4.4机器语言的一般特征.ppt

§4·4机器语言的一般特征了解机器语言的基本概念;掌握指令格式、寻址方式、指令字长及指令类型对指令系统设计的影响;会根据指令格式、指令字长及寻址方式要求设计指令的编码。§4·4机器语言的一般特征一、基本概念1、机器指令由0、1代码表示,计算机硬件能够识别并直接执行的操作命令。2、指令系统一台计算机所有机器指令的集合,它反映了该计算机具有的基本功能。它是软件和硬件的主要界面。3、指令的执行过程取指令→分析指令→、指令格式指明指令所完成的操作,其位数反映了机器的操作种类即机器指令的条数。1、操作码2、地址码指明与操作数有关的信息,操作数、操作数地址或运算结果地址。操作码位数n与机器指令条数m的关系2n≥m或n≥log2m操作码例:某计算机有78条指令,采用等长操作码编码需要多少位?、地址码格式指令地址码格式中要指明一条指令操作数地址的个数及操作数地址采用什么方式给出。1、三地址指令OPA1A2A3功能:(A1)OP(A2)→A3特点:(1)两个操作数均保持不变,可再次使用;(2)适用于字长较长的大、中型机。、地址码格式2、二地址指令OPA1A2功能:(A1)OP(A2)→A1特点:(1)操作数A1被运算结果替代;(2)适用于字长较短的小型机和微型机。、地址码格式3、一地址指令OPA功能:OP(A)→A特点:(1)操作数A被运算结果替代;(2)在许多微型机中,双操作数指令也采用一地址指令格式,在指令中源操作数由地址码A给出,另一操作数隐含在累加器AX中。(AX)OP(A)→AX(3)适用于字长较短的小型机和微型机。、地址码格式4、零地址指令OP特点:(1)无需任何操作数;(2)所需操作数是隐含指定的。、操作码格式1、定长的操作码操作码的位数与位置固定,占据指令最前面的几位。IBM370、VAX-11、Intel8086/8088特点:(1)简化操作码译码器的设计,缩短指令译码时间;(2)指令扩展性差;(3)广泛用于大、中、小型机及RISC中。例:一台模型机有7条指令,采用定长操作码,操作码位数为几位?应采用什么样的译码器?、操作码格式2、扩展操作码操作码的位数不固定,占据指令前面若干位。如PDP-11机。特点:(1)常用指令用较短的操码,不常用的指令用较长的操作码,可缩短指令操作码平均长度;(2)指令扩展性强,便于增加新指令;(3)指令译码电路复杂;(4)任何短码不能为长码的前缀,确保编码的唯一性。:某台计算机的指令系统中共有50条指令,试问:(1)若采用定长编码方式,其操作码的编码长度需要多少位?(2)设该指令系统中有10条指令的使用概率为90%,其余为10%,若采用不等长编码方式,其操作码的平均长度为多少?(3)若原指令系统采有固定长度编码,后继产品中需增加50条指令,试设计其指令操作码,并计算其平均长度。