指令集结构的分类.ppt

2.1 指令集结构的分类,2.1.1 指令集结构分类根据五个因素对计算机指令集结构进行分类：,(1)在CPU中操作数的存储方法(2)指令中显式表示的操作数个数(3)操作数的寻址方式(4)指令集所提供的操作类型(5)操作数的类型和大小,第二章 计算机指令集结构设计,1.CPU中用来存储操作数的存储单元主要有：2.指令中的操作数可以显式给出，也可以隐式地给出。3.CPU对操作数的不同存取方式,堆栈 累加器 一组寄存器,CPU中操作数的存储方法，是各种指令集结构之间最主要的区别所在。,2.1 指令集结构的分类,CPU对操作数的不同存取方式,4.根据CPU内部存储单元类型进行分类，可以分为,堆栈型指令集结构 累加器型指令集结构 通用寄存器型指令集结构,例 C=A+B表达式在这三种类型指令集结构上的实现方法。假设A、B、C均是保存在存储器单元中，且A和B的值在运算过程中一直被保持。,2.1 指令集结构的分类,C=A+B表达式在这三种类型指令集结构上的实现方法,三种类型指令集结构的优缺点,2.1.2 通用寄存器型指令集结构的分类,1.通用寄存器型指令集结构的主要优点 使编译器有效地使用寄存器。(1)在表达式求值方面，比其它类型指令集结构 具有更大的灵活性;(2)寄存器可以用来存放变量。,减少存储器的通信量，加快程序的执行速度。（因为寄存器比存储器快）可以用更少的地址位来寻址寄存器，从而可 以有效改进程序的目标代码大小。,2.1 指令集结构的分类,3.两种主要的指令特性能够将通用寄存器指令集结构（GPR）进一步细分(1)ALU指令到底有两个或是三个操作数？有三个操作数的指令：两个源操作数 一个结果操作数,2.CPU需要设置多少个寄存器呢？主要由编译器使用寄存器的情况来决定。,为表达式求值保留一些寄存器 为传递参数保留一些寄存器 用剩下的寄存器来保存变量,2.1 指令集结构的分类,有两个操作数的指令：一个操作数既作为源操 作数，也作为目的操作数。(2)在ALU指令中，有多少个操作数可以用存储器来寻 址，也即有多少个存储器操作数？一般来说，ALU指令有03个存储器操作数。,2.1 指令集结构的分类,ALU指令中，存储器操作数个数和操作数个数的 所有可能组合，以及相应的机器实例,(3)通用寄存器指令集结构进一步细分为三种类型：,(4)常见的三种通用寄存器型指令集结构的优缺点,注：表中(m,n)的含义是，指令的n个操作 数中有m个存储器操作数。,寄存器-寄存器型（R-R:register-register)寄存器-存储器型（R-M:register-memory）存储器-存储器型（M-M:memory-memory）,2.1 指令集结构的分类,