02计算机系统--指令系统

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一、指令系统中的寻址方式

指令

指令是一段有意义的二进制代码。

指令的组成

指令有操作码和地址吗组成

  • 操作码:说明这条指令要执行那些操作
  • 地址码:指操作数在存储单元中的地址

寻址

寻址就是寻找操作数所在的地址。 操作数不仅可以存储在主存中,还可以存储在其他存储器中。有很多的寻址方式就是因为操作数存放在了不同的存储器中,这样就扩大了存储操作数的空间,提高了编程灵活度。

寻址方式

1、立即寻址

  • 地址码不是地址,是操作数本身。这种方式获取操作数是最快的,因为获取到指令就获取到了操作数。但操作数的长度受到了限制,因为指令的长度是固定的。
  • 不需要额外的存储空间,其他其中寻址方式都需要额外的存储空间

2、变址寻址

3、直接寻址

4、间接寻址

5、寄存器寻址

6、寄存器间接寻址

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二、指令系统类型

分类

  • CISC(复杂)
  • RISC(精简)

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三、Flynn的体系结构类型

需要注意的是多指令流单数据流(MISD)被证明是不可能,至少是不实际的。

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四、流水线

流水线分为三个阶段:

  • 取指
  • 分析
  • 执行

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相比于未使用流水线执行指令的情况,使用流水线的优势就是能够在同样的时间内执行更多的指令

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流水线执行总时间

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其中t1t_1是流水线周期,它表示执行时间最长的一段

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流水线技术指标

吞吐率

image.png 其中n表示指令的数量,Tk表示执行n条指令需要的时间

加速比

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其中Ts表示不采用流水线需要的时间,Tk表示采用流水线需要的时间

效率

五、例题

第一题

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(1)选D (2)选C

第二题

image.png (1)选B (2)选A

第三题

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(1)(4+2+3)*600 = 5400 ,所以选D (2)(4+2+3)+(600-1)*4=2405,所以选B

第四题

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根据计算公式可知,选C