【圖文】41指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求

1、 425 指令格式舉例 八位微型計(jì)算機(jī)的指令格式 8位微型機(jī)字長(zhǎng)只有8位，指令結(jié)構(gòu)是一種可變字長(zhǎng)形式，包含單字長(zhǎng)、 雙字長(zhǎng)、三字長(zhǎng)指令等多種。 操作碼 操作碼 操作碼 操作數(shù)地址 操作數(shù)地址 操作數(shù)地址 操作數(shù)地址2 操作數(shù)地址 單字長(zhǎng)指令 雙字長(zhǎng)指令 三字長(zhǎng)指令 內(nèi)存按字節(jié)編址，所以單字長(zhǎng)指令每執(zhí)行一條指令后，指令地址加。 雙字長(zhǎng)指令或三字長(zhǎng)指令每執(zhí)行一條指令時(shí)，指令地址要加2或加3， 可見多字長(zhǎng)的指令格式不利于提高機(jī)器速度。 2. PDP/11系列機(jī)指令格式 系列機(jī)指令格式 PDP/11系列機(jī)指令字長(zhǎng)16位，其指令格式如下表所示。 4.3 PDP/11系列機(jī)指令格式 從表中看出，在PDP/

2、11中，操作碼字段是不固定的，其長(zhǎng)度也是不相 同的。這樣做可以擴(kuò)展操作碼以包含較多的指令。但是操作碼字段不 固定，對(duì)控制器的設(shè)計(jì)來說必將復(fù)雜化。 3. pentium指令格式 指令格式 pentium機(jī)的指令字長(zhǎng)度是可變的：從字節(jié)到12字節(jié)， 還可以帶前綴，指令格式如下所示。 0或1 0或1 0或1 0或1(字節(jié)數(shù) 指令前綴 段取代 操作數(shù)長(zhǎng)度取代 地址長(zhǎng)度取代 1或2 操作碼 Mod 0或1 Reg 或操作碼 R/M 比例S 比例S 0或1 變址I 變址I 0,1,2,4 0,1,2,4(字節(jié)數(shù) 基址B 基址B 位移量 立即數(shù) 2位 3位 3位 2位 3位 3位 這種非固定長(zhǎng)度的指令格式是典

3、型的CICS結(jié)構(gòu)特征。一是為了與它的前身80486保 持兼容，二是希望能給編譯程序?qū)懽髡咭愿囔`活的編程支持。 操作數(shù)長(zhǎng)度取代前綴和地址長(zhǎng)度取代前綴 在實(shí)地址模式下，操作數(shù)和地址的默 認(rèn)長(zhǎng)度是16位；在保護(hù)模式下，若D1，操作數(shù)和地址的默認(rèn)長(zhǎng)度是32位，若D 0，二者的默認(rèn)長(zhǎng)度是16位。 指令本身由操作碼字段、Mod-R/M字段、SIB字段、位移量字段、立即數(shù)字段組 成。除操作碼字段外，其他四個(gè)字段都是可選字段。 例1 指令格式如下所示，其中OP為操作碼，試分析指令格式的特點(diǎn)。 例 15 9 7 4 3 0 OP -源寄存器 目標(biāo)寄存器 解：(1單字長(zhǎng)二地址指令。 解 ： (2操作碼字段OP可以指定128條指令。 (3源寄存器和目標(biāo)寄存器都是通用寄存器（可分別指定16個(gè)），所以是RR 型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在寄存器中。 (4這種指令結(jié)構(gòu)常用于算術(shù)邏輯運(yùn)算類指令。 例 例2 指令格式如下所示，OP為操作碼字段，試分析指令格式特點(diǎn)。 OP 15 10 7 4 3 0 OP - 源寄存器 變址寄存器 位移量(16位 位移量 位 解： 解 ： （1雙字長(zhǎng)二地址指令，用于訪問存儲(chǔ)器。 (2操作碼字段OP為6位，可以指定64種操