数据表示寻址方式和指令系统ppt课件

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1、第二章数据表示、寻址方式与指令系统目录数据表示寻址方式指令系统的设计和优化指令系统的发展和改进§1数据表示数据表示与数据结构高级数据表示自定义数据表示（Self_defining）带标识符的数据表示数据描述符向量数组数据表示堆栈数据表示引入数据表示的原则浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择（选讲）数据表示定义：机器硬件能直接识别和引用的数据类型。条件：相应的运算指令和运算硬件(处理部件)。分类：基本数据表示、高级数据表示、自定义数据表示。目标：缩小高级语言和机器语言间的语义差别提高性能/价格节省处理时间和存储空间实现：最小的存储空间、最简单的存取算法。数

2、据表示与数据结构数据表示：指的是能由机器硬件直接识别和引用的数据类型。由硬件实现的数据类型数据结构：面向计算机系统软件、面向应用领域所需处理的数据类型。由软件实现的数据类型。目标：最大限度满足应用要求、最简化的方法实现。实现：通过数据表示和软件映象相结合方法实现。数据表示是数据类型的子集。数据表示的确定实质上是软、硬件的取舍问题数据结构和数据表示是软、硬件的界面数据类型定义：具有一组值的集合，且定义了作用于该集合的操作集。目的：防止不同类型数据间的误操作。分类：基本类型、结构类型。基本数据类型内容：二进制位、二进制位串、整数、十进制数、浮点数、字符、布尔数

3、等。结构数据类型定义：由一组相互有关的数据元素复合而成的数据类型。分类：系统数据类型、用户自定义数据类型内容：数组、字符串、向量、堆栈、队列、记录等数据表示中应表达的内容数值的表达进位制数、负数、小数点的方式字符和符号的表达ASCII码数据单位的表达字：逻辑单位，一条指令处理的数据单位。字节、半字、字、双字数据的属性类型、存放的位置、对数据的约束Pentium数据类型数据类型说明常规字节、字（16位）、双字和四字可位于任意存储位置上整数字节、字或双字中的有符号二进制值，使用2的补码表示序数字节、字或双字中的无符号整数未压缩的二进制编码的十进制数（BCD）范

4、围0～9的BCD数字表示，每字节一个数字压缩BCD每字节表示两个BCD数字，值是0～99近指针表示段内偏移的32位有效地址。位串一个连续的位序列，每个位都是单独的字符串一个连续的字节、字或双字的序列浮点数单精度、双精度、扩展双精度浮点数数据表示的发展定点数据表示用定点数表示浮点数不方便而低效50年代提出变址操作，为向量、阵列提供方便。用循环遍历向量和阵列可变长字符串数据表示支持串数据结构的实现用于输入、输出、事务处理和编译高级数据表示自定义数据表示（Self_defining）带标识符的数据表示数据描述符向量数组数据表示堆栈数据表示带标识符的数据表示主要用

5、于指明数据类型（如二进制整数、十进制整数等，也可用于指明及其内部所用信息的各种类型。对高级程序员透明。类型标志数据值带标识符的数据表示的优缺点优点:简化指令系统和程序设计简化编译程序便于一致性校验能由硬件自动完成数据类型的变换支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求为软件调试和应用软件开发提供支持；缺点：使程序所占用的主存空间增加（如下图）降低指令的执行速度；必须用专门的指令完成标识符的初始化采用标识符缩短操作码而节省程序空间AB采用标识符数据字增长不采用标识符数据（少）指令（多）采用标识符指令字缩短通常有面积B>面积A数据描述符101各种标识符长度地址0

6、00数据描述符数据目的：描述复杂和多维的结构类型。数据描述符实现阵列数据的索引比变址方法实现的好，而且能检查程序设计中阵列越界错误。为向量、数组数据结构的实现提供一定的支持，有利于简化编译中的代码生成。工作过程：如下图描述符的工作过程101000000101101101XY操作码指令描述符描述符地址生成逻辑（数据）（数据）数据块数据块主存储器·········1013101410141014000a11000a12000a13000a14000a21000a22000a23000a24000a31000a32000a33000a34数据描述符与带标识符的区

7、别标识符是和每一个数据相连的，合存在一个存储单元中，描述单个数据的类型特征。描述符是和数据分开存放的，专门用来描述所要访问的数据是整块数据还是单块数据，访问该数据块或数据元素需要的地址以及其他特征信息等。向量数组数据表示举例：计算i=10、11….1000C语言：for(i=10;i<=1000;i++)C[i]=a[i]+b[i]向量加参数A参数B参数C向量数据表示：C=A+BA0A3A2A1A11A10A9A8A7A6A5A4C0C3C2C1C11C10C9C8C7C6C5C4B3B2B1B0B-1B-2B-3B-4源向量A结果向量C源向量B位移量Ad

8、=4基址Ab起始地址As=4Ae=12－4=8Cd基址Cb起始地址