操作码、操作数、寻址方式

# Lecture14 - 指令系统

对应教材

# 指令

# 指令要素

# 指令表示

如何避免指令的二义性？

# 例子：Y = (A - B) / (C + D * E ) 三 / 两 / 单 / 零地址指令分别是怎么操作的？

三地址：占用更多的指令操作数，但是不需要覆盖

双地址：有一个地址必须承担双重任务，需要先做一次 “move” 操作

单地址：第二个地址是隐含的，其隐含地址被称为 “累加器”(Accumulator, AC)

零地址：空指令、停机指令、中断指令

# 指令格式：扩展操作码

# 例题：如何计算零地址、一地址、二地址指令条数？

第一问

16 - 6 - 6 = 4

2 ⁴ = 16

16 - M - N

第二问（关键是，需要留出至少 1 位标志是零地址或一地址）

0000-1110

第三问

设一地址指令最多由 R 种

Q = [(2 ⁴ - P) * 2 ⁶ - R]* 2 ⁶

详细解答：https://blog.csdn.net/KK_2018/article/details/110918609

# 指令格式

# 操作码

# 差异与共性

# 操作码：数据传送

# 操作码：算数运算

# 操作码：逻辑运算

区分逻辑移位和算术移位

特别关注一下算数左移

# 操作码：输入输出

# 操作码：控制转移

# 分支指令 Branch Jump

BR 无条件跳转

BRE R1 R2 X 判断是否相等

BRZ 211 如果是 0，那么跳转到 211 的位置

BRE R1 R2 235 如果 R1 = R2，那么跳转到 235 的位置

# 跳步指令 Step

ISZ increment-and-skip-if-zero 加 1 并且若为 0 则跳步

ISZ R1 如果 R1 是 0，就跳到 311，否则 R1 = R1 + 1

BR 301 无条件跳转回 301

# 过程调用指令

什么时候必须使用栈？递归调用

PC + deta 为什么是下一条指令的地址？

三种常用的保存返回地址的位置：寄存器、被调过程开始处、栈顶部

寄存器：
缺点是只能单线程调用，支持没有嵌入的调用
返回地址存于过程开始处：
4101 放在 4500，4601 放在 4800，返回 4800 的值到 4601，4651 放到 4800，再返回 4651，返回 4101。
函数的开头地址不会被修改（只要没有被调用），但是自己调用自己，会造成地址的覆盖
使用栈：解决递归的问题

# 操作数

# 操作数：地址

零地址、一地址、二地址、三地址的操作数

指令越短、cpu 越简单

指令越长、cpu 越复杂、成本上升

# 操作数：数值

# 操作数：字符

# 操作数：逻辑数据

# 操作数：大端序和小端序

大端序 —— 高位放小地址

小端序 —— 低位放小地址

以字节为单位

# 操作数引用

# 寻址方式

# 记号

# 立即寻址

立即寻址（不需要寻址，直接获得数据）

“直接放在指令里面” 是立即寻址

# 直接寻址

直接获得地址

在当代计算机体系中已不多见

# 间接寻址

先到主存，主存中存取了另一个地址

# 寄存器寻址

到寄存器，寄存器中操作数

# 寄存器间接寻址

参数 - 寄存器 - 主存 - 数据

# 偏移寻址

# 偏移寻址：相对寻址

# 偏移寻址：基址寄存器寻址

# 偏移寻址：变址寻址

IX 变址寄存器

重复操作

以上三种相对的对象不同

# 栈寻址

# 指令格式的设计原则

# 指令集设计

# 总结