计算机组成原理讲义2指令系统

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1、第三章数据信息表示与指令系统本讲内容•:•数的机器编码及其表示（简单回顾）A定点数（定点整数&定点小数）的表示A浮点数的表示A十进制数的表示•:•字符的表示•:•指令系统的基本概念（重点）》指令格式•:•指令系统举例•:•指令系统的设计（重点）A指令系统的设计依据A指令格式设计•:•数的机器编码及其表示（简单回顾）•:•字符的表示•:•指令系统•:•指令系统举例•:•指令系统的设计•:•要解决的问题A第一个问题：正数与负数的符号问题？A第二个问题：小数点的表示问题？A第三个问题：零的表示问题？A第三个问题：整数与小数的混合表示问题?•:•解决的原则：二进制解决一切♦:♦第一

2、个问题:正数与负数?A解决方法：所有数前面设置符号位，‘1’表示负数，'（T表示正数，第一位不具备数值的性质。X=+90（十进制真值）=1011010（二进制真值）用八位二进制表示：01011010X=90（十进制真值）=1011010（二进制真值）用八位二进制表示1011010•:•第二个问题:小数点?A惹不起还躲不起!》将数分成定点整数和定点小数，没有小数点的表示问题了，小数点在类型里（在你心里）。1O11OO1O符号位定点小数、・-数值位•:•第三个问题:零的符号问题?发码=00000000补码=00000000A—个数不是正数（第一位是0）就是负数（第一位是1）oA

3、零既不是正数又不是负数，符号位怎么办？A没办法，就分正零和负零吧！！！X=0（十进制真值）用八位［二进制表示原码=0000000发码=1111111补码=0000000X=+0（十进制真值）用八位二进制表示原码=00000000•:•第四个问题:整数与小数的混合表示?》将数分成两部分：尾数和阶A浮点数的表示。25.75=0.2575X102（十进制）=11001.11（二进制真值）=0.1100111X10101（二进制）尾数：0.1100111（二进制）阶：101（二进制）底：10（二进制）♦:♦浮点数的表示浮点数格式001101010100阶，定点整数表示尾数，定点小数

4、表示25.75=0.2575X102（十进制）=11001.11（二进制真值）=0.1100111X10101（二进制）尾数：0.1100111阶：101浮点数表示（阶和尾数均为补码）：010101100111♦:♦总结（定点整数）A真值X,用n位（含符号位）二进制编码表示X[X]反“2"—1+X［幻原=2"j—XX<凶补•:•补码表示与真值的关系A真值X,用n位（含符号位）二进制编码表示[X]补—X。，JCjJC2••Xn-1n-1X=-X2"T+工兀•X2—i=•:•补码加减法规则［A+B］补=［A］补+［B］补IA-B］补=［刘补+［—B］补［―冈补=2n-［B］补

5、•:•加减法的溢出与判断tillA溢出问题：加法结果超出表示范围A溢出判断：采用双符号位补码A双符号位补码:00表示正数,笛表示负数，01和10非法。A当加法结果的符号位出现01或10时表示结果出现溢出。•:•十进制数的机器表示ABCD码（8421码）A余3码十进制数BCD码余3码000000011100010100200100101300110110401000111501011000601101001701111010810001011910011100•:•数的机器编码及其表示•:•字符的表示•:•指令系统•:♦指令系统举例•:•指令系统的设计•:•西文字符的表示>A

6、SCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)码A字模•:•中文字符的表示A国标码，内码A字模（字库）A输入编码•:•数的机器编码及其表示•:•字符的表示•:•指令系统•:•指令系统举例•:•指令系统的设计•:•机器指令的要素A操作码(OperationCode):指明进行的何种操作(如ADD,I/O)A源操作数地址(SourceOperandReference):参加操作的操作数的地址,可能有多个。＞目的操作数地址(DestinationOperandReference):保存操作结果的地址。A下一条指令的地址(Ne

7、xtInstructionReference):指明下一条要运彳亍的指令的位置，「般指令是按顺序依次执行的，所以绝大多数指令中并不显示的指明下…条指令的地址，也就是说，指令格式中并不包含这部分信息。只有少数指令需要显示指明下一条指令的地址。•:•操作数的来源A存储器(存储器地址)A寄存器(寄存器地址)A输入输出端口(输入输出端口地址)•:•操作数的类型A地址（操作数地址，指令地址）A数值（整型数或定点数，浮点数，十进制数）A字符A逻辑型数♦:♦指令的表示A机器表示：二进制代码OpCodeS.OperandRef.D