指令系统例题
s7-200指令应用实例(3)
2. 设置中间单元 在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置该电路控制的存储器的位，如图所示，这类似于继电器电路中的中间继电器 。
4. 外部联锁电路的设立 为了防止控制正反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路，应在PLC外部设置硬件联锁电路。 5.外部负载的额定电压 PLC的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块一般只能驱动额定电压AC 220V的负载，交流接触器的线圈应选用220V的。
输出 Q0.1 H1 //抢答席1上的指示灯 Q0.2 H2 //抢答席2上的指示灯 Q0.3 H3 //抢答席3上的指示灯
（3）程序设计 抢答器的程序设计如图4-35所示。本例的要点是：如何实现抢答器指示灯的“自锁”功能，即当某一抢答席抢答成功后，即使释放其抢答按钮，其指示灯仍然亮，直至主持人进行复位才熄灭；如何实现3个抢答席之间的“互锁”功能。
4.2.3编程注意事项及编程技巧
1.梯形图语言中的语法规定 （1）程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。 （2）同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同操作数的输出线圈可以并行输出。如图所示。
（3）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0（该位始终为1）来连接，如图所示。
TONR T××，PT
TOF T××，PT
2. 时基 按时基脉冲分，则有1ms、10ms、100ms 三种定时器。不同的时基标准，定时精度、定时范围和定时器刷新的方式不同。 （1）定时精度和定时范围。 定时器的工作原理是：使能输入有效后，当前值PT对PLC内部的时基脉冲增1计数，当计数值大于或等于定时器的预置值后，状态位置1。 其中，最小计时单位为时基脉冲的宽度，又为定时精度； 从定时器输入有效，到状态位输出有效，经过的时间为定时时间， 即：定时时间=预置值×时基。 当前值寄存器为16bit，最大计数值为32767，由此可推算不同分辨率的定时器的设定时间范围。CPU 22X系列PLC的256个定时器分属TON （TOF）和TONR工作方式，以及3种时基标准，如表4-4所示。 可见时基越大，定时时间越长，但精度越差。
0104指令系统的优化例题
①用此思想可对操作码进行优化。 ②对地址码的优化：
6．设计RISC机器的一般原则及 可采用的基本技术有那些?
答：一般原则： (1)确定指令系统时，只选择使用频度很高的指令及
少量有效支持操作系统，高级语言及其它功能的 指令. (2)减少寻址方式种类，一般不超过两种； (3)让所有指令在一个机器周期内完成； (4)扩大通用寄存器个数，一般不少于32个，尽量减 少访存次数； (5)大多数指令用硬联实现，少数用微程序实现； (6)优化编译程序，简单有效地支持高级语言实现。
(4)用流水和延迟转移实现指令，即可让本条指令执 行与下条指令预取在时间上重叠。另外，将转移 指令与其前面的一条指令对换位置，让成功转移 总是在紧跟的指令执行之后发生，使预取指令不 作废，节省一个机器周期。
(5)优化设计编译系统。即尽力优化寄存器分配，减 少访存次数。不仅要利用常规手段优化编译： 还 可调整指令执行顺序，以尽量减少机器周期等。
答：指令格式的优化指如何用最短位数表示 指令的操作信息和地址信息，像程序中指 令的平均字长最短。
Huffman压缩的基本思想是，当各种事件发 生概率不均等时，采用优化技术对发生概 率最高的事件用最短的位数(时间)来表示 (处理)，而对出现概率较低的事件，允许采 用较长位数(时间)来表示(处理)，会导致表 示(处理)的平均位数(时间)的缩短。
(4)由于指令系统庞大，指令的使用频度不高，降 低系统性能价
格比，增加设计人员负担。
RISC的问题：(1)由于指令少，在原CISC上一条
由于RISC和C1SC各有优缺点：(1)在设计 时，应向着两者结合，取长补短方表示数据信息， 其存储空间利用率低，运算速度要快。( ×)
1.4 指令系统的优化 习题课
4 STC15F2K60S2 单片机的指令系统例题
第4 章STC15F2K60S2 单片机的指令系统例题例4.1 分析执行下列指令序列后各寄存器及存储单元的结果。
MOV A, #30HMOV 4FH, AMOV R0, #20HMOV @R0, 4FHMOV 21H, 20HMOV DPTR，#3456H解：分析如下：MOV A, #30H ；（A）=30HMOV 4FH, A ；(4FH)=30HMOV R0, #20H ；(R0)=20HMOV @R0, 4FH ；((R0)) =(20H)=(4FH)=30HMOV 21H, 20H ；(21H)=(20H)=30HMOV DPTR，#3456H ；(DPTR)=3456H所以执行程序段后：(A)=30H，(4FH)=30H，(R0)=20H，(20H)=30H，(21H)=30H，（DPTR）=3456H52例4.2 将扩展RAM 2010H 中内容送扩展RAM 2020 单元中，用Keil C 集成开发环境进行调试。
解：（1）编程如下：ORG 0MOV DPTR，#2010H ；将16 位地址2010H 赋给DPTRMOVX A，@DPTR ；读扩展RAM 2010H 中数据至累加器AMOV DPTR，#2020H ；将16 位地址2020H 赋给DPTRMOVX @DPTR，A ；将累加器A 中数据送入外RAM 2020H 中END（2）按第4 章所学知识，编辑文件与编译好上述指令，进入调试界面，设置好被传送地址单元的数据，如66H，如图4.6 所示。
图4.6 程序执行前，设置2010H 地址单元内容与2020H 地址单元的状态单步或全速执行这4 条指令，观察程序执行后2010H 地址单元内容的变化。
53图4.7 程序执行后，2010H 地址单元内容与2020H 地址单元内容的变化从图4.6 和图4.7 可知，传送指令执行后，传送目标单元的内容与被传送单元的内容一致，同时，被传送单元的内容也不会改变。
计算机组成原理.各章例题
第一章计算机系统概论例1，冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是什么?解：冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是：按地址访问并顺序执行指令。
冯·诺依曼机工作原理为：例2，Cache是一种A. ______存储器，是为了解决CPU和主存之间B. ______不匹配而采用的一项重要硬件技术。
现发展为多级cache体系，C. ______分设体系。
解：A. 高速缓冲B. 速度C. 指令cache与数据cache例3，完整的计算机应包括那些部分？解：完整的计算机应包括配套的硬件设备和软件系统。
例4，计算机系统的层次结构是怎样的？解：计算机系统的层次结构如图：第二章 运算方法和运算器例 1.设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问：(1)定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ (2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ 解：（1最大正数：数值 = （231 – 1）10最大负数： 数值 = -（231 – 1）10 （2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （1 – 231 ）10最大负数值 = -（1–231 ）10例2.已知 x = - 0.01111 ，y = +0.11001， 求 [ x ]补 ，[ -x ]补 ，[ y ]补 ，[ -y ]补，x + y = ？ ，x – y = ？解：[ x ]原 = 1.01111 [ x ]补 = 1.10001 所以 ：[ -x ]补 = 0.01111[ y ]原 = 0.11001 [ y ]补 = 0.11001 所以 ：[ -y ]补 = 1.00111 [ x ]补 11.10001 [ x ]补 11.10001 + [ y ]补 00.11001 + [ -y ]补 11.00111 [ x + y ]补 00.01010 [ x - y ]补 10.11000所以： x + y = +0.01010 因为符号位相异，结果发生溢出例3.设有两个浮点数 N 1 = 2j1 × S 1 , N 2 = 2j2 × S 2 ,其中阶码2位，阶符1位，尾数四位，数符一位。
基本功能指令系统
2
二、基本功能指令
基本功能指令的操作数 可用寄存器 指令 助记符 继电器 定时/ 定时 索引 寄存器 计数器 寄存器 DT × × × × × × × × × × × 常数 H × × 索引 修正值 × × ×
WX WY WR SV EV TM预置值 × × × 预置值 CT预置值 × × × 预置值 SR × ×
7
二、基本功能指令
1、TMR、TMX和TMY指令（定时器） TMR、TMX和TMY指令 定时器） 指令（ 例:
8
二、基本功能指令
1、TMR、TMX和TMY指令（定时器） TMR、TMX和TMY指令 定时器） 指令（ 例:
9
二、基本功能指令
1、TMR、TMX和TMY指令（定时器） TMR、TMX和TMY指令 定时器） 指令（ 例:
10
二、基本功能指令
1、TMR、TMX和TMY指令（定时器） TMR、TMX和TMY指令 定时器） 指令（ 例:
11
二、基本功能指令
1、TMR、TMX和TMY指令（定时器） TMR、TMX和TMY指令 定时器） 指令（ 例:
12
二、基本功能指令
2、CT计数器指令 CT计数器指令 指令功能: 指令功能: CT指令是一个减计数型的预置计数器 指令是一个减计数型的预置计数器。 CT指令是一个减计数型的预置计数器。当计 数输入端信号由OFF变为ON OFF变为ON时 计数值减1 数输入端信号由OFF变为ON时，计数值减1，当 计数值减为零时，计数器为ON，使其接点动作。 计数值减为零时，计数器为ON，使其接点动作。 ON
10s
时序图
10s
例题说明： 例题说明：
接通时， 秒后， 当X0接通时，定时器开计时，10秒后，定时时间到，定时器对应的 接通时 定时器开计时， 秒后 定时时间到， 常开触点T1接通 使输出继电器Y0导通为 接通， 导通为ON； 断开时， 常开触点 接通，使输出继电器 导通为 ；当X0断开时，定时器 断开时 复位，对应的常开触点T1断开 输出继电器Y0断开为 断开， 断开为OFF。 复位，对应的常开触点 断开，输出继电器 断开为 。
计算机组成原理-第4章 指令系统
0000 0001
AA11
AA22
AA33
…
…
…
…
1110 A1 A2 A3
1111 0000 1111 0001
AA22
AA33
…
…
…
…
1111 1110 A1 1111
0000 0001
AA33
…
…
…
…
1111 1111 1110 A3
1111 1111 1111 0000 1111 1111 1111 0001
操作码字段
地址码字段
•操作码：表征指令的操作特性和功能。不同指令有不 同编码。
•地址码：指定参与操作的操作数的地址。
4.2 指令格式
一、操作码设计 1、分类 • 固定长度操作码：操作码的长度固定，且集中放在指令字 的一个字段中 – 便于译码，扩展性差 • 可变长度操作码：操作码的长度可变，且分散放在指令字 的不同字段中 – 能缩短指令平均长度；指令的译码复杂
2、操作码位数的确定 1）要点：组成操作码字段的位数取决于指令系统的指令条数。 2）举例 • 指令系统8条指令8=23 3位操作码 • 指令系统32条指令32=25 5位操作码 • 指令系统2n条指令n位操作码
3） 扩展（可变长度）操作码技术
•基本思路： • 让操作数地址个数多的指令操作码 字段短些，让操作数地址个数少的 指令操作码字段长些
– 等长指令字结构：在一个指令系统中，各种指令字长度是相等的。结 构简单，取指快、译码简单
– 变长 指令字结构： …………………，…………………….不相等 结 构灵活，可提高编码效率，控制复杂
4.1指令系统的基本概念
4、指令系统：一台机器中所有机器指令的集合。它对计算机性能的影响主要体 现在三个方面： – 机器的硬件结构 – 机器的系统软件 – 机器的适用范围
课后习题三(第三、六、八、九章)
课后习题三（第三、六、八、九章）1、CPU是指（ B ）A. 控制器B. 运算器和控制器C. 运算器、控制器和主存D. 运算器、控制器、主存和I/O2、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（ B ）A. 可降低指令译码难度B. 缩短指令字长、扩大寻址空间、提高编程灵活性C. 实现程序控制D. 提高指令执行速度3、零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来源自（ C ）A. 立即数和栈顶B. 暂存器C. 栈顶或隐含约定的位置D. 存储器4、单地址指令中，为完成两个数的算术运算，除地址译码指明的一个操作数外，另一个数常采用（ C ）A. 堆栈寻址方式B. 立即寻址方式C. 隐含寻址方式D. 基址寻址方式5、二地址指令中，操作数的物理位置安排，描述正确的是（ C ）A. 两个主存单元（且依然在现指令系统中采用）B. 栈顶和次栈顶C. 主存单元或寄存器D. 两个同时为寄存器不允许使用6、操作数在寄存器中的寻址方式称为（ C ）寻址A. 直接B. 立即C. 寄存器直接D. 寄存器间接7、寄存器间接寻址方式中，操作数在（ C ）A. 通用寄存器B. 堆栈C. 主存单元D. I/O外设中8、变址寻址方式中，操作数的有效地址是（ C ）A. 基址寄存器内容加上形式地址B. 程序计数器内容加上形式地址C. 变址寄存器内容加上形式地址D. 形式地址本身9、采用基址寻址可扩大寻址范围，且（ B ）A. 基址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中一般不可变B. 基址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中一般不可变C. 基址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中可随意变化D. 基址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程可随意变化10、变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，但是（ C ）A. 变址寄存器内容在程序执行过程中是不可变的B. 在程序执行过程中，变址寄存器和基址寄存器的内容可以随意变化C. 在程序执行过程中，变址寄存器的内容可随意变化D. 以上均不对11、堆栈寻址中，设A为累加器，SP为栈顶指针，[SP]为其指向的栈顶单元，如果进栈的动作顺序是（SP）－1→SP，（A）→[SP]，那么出栈的动作顺序是（ A ）A. [SP] →（A），（SP）＋1→SPB. （SP）＋1→SP，[SP] →（A）C. （SP）－1→SP，[SP] →（A）D. [SP] →（A），（SP）－1→SP12、设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先变址再主存间址的寻址方式，则这种寻址方式的有效地址为（ C ）A. EA＝（X）＋DB. EA＝（X）＋（D）C. EA＝（（X）＋D）D. EA＝（（X））＋D13、设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先主存间址再变址的寻址方式，则这种寻址方式的有效地址为（ B ）A. EA＝（X）＋DB. EA＝（X）＋（D）C. EA＝（（X）＋D）D. EA＝（（X））＋D14、运算型指令的寻址和转移类指令的寻址不同点在于（ A ）A. 前者取操作数，后者决定程序转移地址B. 前者计算转移地址，后者取操作数C. 前者是短指令，后者是长指令D. 前者是长指令，后者是短指令15、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种，采用跳跃寻址方式可以实现（ C ）A. 程序的条件转移B. 程序的无条件转移C. 程序的条件转移和无条件转移D. 以上均不对16、设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量（补码表示），若CPU每当从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）＋1 PC。
微机原理与接口技术7-8086指令系统例题
8086指令系统例题算术运算指令：例8-2 在数据段1000H起连续4个字节存贮单元中存放着一个八位已组合（已压缩）的BCD数，它后面四个字节存贮单元存放着另一个八位已组合的BCD数，求其和，和存入数据段1800H起连续4个字节存贮单元。
例8-3在数据段1000H起连续3个字节存贮单元中以未组合数形式存放着一个3位BCD数，将它除以4，商存入2000H起三字节存贮器，余数存入第四个字节。
例8-4 如DA1、DA2、DA3、DA4均是十六位无符号立即数，计算。
假定加减运算中无进/借位，除法运算无溢出。
商存入AX，余数存入DX。
例8-5 如DA5、DA6、DA7、DA8均是十六位带符号立即数，计算。
假定加减运算、除法运算无溢出。
商存入AX，余数存入DX。
逻辑运算指令（位操作指令）：例8-6 BX中有一个两位ASCII数（十位在BH，个位在BL），将它们压缩成已组合的两位BCD 数，送AL。
串操作指令：例8-7 将物理地址为21000H起80H个字存贮器中的数据送到43000H起的存贮块串中去。
例8-8 将物理地址20000H起1000H（4K）字存贮区清零。
控制转移指令：例8-9 如有两个八位无符号数变量α、β，比较其大小，如α < β，跳转至LOCAT1。
例8-10 两个十六位无符号数变量α与β，比较其大小，如α > β，转移至LOCAT2。
例8-11 如α、β为两个带符号十六位数变量，比较其大小，如α > β，则跳转至LOCAT3。
例8-12 在数据段DS首址为FIRST的存贮区中有一个N个字的数组，统计其中的正数、负数的个数，将它们（个数）分别存放于SI、DI中（0算正数）。
8086汇编语言程序的格式：例8-13 在数据段中定义十个字的无符号数，然后将它们按从大到小的顺序重新排列。
1。
CH3_8086指令系统-陈裕国
寄存器操作数：
参加运算的数存放在指令给出的寄存 器中，可以是16位或8位。
例：
MOV AX，BX
MOV DL，CH 接下页
存储器操作数
参[ ]
立即数或寄存器
接下页
存储器操作数例
例： MOV AX，[1200H] MOV AL，[1200H]
立即数 寄存器
存储器
快！
接下页
六、CISC和RISC指令系统
CISC指令系统
指令的功能强，种类多，高级语言和机 器语言间的距离缩小； 指令系统复杂，难使用。 指令功能较弱，种类少，格式简单； 多数指令在一个计算机周期内完成； 对存储器的结构和存取速度要求较高。 返回
RISC指令系统
答：（1）源操作数是内存寻址中的寄存器间接寻址， EA=BX；目的操作数是寄存器寻址；传送的是字数据。
（2）源操作数是内存寻址中的相对基址变址寻址， EA=BX+DI+0004H；目的操作数是寄存器寻址；传送 的是字数据。 返回
3.3
8086指令系统
一、数据传送类指令 二、算术运算指令 三、逻辑运算指令 四、移位指令 五、串操作指令 六、控制转移指令 七、处理器控制指令 返回
PUSH指令（进栈操作指令）
指令格式：PUSH src 功能：SP－2→SP（隐含操作） ； 将字数据src送到EA=SP的堆栈段内；
例：PUSH AX
设AX=1020H
接下页
PUSH指令（进栈操作指令）
返回
POP指令（出栈操作指令）
指令格式：POP dst 功能：将EA=SP的字送到目的操作dst中。 SP+2→SP
例题习题
例题解析与练习第一次2009年11．冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）。
A．指令操作码的译码结果B．指令和数据的寻址方式C．指令周期的不同阶段D．指令和数据所在的存储单元2010年12．下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是（）。
Ⅰ．提高CPU时钟频率Ⅱ．优化数据通路结构Ⅲ．对程序进行编译优化A．仅Ⅰ和ⅡB．仅Ⅰ和ⅢC．仅Ⅱ和ⅢD．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ2011年12．下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）。
A．MIPS B．CPI C．IPC D．MFLOPS2012年12．假定基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其余为I/O时间。
若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是（）。
A．55秒B．60秒C．65秒D．70秒2013年12. 某计算机主频为1.2GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。
该机的MIPSA、100B、200C、400D、60015、用海明码对长度为8位的数据进行检/纠错时，若能纠正一位错，则校验位数至少为（）A、2B、3C、4D、5练习1、冯·诺依曼机的工作方式的基本特点是（）A、多指令流单数据流B、按地址访问并顺序执行指令C、堆栈操作D、存储器按内容选择地址2、冯·诺依曼机的基本工作方式为（）A、控制流驱动方式B、多指令流多数据流方式C、微程序控制方式D、数据流驱动方式3、下列选项中不是冯·诺依曼机的最根本特征的是（）A、以运算器为中心B、指令并行执行C、存储器按地址访问D、数据以二进制编码，并采用二进制运算4、以下说法中，正确的是（）A、控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元C、所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D、都不对5、在CPU的组成中不包括（）A、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器6、指令流通常是（）A、从主存流向控制器B、从控制器流向主存C、从控制器流向控制器D、从主存流向主存7、数据流通常是（）A、从主存流向控制器B、从控制器流向主存C、从控制器流向运算器D、在运算器和主存之间流动8、下列不同进制的数中，最大的是（）A、（0.101）2B、（0.62）10C、（0.52）8D、（0.75）169、以下数中最小的为（）A、（101001）2B、（52）8C、（101001）BCDD、（233）1610、“春”字的机内码为B4BAH，由此可以推算出它在GB2312-80国家标准中所在的区号是（）A、19区B、20区C、3区D、35区11、信息序列16位，若构成能纠正一位错发现两位错的海明码，至少需（）位校验位A、4B、5C、6D、712、采用CRC校验码时，若生成多项式G(X) = X4+X+1，则对应的二进制编码为（）A、11000B、10010C、11111D、1001113、采用CRC校验码时，若生成多项式G(X) = X4+X+1，其校验位的位数是（）A、3B、4C、7D、1514、从用户观点看，评价计算机系统性能的综合参数是（）A、指令系统B、吞吐率C、主存容量D、主频率第二次2009年12．一个C语言程序在一台32位机器上运行。
西门子S7-200-运算指令
算术运算指令主要包括加法、减法、 乘法和除法四类。
（1）加法： ADD
ADD_I ADD_DI ADD_R
整数加法 双整数加法 实数加法
（2）减法： SUB
SUB_I SUB_DI SUB_R
整数减法 双整数减法 实数减法
（3）乘法：MUL
MUL_I MUL_DI MUL_R
整数乘法 双整数乘法 实数乘法
（2）功能
梯形图：使能输入EN=1时，被乘数 IN1与乘数IN2相乘，其结果传送到OUT中。 即：
IN1×IN2=OUT
语句表：要先将被乘数送到OUT中， 然后把OUT中的数据和IN2中的数据相乘， 并将其结果传送到OUT中，即：
MOVW IN1，OUT
*I IN2，OUT
实现IN2×OUT =OUT
（3）说明
① 应用减法指令应该注意的数据类型。 ② 操作数范围
表4-23 减法指令操作数范围
（4）例题
3．乘法运算
（1）梯形图符号及语句表格式
MUL——乘法运算符 I/DI/R——数据类型符（整数/双整数/ 实数）
EN——使能输入 IN1——被乘数 IN2——乘数 OUT——积 ENO——使能输出
其中：ADD—加法运算符； I(INT)/DI(DINT)/R(REAL)——数据 类型符（整/双整/实数）； EN(Enable In)——运算允许信号（使 能输入）。
IN1——被加数； IN2——加数； OUT——和； ENO——运算状态位（使能输出）。
（2）功能
梯形图：使能输入EN=1时，被加数 IN1与加数IN2相加，其结果传送到OUT中， 即：IN1+IN2=OUT。
（3）说明
① 应用乘法指令应该注意的数据类型。 MUL_I（整数乘法）：将两个单字长 （16位）符号整数（IN1和IN2）相乘，结 果为16位整数。
微机原理第3章指令
第3章指令系统机器指令:能指示计算机完成基本操作的二进制代码指令系统:CPU可执行的机器指令的集合。
为了方便编程，人们又把完成特定操作的机器码用特定的符号表示，这就产生了符号表示的机器指令-------指令助记符。
第3章8086指令系统机器指令由二进制代码组成，一条指令包括操作码和操作数(或地址)两部分，操作码指明该指令进行何种操作，操作数用来说明操作对象。
个别指只有操作码没有操作数。
由于不同的指令所表达的信息不尽相同，因此指令的长度即机器码字节数也有长有短。
8086指令系统的指令是可变长指令（1~6个字节）3.18086CPU寻址方式重点是存储器寻址存放在存储器中的数据称为存储器操作数。
指令中需要确定存储单元的段地址、偏移地址(亦称有效地址EA)，以及存储器操作数的类型。
段地址存放在段寄存器中，确定段地址实际上就是确定段寄存器，采用的方法是默认或添加段超越前缀。
生成存储器有效地址有多种方法，这些方法形成了对存储器操作数的多种寻址形式。
确定数据类型的方法是源操作数和目的操作数类型一致原则或附加类型说明。
立即寻址方式中操作数也在存储器中，但立即寻址中的立即数包含在指令中，随程序存放在代码段，CPU在取指令时就获得操作数。
这里所说的存储器操作数是存放在数据段、附加段或堆栈段中，取指令时也不会被立即取到。
段超越前缀变量的定义在第四章详细介绍直接寻址：MOV AX，[2000H]；寄存器间接寻址：MOV ES:[DI]，AH基址寻址：MOV BYTE PTR[BX＋1200H]，10变址寻址：MOV DL，[SI＋2AH]基址加变址寻址：MOV CL，[BX＋SI＋5]MOV AX，[BP＋DI]MOV CL，[BX＋SI＋5]的等价形式：MOV CL，5[BX][SI]、MOV CL，5[BX+SI]、MOV CL，[BX][SI+5]MOV CL，[BX＋SI－5]等价于MOV CL，[BX＋SI＋65531] MOV CL，[BX－SI]MOV CL，[SI+DI]错误！MOV[BX+DI]，1000H正确吗？3.2.1数据传送类指令传送指令把数据从一个位置传送到另一个位置使用MOV指令应注意1.立即数只能作为源操作数2.无存储器之间直接传送与交换的指令3.没有用立即数对段寄存器直接赋值的指令4.段寄存器之间无传送指令5.两个操作数的类型要一致6.要能确定是字节还是字操作mov ah,al mov bvar,ch mov ax,bx mov ds,ax mov al,[bx]下列MOV指令正确吗？MOV AL,050AHMOV SI,DLMOV[BX+SI],255MOV DS,100HMOV[BX],[SI]MOV[BX+SI],bvarbvar是一个已定义过的字节变量 MOV CS,[SI]将数据段中偏移地址为2000H、2001H、2002H的3个字节的存储单元置数FFH。
第3章80C51系列单片机指令系统
注意：
① 变址寻址方式只能对ROM（包括片外、片内）寻址，因 此只能用于读取数据，而不能用于存放数据，主要用 于查表性质的访问 ② 变址寻址指令有：（单字节两周期指令）
MOVC
MOVC
A，@A+PC
A，@A+DPTR
PC值不变
JMP
@A+DPTR
→PC值变
③ A中的数是无符号数，范围00H~FFH
寻址方式与相应的存储器空间
寻址方式 立即寻址 直接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址 程序存储器ROM 片内RAM低128字节，特殊功能寄存器SFR，程序存储器ROM 工作寄存器R0～R7，A，AB，DPTR，Cy 片内RAM低128字节（@R0、@R1、SP），片外RAM（@R0、 @R1、@DPTR） 程序存储器（@A+PC，@A+DPTR） 程序存储器当前PC−128 B～+127 B（字节）范围（PC+rel）
7．bit
位地址。代表片内RAM中的可寻址位00H～7FH及SFR 中的可寻址位。
8．其他符号
DPTR：数据指针，可用作16位的地址寄存器。 A：累加器。 B：专用寄存器，用于乘、除指令中。 C：进位标志。 /bit：表示对该位取反操作。 （X）：X中的内容。 （（X））：由X所指出的单元中的内容。
例如：下列指令均采用的是立即数寻址方式： MOV P1， #55H ；将立即数55H送到P1口 MOV 20H， #55H ；将立即数55H送到20H单元中 MOV A， #0F0H ；将立即数0F0H送到累加器A中 MOV R4， #0FH ；将立即数0FH送到寄存器R4中 MOV R0， #20H ；将立即数20H送到寄存器R0中 ANL A， #0FH ；累加器A的内容与立即数0FH进行逻辑“与”操作 ORL A， #0F0H ；累加器A的内容与立即数0F0H进行逻辑“或”操作
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
计算机组成原理指令系统例题
SHANGYE FAZHI黄 璞—L随着社会经济发展，个人信息安全面临新的挑战。
美国诺德网络公司数字化信息专家Daniel Markuson 年初发表的一篇文章披露S 2018年有10亿多网民数据泄露。
本文对欧盟《通用 数据保护条例》（以下简称“GDPR ”）作初步的一些解读， 并提出借鉴建议。
一、 GDPR 概述（一 ）GDPR 立法概况欧盟1995年《数据保护指令》和2002年《隐私与电子通 讯指令》，确定了互联网个人数据保护的基本规定。
如通信和互联网服务商需要采取适当措施保证通信和互联网服务的安全 性，在未征得用户同意的情况下禁止存储和使用用户数据，告知用户数据进一步处理意图和用户有权不同意以保障用户的知情权等"。
随着社会经济发展，2009年开始修改《数据保护指 令》。
2012年发布了草案，2016年公布《通用数据保护条例》。
2018年5月25H , GDPR 正式生效。
（二）GDPR 的借鉴价值信息保护的几个主要问题，GDPR 都有规定。
女口： GDPR 采用明确的定义方式对信息处理的主体、行为、责任进行了阐释；确立个人信息权并细分出七项自权利；设置独立监管机 构；鼓励企业参与信息安全与合规认证体系，并且要求企业设立信息保护官。
GDPR 的上述立法成就，对我国有借鉴意义。
二、 GDPR 中的几个定义与主体责任（一）GDPR 中的几个定义GDPR 对信息保护领域可能涉及到的各类名词定义作了明确规定。
此处首先就其中的个人信息定义、处理行为及行为主体三方面作一些介绍。
个人信息：任何已识别或可识别的自然人（“数据主ce ls HANGYEQIYE S02O19年第4期总第226期SHANGYE FAZHI I体”）相关的信息。
并将其细分为基因数据、生物性识别数据以及和健康相关的数据。
信息处理行为：针对单一个人数据或系列个人数据所进行的操作行为。
包含收集、记录、组织、构造、存储、调整、更改、检索、咨询、使用、通过传输而公开、散布或其他方式对他人公开、排列或组合、限制、删除或销毁而公开等自动化方式。
组成原理 指令系统
36
操作数寻址方式——段寻址
3
37
操作数寻址方式——堆栈寻址
(1) 堆栈的特点
堆栈
硬堆栈 软堆栈 多个寄存器 指定的存储空间
4.2.2 地址码 二地址指令格式中，从操作数的物理位置 来说，又可归结为如下三种类型： [存储器-存储器（SS）型指令]
[寄存器-寄存器（RR）型指令]
[寄存器-存储器（RS）型指令]
15
4.2.3 指令字长度
指令字长度：一条指令中所包含的二进制码的位数。 它主要取决于操作码的长度、操作数地址的长度和操 作数地址的个数。不同机器的指令字长是不相同的。 机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数， 它决定了计算机的运算精度。 单字长指令：指令长度等于机器字长度；
A
主存
OP
BR
ALU 操作数
• 可扩大寻址范围 • 有利于多道程序 • BR 内容由操作系统或管理程序确定 • 在程序的执行过程中 BR 内容不变，形式地址 A 可变
33
操作数寻址方式——基址寻址
(2) 采用通用寄存器作基址寄存器
寻址特征
OP R0 A R0 作基址寄存器 主存
R0
R1 通用寄存器 Rn-1 ALU
寻址特征 A 主存 1000 OP ALU … A 相对距离 A
PC
1000
操作数
• A 的位数决定操作数的寻址范围 • 程序浮动 • 广泛用于转移指令
31
按字节寻址的相对寻址举例
计算机组成和原理 课堂例题(附答案)
（1a）题1：简单说明冯.诺依曼计算机体系的特点.—计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
—采用存储程序的方式。
—数据以2进制表示。
题2：什么是摩尔定律？—摩尔定律一般表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”。
题3：给出IEEE、ACM的中英文名称—IEEE （Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师协会）—ACM（Association for Computing Machinery，美国计算机学会）(1b) 题1：将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的20倍，但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少？解由题可知，可改进比例= 40% = 0.4，部件加速比= 20根据Amdahl定律可知：采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高到原来的1.613倍。
题2：某计算机系统采用浮点运算部件后，使浮点运算速度提高到原来的20倍，而系统运行某一程序的整体性能提高到原来的5倍，试计算该程序中浮点操作所占的比例。
解：由题可知，部件加速比= 20，系统加速比= 5根据Amdahl定律可知由此可得：可改进比例= 84.2%即程序中浮点操作所占的比例为84.2%。
(2a) 题1：（1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则：总线带宽是多少?；（2）如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?解：(1) 设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示。
根据定义可得Dr = D/T = D×1/T = D×f =4B×33×1000000/s=132MB/s(2) 64位=8B，Dr= D×f =8B×66×1000000/s=528MB/s简答题2：高速串行传输为什么替代了并行传输–并行传输在高频时代出现了两个问题：●1：同步●2：信号之间的电磁干扰●（另外还有制造成本问题）(4a) 题1：根据给出的图，能指出记录方式（04a）题2：7200转/分的硬盘，平均等待时间是多少？●解答：7200 RPM=120Rev/sec1 revolution=1/120 sec=8.33milliseconds1 /2 rotation = 4.16 ms题3：简单描述CA V和CLV●磁盘片转动的角速度是恒定的，用恒定角速度（constant angular velocity，CA V）表示。
第5章S7-200PLC的指令系统-1
V0.0 VB0 VW0
BOOL BYTE WORD，INT
VD0
DWORD,DINT， REAL
2. 数据长度与数值范围
S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、 布尔型（0或1）、整数型和实数型（浮点数）。
布尔型数据指字节型无符号整数；整数型数包括
任何程序（主程序、子程序和中断程序）访问。 而局部变量只是局部有效，即变量只能在特定的 程序中使用。
（4） 局部变量存储器L
局部变量存储器L的地址格式：
位地址：L[字节地址]. [位地址]
如L1.5 字节、字、双字地址: L[数据长度] [起始位字节地址] 如LB21、LW44、LD55
（4） 局部变量存储器L
SM0.5 —周期为1秒钟，占空比为50％的时钟脉冲。
（7） 定时器存储器T
PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系 统中的时间继电器。每个定时器可提供无数对 常开和常闭触点供编程使用。其设定时间通常 由程序设置。 地址格式：T[定时器号] 如T37
有效地址范围：T（0～255）
16位符号整数（INT）和32位符号整数（DINT）。
2. 数据长度与数值范围
3. 常数
S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数
据长度可以是字节、字和双字。CPU以二进制的
形式存储常数，书写常数可以用二进制、十进 制、十六进制、ASCII码或实数等多种形式。书 写格式如下：
3. 常数
十进制常数：179 ； 十六进制常数：16#B3 ；
（2） 内部标志位存储器M
CPU224内部标志位存储器（M）的有效地址范 围：
M（0.0 ～31.7）
第5章 指令系统习题
第5章指令系统〔习题5.1〕简答题（1）定长指令字和定长操作码是一回事吗？（2）什么是Load-Store指令集结构？（3）为什么将查找操作数的方法称为数据寻“址”方式？（4）是什么特点决定了目标地址的相对寻址方式应用最多？（5）堆栈的存取原则是什么？（6）IA-32处理器的INC，DEC，NEG和NOT都是单操作数指令，这个操作数应该是源操作数还是目的操作数？（7）IA-32处理器的乘除法运算针对无符号数和有符号数，有两种不同的指令。
只有一种指令的加减法如何区别无符号数和有符号数运算？（8）为什么判断无符号数大小和有符号大小的条件转移指令不同？（9）汇编语言的标识符大小写不敏感意味着什么？（10）为什么说RISC是计算机结构上的革新？〔习题5.2〕判断题（1）存储器寻址方式的操作数当然在主存了。
（2）堆栈的操作原则是“先进后出”，压入数据是PUSH指令、弹出数据是POP指令。
（3）空操作NOP指令其实根本没有指令。
（4）指令指针或者还包括代码段寄存器值的改变将引起程序流程的改变。
（5）JMP指令对应高级语言的GOTO语句，所以不应使用。
（6）IA-32处理器的条件转移指令Jcc要利用标志作为条件。
（7）处理器的传送指令MOV属于汇编语言的执行性语句。
（8）MASM汇编语言的注释用分号开始，但不能用中文分号。
（9）通常，RISC处理器只有“取数LOAD”和“存数STORE”指令访问存储器。
（10）RISC的指令条数少、指令简单、格式固定，所以编译程序也就容易实现，并且不需要优化。
〔习题5.3〕填空题（1）JMP指令根据目标地址的转移范围和寻址方式，可以分成四种类型：段内转移、__________，段内转移、__________和段间转移、__________，段间转移、__________。
（2）IA-32处理器将ESI寄存器内容压入堆栈的指令是__________，将堆栈顶部数据弹出到EDI寄存器的指令是__________。
指令系统中的寻址范围总结
指令系统中的寻址范围总结
1.⾸先区分寻址范围与寻址空间
寻址范围：是⼀个数字范围，⽆单位；
寻址空间：能够寻址的最⼤容量；
例题：
设有⼀个1MB容量的存储器，字长32位，问：按字节编址，字编址的寻址范围以及各⾃的寻址范围⼤⼩?
如果按字节编址，则
1MB = 2^20B 2^20B/1B = 2^20
地址范围为0~(2^20)-1,也就是说需要⼆⼗根地址线才能完成对1MB空间的编码，所以地址寄存器为20位,寻址范围⼤⼩为2^20=1M 如果按字编址，则
1MB=2^20B 1字=32bit=4B
（注意：字长是32位，就是指1字=32bit，该信息只有在按字编址时才有⽤。
这⾥的字长说的是存储字长）
2^20B/4B = 2^18
地址范围为0~2^18-1，也就是说我们⾄少要⽤18根地址线才能完成对1MB空间的编码。
因此按字编址的寻址范围是2^18
寻址⽅法：
寻址范围：
⽴即寻址：直接放⼀个数
直接寻址：A的字长
间接寻址：存储字长=？（机器字长）
相对寻址：（PC附近）A的字长
基址寻址：
变址寻址:机器字长=存储字长
注意：
机器字长：CPU⼀次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
存储字长：存储器中⼀个存储单元(存储地址)所存储的⼆进制代码的位数，即存储器中的MDR的位数。
指令字长：计算机指令字的位数。
数据字长：计算机数据存储所占⽤的位数。
通常早期计算机：存储字长 = 指令字长 = 数据字长。
所以访问⼀次可取⼀条指令或⼀个数据
随着计算机应⽤范围的不断扩⼤，三者可能各不相同，但它们必须是字节的整数倍。
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（1）画出操作码扩展图；
（2）画出指令译码逻辑；
（3）计算操作码平均长度。
[解]：
000
（1）操作码扩展图： 011
100
101 110
110 111
111
×××
(地址码)
×××
×××
4:16译码器 …
(16条)
6:64译码器
…
(64条)
×××
4:16译码器 …
(16条)
(3)操作码平均长度L:
各类指令操作码的总位 长
指令总条数
4 3 16 6 64 9 16 12 8.7 4 16 64 16
使用操作码扩展方法的基本原则:
(1) 使用频率高的指令,应分配短的操作码；使用频率低的指令 则相应地分配较长的操作码。
例：某指令系统字长16位，每个地址码位长为6位，若已知有 二地址指令M条；零地址指令N条，问：系统可有单地址指令 多少条？
[解]：设：有单地址指令X条 指令字长16位，地址码6位，∴ 二地址指令可有：24条 已知有二地址指令M条，可用于扩展： (24-M) ∴单地址指令可有： (24-M)×26 已设：有单地址指令X条，可用于扩展： [(24-M)×26-X] ∴零地址指令N条为： [(24-M)×26-X]×26 =N
：
×××
000 ：
111 000
： 111 000 ： 000
×××
××× ×××
×××
000
111 000
001
×××
××× ×××
××× ×××
×××
000
111
4条三地 址指令
16条二地 址指令
64条单地 址指令
16条零地 址指令
(2)指令译码逻辑图:
(操作码)
×××
译码 启动
3:8译码器
(4条)
(2) 应尽量减少操作码的平均码长，有效地缩短操作码在程序 中的长度，既节省存储空间、又可缩短指令的平均译码时 间，提高程序的运行速度，减小控制器的复杂性。
例：某计算机的指令系统指令字长16位，操作数地址需4位， 采用操作码扩展法增加指令条数。已知该系统已有三地址指 令M条、二地址指令N条、没有零地址指令，问：最多还有 多少条单地址指令？ [解]： 已知指令字长16位，操作数地址需4位，则： 对于三地址指令：操作码长度为（16-4×3）=4 位；
可解得： X= (24-M)×26-N/26
（可有24条指令） 对于二地址指令：操作码可扩展4 位； 对于单地址指令：操作码又可扩展4 位。 ∵已知三地址指令M条，∴剩下的组合（24-M)可用于扩展；
又已知二地址指令N条，∴剩下的组合[(24-M)×24-N]可用于扩展； ∵ 没有零地址指令，
∴ 单地址指令的条数为： [(24-M)×24-N] ×24