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2011年計算機等級考試三級PC技術(shù)第二章要點(3)

考試吧提供了“2011年計算機等級考試三級PC技術(shù)分章節(jié)要點”,供考生參考。

  三、指令系統(tǒng)

  (一)指令和指令系統(tǒng)

  指令主要由兩個部分組成:

  操作碼———用來指出計算機應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個二進制代碼。例如:加法、減法、乘法、除法、取數(shù)、存數(shù)等各種基本操作,它們均有各自相應(yīng)的操作碼。

  操作數(shù)地址———指出該指令所操作(處理)的對象(稱為操作數(shù))所在的存儲單元的地址。計算機中操作數(shù)可以相當靈活地指定,它可以直接包含在指令中,可以在CPU的某個寄存器中,一般情況是在存儲器的某個(些)存儲單元中。指定操作數(shù)所在位置的方法稱為尋址方式。不同的計算機具有各自不同的指令,對某種特定的計算機而言,其所有指令的集合,稱為該計算機的指令系統(tǒng)。

  (二)指令的特征和功能

  一般而言,指令系統(tǒng)應(yīng)該具備下述特性:

  (1)指令的完備性。是指一個指令系統(tǒng)應(yīng)滿足給定的算法,可編出程序并實現(xiàn)之。

  (2)指令的有效性。指令系統(tǒng)中所包含的指令必須是有效的,從而可用相當少的指令編出實現(xiàn)某種算法的程序。

  (3)指令的簡明性。它指一個指令系統(tǒng)能簡化指令處理機的操作,又能簡化編程。

  (4)指令的效率。它指系統(tǒng)中指令的執(zhí)行時間。

  另外,尚要求指令系統(tǒng)應(yīng)便于記憶和理解,占用內(nèi)存少,盡量縮短邏輯延遲等。

  (三)尋址方式

  1.立即尋址

  立即尋址又稱立即數(shù)尋址。操作數(shù)緊跟在操作碼之后,直接放在指令中,這種操作數(shù)稱為立即數(shù)。立即數(shù)規(guī)定只能為整數(shù)。立即數(shù)可以是8位或16位,要求低字節(jié)數(shù)放在低位地址中,高字節(jié)數(shù)放在高位地址中。

  2.寄存器尋址

  操作數(shù)在CPU的內(nèi)部寄存器中,寄存器名由指令指出,這種尋址方式稱之為寄存器尋址方式。對8位操作數(shù),寄存器可以是AL,AH,BL,BH,CL,CH,DL,DH中的任意一個,對16位操作數(shù),寄存器可以是AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP或BP之一。

  3.直接尋址

  直接尋址方式的操作數(shù)地址的16位偏移量(又稱有效地址EA)直接包含在指令中,它緊跟在操作碼之后,存放在代碼段區(qū)域。如果指令前面無前綴指明在哪一段,則默認操作數(shù)存放在數(shù)據(jù)段寄存器DS中。它的地址為數(shù)據(jù)段寄存器DS加上這16位地址偏移量。

  4.寄存器間接尋址

  寄存器間接尋址方式的操作數(shù)在存儲器中,操作數(shù)地址的16位偏移量包含在寄存器BX、BP、SI和DI之一中。如果指令中未具體用前綴指明是哪個段寄存器,則尋址時,對BX、SI、DI寄存器,默認操作數(shù)在數(shù)據(jù)段寄存器DS中,即數(shù)據(jù)段寄存器DS加上SI、DI、BX中的偏移量為操作數(shù)的地址。

  5.寄存器相對尋址(或稱變址尋址)

  采用寄存器間接尋址時,允許在指令中指定一個8位或16位的偏移量,這樣,有效地址由一個基址或變址寄存器的內(nèi)容加上一個偏移量來得到。即

  [BX]

  [BP]

  有效地址EA=[SI] +(8位偏移量或16位偏移量)

  [DI]

  6.基址加變址尋址

  將一個基址寄存器的內(nèi)容加上一個變址寄存器的內(nèi)容形成操作數(shù)的有效地址,這種尋址稱為基址加變址尋址方式。這種尋址方式中,基址寄存器名和變址寄存器名均由指令指出。如無段跨越前綴,對BX寄存器默認的段寄存器為DS。只要用上寄存器BP,則默認的段寄存器為SS。

  7.相對的基址加變址尋址

  與寄存器相對尋址類擬,基址加變址尋址也允許帶一個8位或16位的位移量。因此,操作數(shù)的有效地址是一個基礎(chǔ)寄存器的內(nèi)容加上一個變域寄存器的內(nèi)容,再加一個8位或16位的偏移量。

  8.比例變址尋址

  比例變址尋址只能在80386到Pentium微處理器中使用。比例變址是指一對寄存器中的第二個用比例因子2、4或8來乘,產(chǎn)生操作數(shù)的內(nèi)存地址。

  (四)指令格式1.8086指令格式

  8086/8088指令長度是比較靈活的,可在1~6個字節(jié)之間變化,組成如下表所示。

  8086CPU指令形式

  操作碼 MOD字節(jié)

  偏移量

  操作碼 MOD字節(jié) DATA/DISP

  操作碼 MOD字節(jié) DATA/DISPL DATA/DISPH

  操作碼 MOD字節(jié) DATA/DISPL DATA/DISPH

  DATA

  操作碼 MOD字節(jié) DATA/DISPL DATA/DISPH DATAL DATAH

  2.Pentium指令的一般格式

  Pentium微處理器指令的一般格式如下圖所示。從圖中可看到,一條指令是由可任選的指令前綴(可以以任何的次序)、一個或兩個源操作碼字節(jié)、有可能要用的地址說明符(由ModR/M字節(jié)和按比例變址基址SIB字節(jié)構(gòu)成)、一個位移量(根據(jù)需要)和一個立即操作數(shù)數(shù)據(jù)字段(如果需要的話)等元素組成的。

  指令前綴 地址大小 前綴操作數(shù) 大小前綴 段超前前綴

  0或1 0或1 0或1 0或1

  ………………………………………………………………

  字節(jié)數(shù)

  操作碼 Mod R/m SIB 位移量 立即數(shù)

  1或2 0或1 0或1 0或10,1,2或4

  ………………………………………………………………

  字節(jié)數(shù)

  Pentium指令的一般格式

  (五)指令周期

  微處理器的工作過程,不外乎取出指令、執(zhí)行指令,再取出指令、執(zhí)行指令……這樣一個循環(huán)過程。一條指令的取出和執(zhí)行所必需的時間,稱為指令周期。指令周期依取出指令的時間不同而不同。

  (六)指令的流水線和并行控制

  為了提高計算機訪問存儲器和執(zhí)行指令的處理速度,可以讓一些需要計算機處理的多項操作在時間上重疊進行,甚至設(shè)計出多個功能相同或相近的部件同時對其進行處理,這種技術(shù)就是流水線與并行執(zhí)行技術(shù)。

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