间址寻址范围。(4)马上数范围

28、马上数范围(十进制数表示十进制数表示)。(5)相对寻址位移量相对寻址位移量(十进制数表示十进制数表示)。(6)上述六种寻址方式指令哪一个执行时间最短?哪一个最长上述六种寻址方式指令哪一个执行时间最短?哪一个最长?哪一哪一个便于用户编制处理数组问题程序个便于用户编制处理数组问题程序?哪一个便于程序浮动哪一个便于程序浮动?为何?为何?(7)怎样修改指令格式使指令直接寻址范围可扩大到怎样修改指令格式使指令直接寻址范围可扩大到4M?(8)为使一条转移指令能转移到主存任一位置,可采取什么办法为使一条转移指令能转移到主存任一位置,可采取什么办法?请请简明说明。简明说明。第第24页页文档仅供参考,如有不当之

29、处,请联系改正。解:解:(1)一地址指令格式一地址指令格式 OP 操作码字段,共操作码字段,共7位,可反应位,可反应97种操作;种操作;M 寻址方式特征字段,共寻址方式特征字段,共3位,可反应位,可反应6种寻址方式;种寻址方式;A形式地址字段,共形式地址字段,共16-7-36位。位。(2)直接寻址最大范围为直接寻址最大范围为2664(3)因为存放字长为因为存放字长为16位,故一次间址寻址范围为位,故一次间址寻址范围为216。若屡次间址,需用存放字最高若屡次间址,需用存放字最高位来区分是否继续间接寻址,故位来区分是否继续间接寻址,故 寻址范围为寻址范围为215。(4)马上数范围是马上数范围是-3

30、2 +31(有符号数有符号数)或或 063(无符号数无符号数)。(5)相对寻址位移量为相对寻址位移量为-32 +31。15 9 8 6 5 0第第25页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(6)上述六种寻址方式中,上述六种寻址方式中,因马上数内指令直接给出,故马上寻址指令执行时间最短;因马上数内指令直接给出,故马上寻址指令执行时间最短;间接寻址在指令执行阶段要屡次访存间接寻址在指令执行阶段要屡次访存(一次间接寻址要两次访存,一次间接寻址要两次访存,屡次间接寻址要屡次访存屡次间接寻址要屡次访存),故执行时间最长;,故执行时间最长;变址寻址因为变址存放器内容由用户给定,而且在程序执行过程中变

31、址寻址因为变址存放器内容由用户给定,而且在程序执行过程中允许用户修改,而其形式地址一直不变,故变址寻址指令便于用户编允许用户修改,而其形式地址一直不变,故变址寻址指令便于用户编制处理数组问题程序。制处理数组问题程序。相对寻址操作数有效地址只与当前指令地址相差一定位移量,与直相对寻址操作数有效地址只与当前指令地址相差一定位移量,与直接寻址相比,更有利于程序浮动。接寻址相比,更有利于程序浮动。(7)若指令格式改为双字指令。若指令格式改为双字指令。其中其中OP 7位,位,M 3位,位,A1 6位,位,A2 16位,即指令地址字段共位,即指令地址字段共16+6=22位,位,则指令直接寻址范围可扩大到则

32、指令直接寻址范围可扩大到4M。15 9 8 6 5 0第第26页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(8)为使一条转移指令能转移到主存任一位置,寻址范围须到达为使一条转移指令能转移到主存任一位置,寻址范围须到达4M,除了采取除了采取(7)所表示格式外,所表示格式外,还可配置还可配置22位基址存放器位基址存放器 或或 22位变址存放器,使位变址存放器,使 EA=(BR)+A(BR为为22位基址存放器位基址存放器)或或 EA=(IX)+A(IX为为22位变址存放器位变址存放器),便可访问便可访问4M存放空间。存放空间。还能够经过还能够经过16位基址存放器左移位基址存放器左移6位再和形式地址位

33、再和形式地址A相加,也可到相加,也可到达一样效果。达一样效果。第第27页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例8某机指令格式以下列图所表示:某机指令格式以下列图所表示:图中图中I为间址特征位为间址特征位(I=0,直接寻址;,直接寻址;I=1,一次间接寻址,一次间接寻址)。假设存放器部分单元有以下内容:假设存放器部分单元有以下内容:指出以下机器指令指出以下机器指令(十六进制表示十六进制表示)有效地址。有效地址。(1)D7 (2)DF (3)DE (4)D2OPIA0 3 4 5 7地址号(十六进制)地址号(十六进制)0001020304050607内容(十六进制)内容(十六进制)015E

34、9D74A41504A0解:解:(1)1101 0111 I=0,直接寻址,有效地址为:,直接寻址,有效地址为:111B(7H)(2)1101 1111 I=1,间接寻址,形式地址为:,间接寻址,形式地址为:111B(7H)有效地址为:有效地址为:A0H (3)1101 1110 I=1,间接寻址,间接寻址,A=06H,EA=04H (4)1101 0010 I=0,直接寻址,直接寻址,EA=02H第第28页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例9某机指令格式以下列图所表示。图中某机指令格式以下列图所表示。图中x为寻址特征位,且为寻址特征位,且 当当x0时,不变址;时,不变址;x1时,

35、用变址存放器时,用变址存放器x1,进行变址,进行变址 x2时,用变址存放器时,用变址存放器x2进行变址进行变址 x3时,相对寻址。时,相对寻址。设设(PC)=1234H,x1=0037H,x2=1122H,确定以下指令有效地址,确定以下指令有效地址(指令和地址均用十六进制表示指令和地址均用十六进制表示):(1)4420;(2)2244;(3)1322;(4)3521。OPXA0 5 6 7 8 15解:解:(1)0100 0100 0010 0000 X=0,不变址,有效地址为:,不变址,有效地址为:20H (2)0010 0010 0100 0100 X=2,用,用X2进行变址,有效地址为:

36、进行变址,有效地址为:(x2)+A=1122H+44H=1166H (3)0001 0011 0010 0010 X=3,相对寻址,有效地址为:,相对寻址,有效地址为:(PC)+A=1234H+22H=1257H(4)第第29页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。例例10.一个一地址指令格式以下所表示。一个一地址指令格式以下所表示。其中其中I为间址特征,为间址特征,X为寻址为寻址模式,模式,A为形式地址。设为形式地址。设R为通用存放器,也可作为变址存放器。在为通用存放器,也可作为变址存放器。在表中填入适当寻址方式名称。表中填入适当寻址方式名称。OPIXA直接寻址直接寻址相对寻址相对寻址变

37、址寻址变址寻址存放器直接寻址存放器直接寻址间接寻址间接寻址先相对后先相对后间接间接寻址寻址先变址再先变址再间接间接寻址寻址存放器间接寻址存放器间接寻址第第30页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。43.(11分分)某计算机字长为某计算机字长为16位,主存地址空间大小为位,主存地址空间大小为128KB,按字,按字编址,采取单字长指令格式,指令各字段定义以下:编址,采取单字长指令格式,指令各字段定义以下:OP Ms Rs Md Rd 15 12 11 6 5 0源操作数源操作数目操作数目操作数 转移指令采取相对寻址方式,相对偏移量用补码表示,寻转移指令采取相对寻址方式,相对偏移量用补码表示,

38、寻址方式定义以下:址方式定义以下:Ms/Md寻寻址方式址方式助助记记符符含含义义000B存放器直接Rn操作数操作数=(Rn)001B存放器间接(Rn)操作数操作数=(Rn)010B存放器间接、自增(Rn)+操作数操作数=(Rn),(Rn)+1Rn011B相相对对D(Rn)转转移目移目标标地址地址=(PC)+(Rn)注:(注:(x)表示存放器地址)表示存放器地址x或存放器或存放器x内容内容 第第31页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。请回答以下问题:请回答以下问题:(1)该指令系统最多可有多少条指令?该计算机最多有多少个通用)该指令系统最多可有多少条指令?该计算机最多有多少个通用存放器?

39、存放器地址存放器(存放器?存放器地址存放器(MAR)和存放器数据存放器()和存放器数据存放器(MDR)最少各需多少位?最少各需多少位?(2)转移指令目标地址范围是多少?)转移指令目标地址范围是多少?(3)若操作码)若操作码0010B表示加法操作(助记符为表示加法操作(助记符为add),存放器),存放器R4和和R5编号分别为编号分别为100B和和101B,R4内容为内容为1234H,R5内容为内容为5678H,地址,地址1234H中内容为中内容为5678H,地址,地址5678H中内容为中内容为1234H,则汇编语句,则汇编语句“add (R4),(R5)+”(逗号前为源操作数,逗号后为目标操作数

40、)对(逗号前为源操作数,逗号后为目标操作数)对应机器码是什么(用十六进制表示)?该指令执行后,哪些存放器和应机器码是什么(用十六进制表示)?该指令执行后,哪些存放器和存放单元内容会改变?改变后内容是什么?存放单元内容会改变?改变后内容是什么?第第32页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。(1)该指令系统最多可有该指令系统最多可有 24=16 条指令条指令 该计算机最多有该计算机最多有 23=8 个通用存放器个通用存放器 存放器地址存放器存放器地址存放器 MAR 最少最少 16位(位(216=64K,按字寻址),按字寻址)存放器数据存放器存放器数据存放器 MDR最少最少16位(机器字长为位

41、(机器字长为16位)位)(2)PC:16位,通用存放器:位,通用存放器:16位位 转移指令目标地址范围:转移指令目标地址范围:0216-1=0 FFFFH(3)汇编语句汇编语句“add (R4),(R5)+”对应机器码:对应机器码:0010 001 100 010 101B=2315H 哪些存放器和存放单元内容会改变哪些存放器和存放单元内容会改变:存放器存放器R5,存放单元,存放单元 5678H 内容会改变;内容会改变;R5=5679H R5=5678H+1=5679H (5678H)=68ACH (R4)+(R5)=1234H+5678H=68ACH 第第33页页文档仅供参考,如有不当之处,

42、请联系改正。练习一、唐朔飞习题集练习一、唐朔飞习题集(一)选择(一)选择1指令系统中采取不一样寻址方式目标主要是指令系统中采取不一样寻址方式目标主要是_ A可降低指令译码难度可降低指令译码难度 B缩短指令字长,扩大寻址空间,提升编程灵活性缩短指令字长,扩大寻址空间,提升编程灵活性 C实现程序控制实现程序控制答案:答案:B2.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它操作数来自零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它操作数来自_ A.马上数和栈顶马上数和栈顶 B.暂存器暂存器 C栈顶和次栈顶栈顶和次栈顶答案:答案:C3.在一地址指令中,为完成两个数算术运算,除地址译码指明一个操在一地址

43、指令中,为完成两个数算术运算,除地址译码指明一个操作数外,另一个操作数常采取作数外,另一个操作数常采取_ A.堆栈寻址方式堆栈寻址方式 B马上寻地址方式马上寻地址方式 C隐含寻址方式隐含寻址方式答案:答案:C4二地址指令中,操作数物理位置可安排在二地址指令中,操作数物理位置可安排在_。(本题是多项选择本题是多项选择 A两个主存单元两个主存单元 B两个存放器两个存放器 C一个主存单元和一个存放器一个主存单元和一个存放器 D栈顶和次栈顶栈顶和次栈顶答案:答案:A B C第第34页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。6存放器间接寻址方式中,操作数在存放器间接寻址方式中,操作数在_中。中。A.通

44、用存放器通用存放器 B.堆栈堆栈 C.主存单元主存单元答案:答案:C7变址寻址方式中,操作数有效地址是变址寻址方式中,操作数有效地址是_ A基址存放器内容加上形式地址基址存放器内容加上形式地址(位移量位移量)B程序计数器内容加上形式地址程序计数器内容加上形式地址 C变址存放器内容加上形式地址变址存放器内容加上形式地址答案:答案:C9采取基址寻址可扩大寻址范围,且采取基址寻址可扩大寻址范围,且_。A基址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变基址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变 B基址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中不可变基址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中不

45、可变 C基址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中可变基址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中可变答案:答案:B10采取变址寻址可扩大寻址范围,且采取变址寻址可扩大寻址范围,且_。A变址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变变址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变 B变址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中可变变址存放器内容由操作系统确定,在程序执行过程中可变 C变址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中可变变址存放器内容由用户确定,在程序执行过程中可变答案:答案:C第第35页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。12堆栈寻址方式中,设堆栈寻址方式中,设A为累

46、加器,为累加器,SP为堆栈指示器,为堆栈指示器,Msp为为SP指指示栈顶单元。假如进栈操作动作次序是示栈顶单元。假如进栈操作动作次序是(A)Msp,(SP)-1 SP,那么,那么出栈操作动作次序应为出栈操作动作次序应为_ A.(Msp)(A),(SP)+l SP B(SP)+1 SP,(Msp)A C.(SP)-1 SP,(Msp)A答案:答案:B入栈操作和出栈操作入栈操作和出栈操作是镜像操作,栈指针是镜像操作,栈指针是相反操作是相反操作14设变址存放器为设变址存放器为X,形式地址为,形式地址为D,某机含有先变址再间址寻址,某机含有先变址再间址寻址方式则这种寻址方式有效地址为方式则这种寻址方式

47、有效地址为_。A.EA=(x)+D B.EA=(x)+(D)C.EA(x)+D)答案:答案:C13堆栈寻址方式中,设堆栈寻址方式中,设A为累加器,为累加器,SP为堆栈指示器,为堆栈指示器,Msp为为SP指示指示栈顶单元。假如进栈操作动作次序是栈顶单元。假如进栈操作动作次序是(SP)-1 SP,(A)Msp,那么出,那么出栈操作动作次序应为栈操作动作次序应为_ A.(Msp)(A),(SP)+l SP B(SP)+1 SP,(Msp)A C.(SP)-1 SP,(Msp)A答案:答案:A各寻址方式能够组合使用各寻址方式能够组合使用第第36页页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。15设变址存放

48、器为设变址存放器为X,形式地址为,形式地址为D,某机含有先间址后变址寻址,某机含有先间址后变址寻址方式,则这种寻址方式有效地址为方式,则这种寻址方式有效地址为_ A.EA=(x)+D B.EA=(x)+(D)C.EA(x)+D)答案:答案:B18运算型指令寻址和转移型指令寻址不一样点在于运算型指令寻址和转移型指令寻址不一样点在于_ A.前者取操作数,后者决定程序转移地址前者取操作数,后者决定程序转移地址 B前者是短指令,后者是长指令前者是短指令,后者是长指令 C后者是短指令,前者是长指令后者是短指令,前者是长指令答案:答案:A19.指令寻址方式有次序和跳跃两种,采取跳跃寻址方式能够实现指令寻址

49、方式有次序和跳跃两种,采取跳跃寻址方式能够实现 A.程序浮动程序浮动 B程序无条件转移和浮动程序无条件转移和浮动 C程序条件转移和无条件转移程序条件转移和无条件转移答案:答案:C程序浮动是数据寻址方式中程序浮动是数据寻址方式中相对寻址方式特点。相对寻址方式特点。23.设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节是相对位移量是相对位移量(可正可负可正可负),则转移地址范围是,则转移地址范围是_。A.255 B256 C.254答案:答案:B 补码表示:补码表示:-128 0 127:256第第37页页文档仅供参考,如有不当之处,

50、请联系改正。21设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节设相对寻址转移指令占两个字节,第一字节是操作码,第二字节是相对位移量是相对位移量(用补码表示用补码表示),若,若CPU每当从存放器取出一个字节时,每当从存放器取出一个字节时,即自动完成即自动完成(PC)+1PC,设当前,设当前PC内容为内容为H,要求转移到,要求转移到H地址,地址,则该转移指令第二字节内容应为则该转移指令第二字节内容应为_。A08H B06H C.0AH答案:答案:B 24直接、间接、马上三种方式指令执行速度,由快至慢排序是直接、间接、马上三种方式指令执行速度,由快至慢排序是_答案:马上、直接、间接答案:马

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