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计算机体系结构(与“指令”有关文档共98张).pptx
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第2章 指令集结构设计
2.1 指令集结构分类
2.2 寻址方式
2.3指令格式
2.4 操作数的类型、表示和大小
2.5指令集功能设计
2.6 编译技术与计算机体系结构
2.7 DLX指令集结构
第1页,共98页。
指令集设计
instruction set
software
hardware
第2页,共98页。
指令集结构: 我们必须说明那些东西?
Instruction
Fetch
Instruction
Decode
Operand
Fetch
Execute
Result
Store
Next
Instruction
• 指令格式或编码方式。即如何编码
?
• 操作数和操作结果的存放位置
– 存放位置?
– 多少个显式操作数?
– 存储器操作数如何定位?
– 哪些操作数可以或不可以放到存储器中?
• 数据类型和大小
• 支持哪些操作
• 下一条指令地址
– jumps, conditions, branches
– fetch-decode-execute is implicit!
第3页,共98页。
2.1 ISA 的基本分类
累加器型(Accumulator) (1 register):
1 address add A acc ¬ acc + mem[A]
1+x address addx A acc ¬ acc + mem[A + x]
堆栈型(Stack):
0 address add tos ¬ tos + next
通用寄存器型(General Purpose Register):
2 address add A B EA[A] ¬ EA[A] + EA[B]
3 address add A B C EA[A] ¬ EA[B] + EA[C]
Load/Store:
3 address add Ra Rb Rc Ra ¬ Rb + Rc
load Ra Rb Ra ¬ mem[Rb]
store Ra Rb mem[Rb] ¬ Ra
第4页,共98页。
比较指令条数
Code sequence for (C = A + B) for four classes of
instruction sets:
Stack
Accumulator
Register
(load-store)
Push A
Load A
Load R1,A
Push B
Add B Load R2,B
Add Store C
Register
(register-memory)
Load R1,A
Add R1,B
Store C, R1
Add R3,R1,R2
Pop C
Store C,R3
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