指令系统教案

授课时间
授课章节
第四章指令系统
教学目的及要求
掌握指令系统典型的数据寻址方式
了解指令类型
了解精简指令系统和复杂指令系统的区别
教学重点及难点
指令系统典型的数据寻址方式
教学方法及手段
多媒体+板书
教学内容提要
1、寻址方式
1）指令寻址方式：顺序和跳跃式
设置程序计数器（或称指令计数器）PC，每执行一条指令，计数器加1；
下节课预习要点
第五章中央控制器
参考文献
石磊，计算机组成原理·第2版,清华大学出版社，2006
把计数器内容作为指令的存储地址。
下条指令的地址，不是计数器给出的，而是当前指令指定的。
程序跳跃后，按新的指令地址开始顺序执行，指令计数器的内容相应改变。
2）数据寻址方式：
a)立即寻址
指令的地址字段直接给出操作数本身
b)隐含寻址
在指令中不明显地给出操作数的地址
c)直接寻址
指令字中直接给出操作数在内存的地址。
输入输出指令
特权指令
其他指令
3、精简指令集计算机RISC（Reduced Instruction Set Computer）
靠精简指令系统，简化指令功能及优化的编译程序来提高计算机系统的性能。
复杂指令系统计算机CISC
靠增强指令的功能，增加指令系统的复杂程度来提高计算机系统的性能。
课后小结
重点掌握三种偏移寻址方式如何取到要参与操作的数据
基址寻址
基准地址放在专用的基址寄存器Rb中，指令的地址码部分给出偏移量A，最后操作数的有效地址为：EA＝(Rb)＋A。
变址寻址
基准地址A与CPU内某专用变址寄存器Rx的内容相加，得有效地址：EA＝A＋(Rx)。
段寻址方式：实质还是基址寻址
堆栈寻址：
2、指令控制转移指令
g)偏移寻址
直接寻址和寄存器间接寻址方式的结合；有效地址由两部分组成：形式地址A，某个专用寄存器内的值。
EA=(R) +A
三种偏移寻址是相对寻址、基址寻址、变址寻址。
相对寻址
程序计数器PC的内容加上地址字段中A的值形成指令的目的地址
EA＝（PC）＋A ;A的值可正可负
采用相对寻址方式，程序员无须用指令的绝对地址编程，所编程序可以放在内存任何地方。
d)间接寻址
间接寻址意味着指令的地址码部分给出的地址A不是操作数的地址，而是存放操作数地址的主存单元的地址，简称操作数地址的地址。
e)寄存器寻址
操作数放在CPU的通用寄存器中。此时指令中给出的操作数地址是通用寄存器的编号。
f)寄存器间接寻址
指令格式中的寄存器内容不是操作数，而是操作数的地址，该地址指明的操作数在内存中。