章指令系统和汇编语言程序

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1、第4章指令、指令系统和控制器部件第4章指令、指令系统和控制器部件一、指令系统综述：指令与指令格式，寻址方式。基本指令系统：教学计算机的指令系统和汇编程序设计。扩充性知识：PDP-11机指令系统，NOVA机指令系统。二、控制器的功能和组成控制器的功能，控制器的组成，指令的执行步骤。控制器的分类：微程序控制器和组合逻辑控制器。三、微程序控制器的运行原理微指令的格式：下地址字段和控制命令字段。四、教学计算机的微程序控制器指令分类与典型指令的执行过程，微程序分析，设计新指令的微程序及调试运行。五、组合逻辑控制器的组成与运行原理8位教学实验计算机的组成与设计实例。

2、返回一、指令系统指令:功能定义用法指令格式:操作码操作数地址固定长度可变长度交叉安排无地址一地址二地址多地址2.寻址方式外设寻址入/出端口地址方式统一映象方式主存寻址寄存器寻址直接寻址变址寻址寄存器间址间接寻址相对寻址基地址寻址立即数寻址堆栈寻址1.指令与指令格式返回指令：是计算机运行的最小的功能单位，是计算机用于控制各部件协调动作的命令，计算机最本质的功能就是连续的执行指令。指令系统：一台计算机支持（或使用）的全部指令的集合，称为指令系统。指令字：一种二进制代码，包括操作码和操作数地址。操作码：用于指明本条指令的操作功能。如：算数的加/减，逻辑的与/或

3、，内存与外设的读/写等。操作数地址：用于给出被操作的对象的地址。如：操作数所在的地址，程序转移地址，子程序调用地址等。返回1、指令的基本概念对指令系统的要求完备性:指令齐全，编程方便高效性：占内存少，运行省时规整性：指令与运算规则统一兼容性：新旧机指令软件兼容当前的计算机指令系统，从其构成的复杂和完备程度，或者说设计中追求的不同的目标，区分，可分为CISC和RISC两类：RISC（ReducedInstructionSetComputer）,通常称为精简指令系统的计算机，只有数目较少、格式与功能简单、运行高效的指令，追求的是计算机控制器实现简单，运行高速

4、，更容易在单块超大规模集成电路中芯片内制做出来。CISC（ComplexInstructionSetComputer）,通常称为复杂指令系统的计算机，是相对于RISC一词而提出来的一种说法。其特点是：指令条数多，格式多样，寻址方式复杂，每条指令的功能强，优点是汇编程序设计容易些，但计算机控制器的实现困难多，很多指令被使用的机会并不多。返回指令格式：操作码操作数地址返回操作码的方案分类：1、定长操作码方案：在指令字的最高位分配固定长度，用于表示操作码。2、变长操作码方案：可以为最常用的指令少分配几位操作码。3、交叉方案：操作码的二进制位不集中在最高位，而是

5、与操作数地址有所交叉。操作数地址的设计:1、无操作数指令：某些指令没有操作数，或使用某个已约定的操作数。如停机指令、空操作指令、关中断指令等。2、单操作数指令：某些指令只用一个操作数必须在指令中指明其地址。3、双操作数指令：如算数和逻辑运算，往往使用2个操作数，需要分别给出目的操作数和源操作数的地址。4、多操作数指令：如用2个操作数地址表示目的和源操作数，用第三个操作数地址表示保存运算结果。2、指令的分类指令的分类1、算数和逻辑运算指令：是每台计算机必须具有的指令。2、移位操作指令：包括算数移位、逻辑移位和循环移位三种。3、数据传送指令：用于通存→通存、

6、通存→内存、通存→外设、内存→内存之间的数据传送。指令要指明数据传送的方向。4、转移指令、子程序调用与返回指令：转移指令：不执行邻接的下1条指令，而是转移到另一段程序的入口去执行。分为条件转移和无条件转移。条件转移指令还必须给出判断转移条件，通常是C（进位）、Z（结果为0）、V（溢出）、S（符号位）的取值。子程序调用与返回指令：是一种特定的转移指令。即转去执行子程序，在子程序的最后要有返回当前指令的语句。用户自编的子程序系统提供的子程序子程序访问系统程序（访管）指令。陷阱指令（TPAP）。断电、检验出错、设备故障、非法指令等意外事故。5、特权指令：仅用于

7、操作系统或系统软件的指令。为确保安全，这类指令不提供给用户使用。6、其它指令：用于完成某些特定的处理功能。如：动态停机、空操作、置条件码、开中断、关中断、堆栈操作指令等。操作数的来源和去向：1、来自CPU内部的通用寄存器。通存一般有16个，R0—R15R0与外设交换数据，R4为堆栈，R5用作程序计数器PC。2、来自外围设备（接口）中的一个寄存器。通常用设备编号入口端地址来表示。3、来自内存的一个存储单元。在指令字中给出该存储单元的地址。3、寻址方式寻址：根据指令的内容确定操作数地址的过程。寻址方式：获得操作数或操作数地址的方法。地址：数据和指令在存储器中

8、存放的位置。形式地址：在指令字中给出的操作数的地址被称为形式地址。物理地址：用形