第2章 指令系统的设计
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RISC指令集利用多条简单指令实现原有复杂指令的功能
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指令系统由复杂走向简单
▪ ▪ 1979年研制出世界上第一台采用RISC思想的计算机IBM 801 1981年，Patterson等人研制了32位的RISC I微处理器，总共31种 指令，3种数据类型，两种寻址方式，研制周期10个月，比当时最 先进的MC68000和Z8002快3至4倍 ▪ ▪ 1983年，又研制了RISC II，指令种类扩充到39种，单一变址寻址 方式，通用寄存器138个 1986年，IBM正式推出采用RISC体系结构的工作站IBM RT PC
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复杂指令系统存在的问题
▪ ▪
复杂的指令使指令的执行周期大大加长，指令平均执行周期都在4以
上
在复杂指令系统中，增强指令系统功能，简化了软件，硬件复杂了
1975年，IBM公司率先组织力量开始研究指令系统的合理性问题
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前进的方向——二八原则
▪ 1897年，意大利经济学家帕累托（1848～1923）偶然注意到 英国人的财富和收益模式，于是潜心研究这一模式，并于后来提 出了著名的二八法则。 一般情况下，我们付出的80％的努力，也就是绝大部分的努力 ，都没有创造收益和效果，或者是没有直接创造收益和效果。而 我们80％的收获却仅仅来源于20％的努力，其他80％的付出只 带来20％的成果。 20％时间赢得80％的快乐
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早期的解决办法：
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▪ ▪
处理机中设计快速本地存储器
为累加器添置8-16个寄存器 增强索引能力
减少指令索引时间
使用复杂的指令 减少取指令次数
▪
紧缩指令，例如，隐式地址操作数位
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70年代，指令系统已经非常复杂
机 型 （生产年代） 指令种类 微程序容量 指令长度 采用的工艺
IBM370/168 （1973） 208 420K 16-48 ECL MSI
工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各 类产品市场
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X86指令集
▪ 所谓X86架构的处理器就是采用了Intel X86指令集的处理器，X86指 令集是Intel公司为其第一块16位处理器i8086所专门开发的。为了增 加计算机的浮点运算能力，增加了X87数学协助处理器和加入了X87 指令集，于是就将采用了X86指令集和X87指令集的处理器统称为 X86架构的处理器。
VAX-11 （1978） 303 480K 16-456 TTL MSI
iAPX 432 （1982） 222 64K 6-321 NMOS VLSI
Dorado （1978） 270 136K 8-24 ECL MSI 面向堆栈 64KB
存储器-存储器 存储器-存储器 面向堆栈 指令操作类型 存储器-寄存器 存储器-寄存器 存储器-存储器 寄存器-寄存器 寄存器-寄存器 Cache 容量 64KB 64KB 0
使用频度 指令 ％
MOV PUSH CMP JMPcc ADD POP RET CALL JUMP SUB INC LES REPN IMUL DEC XOR REPNZ CLD LOOPcc TEST 24.85 10.36 10.28 9.03 6.80 4.14 3.92 3.89 2.70 2.43 2.37 1.98 1.92 1.69 1.37 1.13 0.78 0.54 0.52 0.40
就受到各界的好评 。
2. 随着PC的成功推出，IBM着手于X86系统架构标准的制定，并且希望 成为全球最大的电脑制造商。Intel和Microsft都参与了此标准的定制，
并且携手进行个人电脑的开发。 。
3. 第一个x86架构的“婴儿”便是于1985年推出的32位的80386处理器（ 386处理器）。
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SPARC处理器 ，1987年，Sun和TI公司合作开发了RISC架构的微处理器，此
后出现了64位高性能UltraSPARC 处理器，为Sun公司的工作站和服务器提供 了发展原动力
▪
PA-RISC处理器 ，1986年，HP发布了代号为PA-8000的第一款64位芯片， HP和Intel在IA-64芯片方面的合作，将把HP在PA-RISC芯片研制过程中的技 术转移到IA-64中。
指令系统是计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全 部的控制信息和“逻辑判断”能力。不同计算机的指令系统包含的指 令种类和数目也不同。一般均包含算术运算型、逻辑运算型、数据传 送型、判定和控制型、输入和输出型等指令。 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直 接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器 的适用范围。
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CISC vs. RISC --Intel公司创建
1968年，诺宜斯、摩尔、葛洛夫创建了Intel公司。
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通用处理器的诞生
1. 英特尔的一家客户(Busicom)要求英特尔为其专门设计一些处理芯片。
在研究过程中，英特尔的研究员霍夫(Hoff) 做出大胆的设想：使用通
用的硬件设计加上外部软件支持来完成不同的应用，这就是最初的通 用微处理器的设想。 2. 1971 年英特尔诞生了第一个微处理器 4004。4004 处理只能处理4位 数据，但内部指令是8位的。4004拥有46条指令，采用16针直插式封 装。数据内存和程序内存分开，1K数据内存，4K程序内存。这款处理 器很快得到了整个业界的承认，IBM还将4004 装备在IBM 1620机器上
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X86架构的优势
1. 当CPU集成的晶体管数量超过1百万后，“制成工艺”和“晶体管集成 度”成为衡量系统性能的另一个标准； 2. RISC系统针对高端的服务器市场，CPU和所有的部件都必须确保系统 的“稳定性”，大型机的CPU非常昂贵，x86的价格要低1～2个数量级 ，它主要是确保系统的性能，或者尽可能的提高系统的性价比 ；
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RISC处理器的发展
1. 从19世纪80年代开始，RISC（精简指令集）架构也受到人们的关注， 并且有不少成功的产品，如SPARC ，PA－RISC，MIPS等，RISC处理 器占领了高端大型机的市场 。
2. 从价格上而言，X86架构的PC机最便宜；而那些基于RISC处理器的大
型机价格昂贵。在功能上，PC机定位于整数的运算，而大型机却是以 浮点数的运算来衡量性能的高低。
累％
19.55 36.99 48.10 58.65 66.45 73.72 78.57
81.84
85.10 87.93 90.54 92.03 93.21 94.25 95.24 95.88 96.52 96.96 97.35
80.77
91.10
97.72 12/90
RISC指令集
▪ RISC指令集对于80%的指令采取加速策略
。
3. 1978 年，8086处理器诞生了。这个处理器标志着x86王朝的开始
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X86架构的诞生
1. 1981年，IBM公司推出了基于Intel 8088处理器的个人电脑；和不久后 的8086处理器相比，它是一台低价格，低性能的处理器。8088处理器 和DOS操作系统能够支持大部分的应用软件，因此IBM的PC推出不久
执行时间 指令 ％
IMUL MOV PUSH JMPcc CMP CALL RET ADD JMP LES POP DEC SUB XOR INC LOOPcc LDS CMPS MOVS JCXZ 19.55 17.44 11.11 10.55 7.80 7.27 4.85 3.27 3.26 2.83 2.61 1.49 1.18 1.04 0.99 0.64 0.64 0.44 0.39 0.37
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指令系统
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最早的指令集
单累加器——来源于计算器。
一般指令数少于24
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50年代中期的计算机
▪ ▪ 硬件昂贵 存储空间小(1000 words)， 因为没有地方保存，所以没有常 驻的系统软件！ ▪ ▪ ▪ 访问内存比处理器慢十到五十倍 指令执行时间主要取决于内存访问时间 相对于解码和ALU的速度，设计复杂的控制电路来执行一条指令的能力 是重点关注的。 程序员对机器的见解与实际硬件RISC芯片
▪ ▪
PowerPC微处理器 ，20世纪90年代，IBM、Apple和Motorola共同开发了 PowerPC，这款RISC架构的芯片的主要特点是可伸缩性好、方便灵活； MIPS处理器，MIPS处理器是八十年代中期RISC CPU设计的一大热点 ， 1999年以前世界上用得最多的处理器 ；
累计％
24.85 35.21 45.49 54.52 61.32 65.46 69.38 73.27 75.97 78.40 82.75 84.67 86.36 87.73 88.86 89.64 90.18 90.70
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
基础上开发出了K6核心)，NX586在相同时钟频率下的运行速度比
Pentium快，秘密就在于它把那些长度不定的X86指令集翻译成了短小 且长度固定的类RISC指令；
2. Pentium Pro也具有一个快速的RISC核心，后来的PⅢ、PⅡ、赛扬等
CPU都是在这个核心（P6）上繁衍出来的，P6核心的速度更快，具有 更长的流水线。
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现实的指令集
第二章2 指令系统
格式 操作码OP 堆栈指针SP
S =((SP))
堆栈向上生成 栈顶 SP自动减1，再存数。 压栈： -(SP)，自减型间址。 先取数，SP再自动加1。 出栈： (SP)+，自增型间址。
SP 0070
M
低
... S ... ...
高
SP既可出现在指令中，也可隐含约定。
2.3.2.2 常见寻址方式
2.3.1.1
指令字长
• 指令字长与主存的编址单位及CPU的机器字长 有一定关系。
• 指令字长位数越多，所能表示的操作信息和地 址信息也就越多，指令的功能越丰富，但所占 空间和时间也越多。
定长指令格式
变长指令格式
便于控制 合理利用存储空间
2.3.1.2
操作码格式
操作码一般在指令格式的前面一个或几个字 节。根据它可以判明该指令的基本类型及相 应的字节数。
程序模块，有效利用存 储空间。
S ...
2.3.2.2 常见寻址方式
相关问题：
寻址方式如何表示? （1）指令中设置专门字段说明寻址方式
例.某机指令的每个地址字段中各设置一个 3位的寻址方式字段。 3位 3位 操作码OP 寻址方式 R 寻址方式 R
目的地址字段
源地址字段
2.3.2.2 常见寻址方式
D3
D4
结果 下条指 地址 令地址
功能：(D1)OP(D2) D3 (D4) 下条指令
2.3.1.3
2）三地址指令 格式：OP D1 D2
操作数 地址
地址结构
D3
结果 地址
(D1)OP(D2) 功能： (PC) + n
D3 PC
用指令计 数器PC指 示指令地 址。
计算机系统结构课后答案chap2-answer
第二章计算机指令集结构设计名词解释1.堆栈型机器——CPU中存储操作数的单元是堆栈的机器。
2.累加型机器——CPU中存储操作数的单元是累加器的机器。
3.通用寄存器型机器——CPU中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
4.CISC——复杂指令集计算机。
5.RISC——精简指令集计算机。
@2.2堆栈型机器、累加器型机器和通用寄存器型机器各有什么优缺点2.3常见的三种通用寄存器型机器的优缺点各有哪些指令集结构设计所涉及的内容有哪些(1)指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向；(2)寻址方式的设计：设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计，察看各种寻址方式的使用频度，根据适用频度设置相应必要的寻址方式；(3)操作数表示和操作数类型：主要的操作数类型和操作数表示的选择有，浮点数据类型（可以采用IEEE 754标准）、整型数据类型（8位、16位、32位的表示方法）、字符型（8位）、十进制数据类型（压缩十进制和非压缩十进制数据表示）等等。
(4)寻址方式的表示：可以将寻址方式编码与操作码中，也可将寻址方式作为一个单独的域来表示。
(5)（(6)指令集格式的设计：有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。
简述CISC计算机结构指令集功能设计的主要目标。
从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点CISC结构追求的目标是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的。
从目前的计算机技术观点来看，CISC结构存在以下几个缺点：(1)在CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。
(2)CISC结构的指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。
(3)CISC结构的指令系统的复杂性给VLSI设计带来了很大负担，不利于单片集成。
(4)CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。
(5)^(6)在结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计算机体系结构技术（如流水技术）来提高系统的性能。
指令系统与汇编语言程序设计
1010011i n
85 n1 n2
MOV DPTR，#d1d2 ；DPTR←d1d2
90 d1 d2
习题1：找出配对指令，实精现选p反pt 向传送。
《单片机原理及应用》教学课件
例2-4-1：顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果。
MOV A，#30H
；A= 30H
MOV 4FH，A
；(4FH)= 30H
2-1 指令格式
一. 汇编语言指令格式 [标号：]操作码 操作数1，操作数2[；注释]
换行表示一条指令结束。 例： LOOP： MOV A，#40H ；取参数
1.标号：指令的符号地址 2.操作码：指明指令功能。 3.操作数：指令操作对象 数据、地址、寄存器名及约定符号。 4.注释行：说明指令在程序中的作用。
第2章 指令系统与汇编语言程序设计 2-1 指令格式 2-2 指令寻址方式 2-3 状态标志 2-4 MCS-51指令系统
《单片机原理及应用》教学课件
单片机指令系统概述
一、MCS-51指令分类
MCS-51单片机共有111条指令。 1．按指令所占的字节数分类
①单字节指令49条 ②双字节指令46条 ③三字节指令16条 每条指令的平均字节数：
精选ppt
《单片机原理及应用》教学课件
例：查表法求Y=X2。设X(0≤X≤15)在片内RAM的20H单元中，要 求将查表求Y，存入片内RAM21H单元。
2）指令地址
1000H 1002H 1004H 1005H 1007H 1008H 100BH
源程序
ORG 1000H
；程序起始地址
SQU: MOV A，20H ；取X
操作码和操作数是指令主体。
精选ppt
微机原理 第02章
存储器单元的地址
物理地址 12340H 67H 逻辑地址（段+偏移） 1234H:0000H
12341H
12342H 12343H 12344H
67H
67H 67H 67H
1234H:0001H
1234H:0002H 1234H:0003H 1234H:0004H
AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP
DI SI
(图2-2) 数据寄存器
地址寄存器
总线 控制 逻辑 电路
外 总 线
运算寄存器 ALU 标志
执行部分 控制电路
1 2 3 4
指令队列缓冲器 4个字节 总线接口单元 （BIU）
执行单元 （EU）
指令预取
取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2 取指令3 执行指令3
存储器的分段管理
• 8086/8088将1MB存储器空间分成若干个逻辑段 来管理。每个段最大限制为64KB。 • 采用逻辑地址(段地址：偏移地址)的形式来表达 段中每个存储器单元的20位物理地址。 • 段地址和偏移地址都是16位二进制数。
段地址
• 段地址说明该逻辑段在内存中的起始位置，即该 段中的第一个内存单元的物理地址。 • 段地址必须是模16地址，即××××0H的形式， 故可采用16位二进制数据表示，保存在段寄存器 (CS,DS,ES,SS)中。
低地址
AL ... 操作码 05H ... 指 令 代 码 段
例： MOV AL, 05H
指令执行后: (AL)=05H
05H
高地址
低地址
例：MOV AX, 3064H
指令执行后: (AX)=3064H
汇编语言程序设计(第四版)第2章【课后答案】讲解
汇编语言程序设计第四版【课后习题答案】--囮裑為檤第2章8086的指令系统〔习题2.1〕已知DS＝2000H、BX＝0100H、SI＝0002H，存储单元[20100H]～[20103H]依次存放12 34 56 78H，[21200H]～[21203H]依次存放2A 4C B7 65H，说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容。
（1）mov ax,1200h（2）mov ax,bx（3）mov ax,[1200h]（4）mov ax,[bx]（5）mov ax,[bx+1100h]（6）mov ax,[bx+si]（7）mov ax,[bx][si+1100h]〔解答〕（1）AX＝1200H（2）AX＝0100H（3）AX＝4C2AH ;偏移地址=bx=0100h（4）AX＝3412H ;偏移地址=bx=0100h（5）AX＝4C2AH ;偏移地址=bx+1100h=1200h（6）AX＝7856H ;偏移地址=bx+si=0100h+0002h=0102h（7）AX＝65B7H ;偏移地址=bx+si+1100h=0100h+0002h+1100h=1202h〔习题2.2〕指出下列指令的错误（1）mov cx,dl（2）mov ip,ax（3）mov es,1234h（4）mov es,ds（5）mov al,300（6）mov [sp],ax（7）mov ax,bx+di（8）mov 20h,ah〔解答〕（1）两操作数类型不匹配（2）IP指令指针禁止用户访问（3）立即数不允许传给段寄存器（4）段寄存器之间不允许传送（5）两操作数类型不匹配（6）目的操作数应为[ SI ]（7）源操作数应为[BX+DI]（8）立即数不能作目的操作数〔习题2.3〕已知数字0 ~ 9对应的格雷码依次为：18H、34H、05H、06H、09H、0AH、0CH、11H、12H、14H，它存在于以table为首地址（设为200H）的连续区域中。
计算机系统结构第2章
计算机系统结构第2章第⼆章指令系统第⼀节指令系统设计概述⼀、指令系统概述1、指令系统的设计、应⽤及实现(1)指令系统的设计*机器指令：计算机硬件实现的运算或操作的命令；第i 种格式：OP i A 1A 2编码⽰例：00110 000~111 000~111功能⽰例：A 1←(A 1)+(A 2)第j 种格式：OP j A 编码⽰例：10110 000~111功能⽰例：A←(A)+1*指令系统设计：定义所有机器指令的格式(含编码)。
*指令系统：所有机器指令的集合；第1种：第2种：…第n 种：OP 1A 1A 2OP 2A OP n A 1A 2…(2)指令系统的应⽤第i种指令应⽤⽰例a：00110 000 001 功能AH←(AH)+(AL)⽰例b：00110 011 000 功能BL←(BL)+(AH)应⽤程序⽰例：从主存地址为2000H开始的100个元素累加求和机器指令格式机器指令程序汇编程序1011wreg data 1011001001100100 CX←1001011100100000000 00100000LP：BX←2000H1011000000000000 AL←0 0000000w mod reg r/m 0000000100000111AL←AL+[BX] 01000reg 01000001 BX←BX+1 11100010 disp 11100010 11111000 LOOP LP*指令系统应⽤：按指令格式要求，根据应⽤需要、编写程序中的指令(即指令格式的实例)。
(3)指令系统的实现指令功能实现步骤—ID 对IR 的OP 译码，⽤输出信号控制某⼀部件⼯作；ID 对IR 的A 译码，⽤输出信号控制相关REG 的读/写；信号有效时间由时序部件及该指令功能实现步骤决定。
指令操作或运算—部件功能实现及数据传递等的组合。
*指令系统实现：按指令格式要求，⽤硬件实现指令功能。
*设计/应⽤实现三者关系：类似C 语⾔设计、⽤C 语⾔编程、C 语⾔编译及执⾏平台！☆指令系统的实质—软件与硬件之间的界⾯(“约定”)！指令译码器ID I OP A 内部总线CPU ID D 功能部件1功能部件n …寄存器1寄存器m…指令寄存器IR ：……存储总线MAR/MDR2、指令系统涉及内容(1)指令格式包含信息分析第i种指令格式：OP i A1A2②数据：(A1)=OP i⽀持类型的地址为A1的数据①操作：A1←(A1) OP i(A2) 或A 2←(A2) OP i(A1)硬件⽀持的数据类型(含数据长度)可存放数据部件类型、部件的编址⽅式部件中同⼀数据地址的表⽰⽅式(2)涉及内容*指令集结构：指令集总体框架，如存放部件、寄存器数量;*指令集功能：⽀持操作的类型；*数据表⽰：操作⽀持的数据类型、数据存储格式等。
计算机系统结构作业答案
计算机系统结构计算机系统结构作业1第1章计算机系统结构的基本概念一、解释下列术语：计算机系统结构；计算机组成；计算机实现；透明性；系列机；软件兼容；兼容机；模拟；仿真；虚拟机；宿主机；Amdahl定律；CPI；MIPS；MFLOPS。
【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是指计算机组成的物理实现。
透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，成为透明性现象。
所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机称为兼容机。
软件兼容：在新的计算机系统出台后，原先已开发的软件仍能继续在升档换代的新型号机器上使用，这就是软件兼容。
系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。
模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
虚拟机是被模拟的机器；宿主机是进行模拟的机器。
Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间） Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间） 则，改进后整个系统加速比为ee e n S F F s /)1(1+-=。
计算机系统结构课后答案chap2-answer
第二章计算机指令集结构设计2.1 名词解释1.堆栈型机器——CPU中存储操作数的单元是堆栈的机器。
2.累加型机器——CPU中存储操作数的单元是累加器的机器。
3.通用寄存器型机器——CPU中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
4.CISC——复杂指令集计算机。
5.RISC——精简指令集计算机。
2.2堆栈型机器、累加器型机器和通用寄存器型机器各有什么优缺点？2.3常见的三种通用寄存器型机器的优缺点各有哪些？2.4 指令集结构设计所涉及的内容有哪些？(1)指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向；(2)寻址方式的设计：设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计，察看各种寻址方式的使用频度，根据适用频度设置相应必要的寻址方式；(3)操作数表示和操作数类型：主要的操作数类型和操作数表示的选择有，浮点数据类型（可以采用IEEE 754标准）、整型数据类型（8位、16位、32位的表示方法）、字符型（8位）、十进制数据类型（压缩十进制和非压缩十进制数据表示）等等。
(4)寻址方式的表示：可以将寻址方式编码与操作码中，也可将寻址方式作为一个单独的域来表示。
(5)指令集格式的设计：有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。
2.5 简述CISC计算机结构指令集功能设计的主要目标。
从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？CISC结构追求的目标是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的。
从目前的计算机技术观点来看，CISC结构存在以下几个缺点：(1)在CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。
(2)CISC结构的指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。
(3)CISC结构的指令系统的复杂性给VLSI设计带来了很大负担，不利于单片集成。
(4)CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。
计算机系统结构 第 2 章 指令集结构
2.1 指令系统结构的分类
• • • • • • 1. 指令系统分类的准则 ⑴ 在CPU中操作数的存放方法。 ⑵ 在每条指令中，显式指明的操作数个数。 ⑶ 操作数的寻址方式。 ⑷ 指令系统所提供的操作类型。 ⑸ 操作数的类型与大小。
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2.指令系统结构的分类
• • • • 按在CPU中操作数的存放方法可分为： ⑴ 堆栈型 ⑵ 累加器型 ⑶ 通用寄存器型
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4. 编址单位
• ⑴ 字编址：以访问一次设备所获得的信息量 为单位进行编址。 • ⑵ 字节编址：以字节为单位进行编址。 • ⑶ 位编址：按二进制位编址。
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按字节编址时需解决的问题
• ① 多字节数据的存放顺序 • 小端排序：将一个字中的低位字节存放在低地址 单元中。 • 大端排序：将一个字中的高位字节存放在低地址 单元中。 • 小端排序符合从右向左进位的硬件习惯；大端排 序符合程序员从左向右的编程习惯。
• 5. 按地址寻址方式（略，P47）
• 寻址方式的使用频度：
• R寻址->直接->变址->单字位移->自增->R间址->自减 • 高 -------------------------- 低
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2.2.2 按内容访问方式
• • • • • 1. 按内容访问方式 按照要访问的数据的内容访问内存。 2. 联想存储器（相联存储器、按内容访问存储器） 满足按内容访问方式的存储器。 联想存储器的主要特点：以并行方式在存储器中 查找所需信息的内容。 • 3. 按内容访问的方法 • 通过硬件将要访问的内容与存储单元的内容进行 比较，若相同，则进行访问。
微机原理第02章(指令系统)2
加法指令:ADD, ADC和INC 减法指令:SUB, SBB, DEC, NEG和CMP 他们分别执行字或字节的加法和减法运算， 除 INC 和 DEC 不影响 CF 标志外，其他按定 义影响全部状态标志位 操作数组合：
运算指令助记符 reg, imm/reg/mem 运算指令助记符 mem, imm/reg
第2章：5. 求补指令NEG（negtive）
4.取补指令 格式：NEG OPRD (OPRAND ) 功能：OPRD取补 （取反加1） 相当0-操作数，所以算入减法； 且一般CF=1（0－肯定有借位）， 只有OPRD=0时CF=0
第2章：例题2.9 求补运算
mov ax,0ff64h neg al ；AL＝0－64H＝9CH，AX＝FF9CH ；OF＝0, SF＝1，ZF＝0，PF＝1，CF＝1 sub al,9dh ；AL＝9CH－9DH＝FFH，AX＝FFFFH ；OF＝0，SF＝1，ZF＝0，PF＝1，CF＝1 neg ax ；AX＝0－FFFFH＝0001H ；OF＝0，SF＝0，ZF＝0，PF＝0，CF＝1 dec al ；AL＝01H－1＝0，AX＝0000H ；OF＝0，SF＝0，ZF＝1，PF＝1，CF＝1 neg ax ；AX＝0－0＝0 ；OF＝0，SF＝0，ZF＝1，PF＝1，CF＝0
第2章：例题2.10 符号扩展
mov al,64h
；AL＝64H （机器数） ，表示10进制数100（真值）
cbw
；将符号0扩展，AX＝0064H，仍然表示100
mov ax,0ff00h
；AX＝FF00H，表示有符号10进制数－256
cwd
；将符号位“1”扩展，DX.AX＝FFFFFF00H ；仍然表示－256