計(jì)算機(jī)中的信息表示

1、 計(jì)算機(jī)中的信息分為數(shù)據(jù)與指令。數(shù)據(jù)又分?jǐn)?shù)值型和非數(shù)值型；指令信息則是計(jì)算機(jī)產(chǎn)生各種控制命令的基本依據(jù)。學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)內(nèi)容：n數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示方法n進(jìn)位計(jì)數(shù)制、帶符號(hào)數(shù)的表示、數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示n字符表示nASCII碼、 漢字編碼簡介n指令信息的表示n指令的格式、常見尋址方式、指令類型掌握常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換方法。n掌握原碼、補(bǔ)碼的表示方法及其相互轉(zhuǎn)換，了解反碼表示方法。n掌握定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)表示方法，能根據(jù)給定的格式定出典型值。n學(xué)會(huì)查用ASCII表，了解漢字編碼的基礎(chǔ)知識(shí)。n掌握常用尋址方式，I/O編址方法；理解指令格式的基本概念，了解常見的指令功能分類。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：重點(diǎn)

2、難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1、常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換方法。2、 原碼、補(bǔ)碼的表示方法及其相互轉(zhuǎn)換。3、 定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)表示方法，能根據(jù)給定的格式定出典型值。（難點(diǎn)）課時(shí)安排：課時(shí)安排：n2課時(shí)。媒體使用：媒體使用：n使用多媒體投影，主要采用PowerPoint準(zhǔn)備的電子教案。 2.1 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示方法數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示方法 2.1.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制一.計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位制：計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位制：名稱進(jìn)位制基本數(shù)碼基數(shù)二進(jìn)制逢二進(jìn)一0、12八進(jìn)制逢八進(jìn)一0-78十進(jìn)制逢十進(jìn)一0-910十六進(jìn)制 逢十六進(jìn)一0-9、A、B、C、D、E、F16二-十進(jìn)制逢十進(jìn)一0-9科學(xué)計(jì)數(shù)法：科學(xué)計(jì)數(shù)法：（S

3、）10=Xn10n+ Xn-110n-1+ X0100+ X-110-1+ X-210-2+ X-m10-m其他進(jìn)制數(shù)的表示方法：其他進(jìn)制數(shù)的表示方法：（101.01）2=1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*2-2=(5.25)10 (703.64)8=7*82+0*81+3*80+6*8-1+4*8-=(451.8125)10(BC3.89)16=11*162+12*161+3*160+8*16-1+9*16-2=(3011.535)10 10 n 是是X n 的位權(quán)的位權(quán)實(shí)際上，這是其他進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的一種方法。二二-十進(jìn)制又稱為十進(jìn)制又稱為8421碼碼n與常規(guī)十進(jìn)制一樣，每位

4、二十進(jìn)制數(shù)只允許選用0-9中的一個(gè)，逢十進(jìn)一，用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制數(shù)，這種編碼又稱為BCD碼。n例：（137）10=（0001 0011 0111）BCD即用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)，從高位起這4位的權(quán)依次是23、22、21、20，即8，4，2，1。所以這種編碼又稱為“8421碼”。二、各種進(jìn)位制之間的相互轉(zhuǎn)換：1.十二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換（1）十二進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)換 減權(quán)定位法：逐位分離 除基取余法：除2取余，余數(shù)倒排列。 （見教材P27頁）分別進(jìn)行整數(shù)和小數(shù)的轉(zhuǎn)換減權(quán)定位法： 例：（116）10=（1110100）2減權(quán)比較Xi位權(quán)116-64=5216452-32=2013220-16=4

5、11648084-4=01402020101（2）十二進(jìn)制的小數(shù)轉(zhuǎn)換n減權(quán)定位法：（與整數(shù)轉(zhuǎn)換所用不著減權(quán)定位法相似，但轉(zhuǎn)換后得到的二進(jìn)制小數(shù)可能是一個(gè)“不盡”的小數(shù)，其規(guī)定的字長或?qū)嶋H需要的精度來決定。）(0.625)10=(0.101)2減權(quán)比較Xi位權(quán)0.635-0.5=0.13510.50.1350.2500.250.135-0.125=0.01010.125乘基取整法n例：（0.625）10=(0.101)2n見板書（3）二十進(jìn)制的整、小數(shù)轉(zhuǎn)換n二十進(jìn)制的整、小數(shù)轉(zhuǎn)換可見前面介紹的類似“科學(xué)計(jì)數(shù)法”，即按權(quán)相加法n另外兩種方法：n二十進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)換：逐次乘基相加法n二十進(jìn)制的小數(shù)轉(zhuǎn)換

6、：逐次除基相加法見教材P290-F（15）與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換0123011011456710010111011189A(10)B(11)1000100110101011C(12)D(13)E(14)F(15)1100110111101111n2. 二八進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n三位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換一位八進(jìn)制n3. 二十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換n四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換一位十六進(jìn)制 2.1.2 帶符號(hào)數(shù)的表示帶符號(hào)數(shù)的表示n真值一個(gè)數(shù)的本身，包括正負(fù)號(hào)。n機(jī)器數(shù)在計(jì)算機(jī)中，常約定數(shù)的某一位表示符號(hào)，用0表示正號(hào)，用1表示負(fù)號(hào)，這種連同數(shù)符一起數(shù)碼化了的數(shù)，稱為機(jī)器數(shù)。（1）機(jī)器數(shù)用二進(jìn)制表示，其位數(shù)與機(jī)器字長有關(guān)。（2）機(jī)器數(shù)

7、的編碼方法有原碼、補(bǔ)碼、反碼，前兩種為常用的，并且CPU支持二者的運(yùn)算。一、原碼表示法n原碼表示法約定：最高位為符號(hào)位，符號(hào)位為0表示該數(shù)為正，為1表示該數(shù)為負(fù)；有效數(shù)值部分用二進(jìn)制絕對(duì)值表示。n1.純小數(shù)（定點(diǎn)小數(shù)X0X1Xn）的原碼定義nX原= x 0 x1n例：X=+0.1011X原=0.1011n 1-x=1+|x| -1x 0n 例：X=-0.1011X原=1.1011X表示真值，X原為用原碼表示的機(jī)器數(shù)，可簡寫成X原n2.純整數(shù)（定點(diǎn)整數(shù)XnXn-1X0）的原碼定義nX原= X 0X2nn 例：X=+1011X原=01011n 2n-x=2n+|x| -2nX 0n 例：X=-10

8、11X原=11011n3.使用原碼表示數(shù)值的一結(jié)論。（見教材P30）n4.原碼的特點(diǎn)：其表示較為直觀，實(shí)現(xiàn)乘、除法較方便，加減法較復(fù)雜。二、補(bǔ)碼表示法n補(bǔ)碼表示法的核心：是讓符號(hào)位也作為數(shù)值的一部分直接參與運(yùn)算，以簡化加減運(yùn)算的規(guī)則，同時(shí)以能“化減為加”。X表示真值，X補(bǔ)為用補(bǔ)碼表示的機(jī)器數(shù)，可簡寫成X補(bǔ)n1 .補(bǔ)碼定義：n（1）定點(diǎn)小數(shù)的補(bǔ)碼（X0X1X2Xn）定義式：nX補(bǔ)= X 0X1n 例：X=0.1011X補(bǔ)=X=0.1011n 2+X=2-|X| -1 X0n 例：X=-0.1011X補(bǔ)=2-0.1011=1.0101n定點(diǎn)小數(shù)的補(bǔ)碼的模為2補(bǔ)碼的統(tǒng)一式： X補(bǔ)=M+X（mod M

9、）M為模適用于正負(fù)數(shù)符號(hào)位n（2）定點(diǎn)整數(shù)的補(bǔ)碼（XnXn-1X0）定義式：nX補(bǔ)= X 0X2nn 例：X=1011000X補(bǔ)=01011000n 2n+1 +X= 2n+1 -|X| - 2n X0n 例：X=-1011000X補(bǔ)=28-1011000=100000000-1011000=10101000n定點(diǎn)整數(shù)的補(bǔ)碼的模為2n+1 這里的n指定點(diǎn)整數(shù)的實(shí)際位數(shù)。2.由真值、原碼轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼：由真值求補(bǔ)碼，可先按真值寫出原碼（即加上符號(hào)位），再由原碼轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼。（1）正數(shù)的補(bǔ)碼=原碼（2）負(fù)數(shù)原碼轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼：v之一：“變反加1”即：符號(hào)位保持為1不變，其余各位先變反，然后在末位加1。v之二

10、：符號(hào)位保持為1不變，尾數(shù)部分自低向高位，第一個(gè)1 及其以前的各低位0都保持不變，以后的各高位則按位變反。例：X原= 1 .(101011) 10 X補(bǔ)= 1 .(010100) 10不變變反不變n3.由補(bǔ)碼表示求原碼、真值（1）正數(shù)的補(bǔ)碼=原碼（2）負(fù)數(shù)補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換成原碼可采取上述兩種方法之一，作逆轉(zhuǎn)換即可。見教材P33三、反碼表示法1.正數(shù)的反碼=原碼2.負(fù)數(shù)的反碼為：符號(hào)位為1，尾數(shù)由原碼尾數(shù)按位變反。例：X原=1.11010X補(bǔ)=1.00101 2.1.3. 數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示n根據(jù)小數(shù)點(diǎn)的位置是否固定，在計(jì)算機(jī)中數(shù)的格式又可分定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示兩類。一、定點(diǎn)表示

11、法在計(jì)算機(jī)中，小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變的數(shù)，叫定點(diǎn)數(shù)。有三種類型的定點(diǎn)數(shù)。n1 .無符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)（即：略去符號(hào)位的正整數(shù)） n+1位的無符號(hào)整數(shù)XnX1X0, 表示范圍：0（ 2n+1 -1）分辨率為1，即也表明了它的絕對(duì)精度。注意：（1）這里的n表示位置序號(hào)，n+1表示為實(shí)際位數(shù)。（2）由于是正數(shù)，補(bǔ)碼=原碼由絕對(duì)值最大負(fù)數(shù)到最大正數(shù)最小非零正數(shù)n2.帶符號(hào)定點(diǎn)整數(shù)（純整數(shù)）XnX1X0符號(hào)位典型值真值代碼原碼絕對(duì)值最大負(fù)數(shù)-（2n-1)1111原碼絕對(duì)值最小負(fù)數(shù)-11001原碼最小非零正數(shù)+10001原碼最大正數(shù)2n-10111補(bǔ)碼絕對(duì)值最大負(fù)數(shù)-2n1000補(bǔ)碼絕對(duì)值最小負(fù)數(shù)-11111補(bǔ)碼

12、最小非零正數(shù)+10001補(bǔ)碼最大正數(shù)2n-10111n原碼定點(diǎn)整數(shù)的表示范圍： -（2n-1） （2n-1）補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)的表示范圍： -2n （2n-1）定點(diǎn)整數(shù)的分辨率為1n3.帶符號(hào)定點(diǎn)小數(shù)（純小數(shù)）n對(duì)于n+1位定點(diǎn)小數(shù)X0.X1Xnn原碼定點(diǎn)小數(shù)的表示范圍： -（1-2-n） （1-2-n） 補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)的表示范圍： -1 （1-2-n）定點(diǎn)小數(shù)的分辨率為2-n符號(hào)位注意：n定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是固定的，不需要設(shè)置專門的硬件或數(shù)位來表示。n定點(diǎn)數(shù)的表示范圍是有限的，若運(yùn)算結(jié)果超出表示范圍，稱為溢出，分正溢和負(fù)溢。n因此需要選擇比例因子。二、浮點(diǎn)表示法n浮點(diǎn)數(shù)：就是讓小數(shù)點(diǎn)的位置根據(jù)需要而

13、浮動(dòng)。n一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由一個(gè)定點(diǎn)整數(shù)和一個(gè)定點(diǎn)小數(shù)組成，因此浮點(diǎn)運(yùn)算是由兩組相關(guān)的定點(diǎn)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的。n1.浮點(diǎn)數(shù)格式n浮點(diǎn)數(shù)的真值為： N=RE MEfEmEm-1 E1MfM1M2Mn階符數(shù)符圖2-1：浮點(diǎn)數(shù)格式示例階碼E：即為比例因子RE部分的指數(shù)值尾數(shù)M，為帶符號(hào)定點(diǎn)小數(shù)，可用原碼或補(bǔ)碼表示。R 一般取22.移碼（增碼）n定義：X 移=2m+X - 2mX 2mn式中X是階碼的真值， 2m是符號(hào)位的位權(quán)。這相當(dāng)于將真值X沿?cái)?shù)軸正向平移2m ，所以稱為移碼。n3.表示范圍與精度n見教材P37頁n浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于階碼的位數(shù)，相對(duì)精度取決于尾數(shù)的位數(shù)。n4.IEEE745標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式：n見教

14、材P37 2.2 字符表示字符表示 2.2.1 ACSII碼碼美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，共有128個(gè)常用字符，如1-9，a-z（大、小寫），運(yùn)算符等。每個(gè)ASCII代碼均由7位編碼組成，即為7個(gè)字節(jié) 2.2.2 漢字編碼簡介漢字編碼簡介n1.漢字輸入碼n2.漢字交換碼n3.漢字內(nèi)部碼 2.3 指令信息的表示指令信息的表示 2.3.1 指令格式指令格式n1.指令格式（1）操作碼：指令中的若干位代碼構(gòu)成操作碼，它表明該指令所要完成的操作是什么。它也是區(qū)別不同指令的主要依據(jù)。操作碼OP地址碼A1 .指令格式n（2）操作數(shù)或操作數(shù)地址：指令應(yīng)給出操作數(shù)（參與操作的數(shù)據(jù)）的有關(guān)信息。一般采用給出操作數(shù)存放的地

15、址，即指令代碼給出操作數(shù)地址信息，并指明CPU如何根據(jù)它們?nèi)ふ也僮鲾?shù)（尋址方式）。n（3）存放運(yùn)算結(jié)果的地址。n（4）后繼指令地址。即給出當(dāng)現(xiàn)行指令執(zhí)行完后，到何處讀取下一條指令的信息。2.指令中的地址結(jié)構(gòu)n顯地址：在指令代碼中明顯地給出地址，這地址稱為顯地址。n隱地址：事先隱含約定操作數(shù)在某個(gè)寄存器中或在堆棧之中，而指令中并不給出地址碼，這種隱含約定的地址稱為隱地址。采用隱地址（隱含約定），以簡化地址結(jié)構(gòu)，即減少指采用隱地址（隱含約定），以簡化地址結(jié)構(gòu)，即減少指令中的顯地址址數(shù)。令中的顯地址址數(shù)。例：對(duì)于常規(guī)的雙操作數(shù)的運(yùn)算，指令本應(yīng)給予出4個(gè)地址，它們是兩個(gè)操作數(shù)的存放地址、運(yùn)算結(jié)果存放

16、地址和后繼指令地址。由于這種地址結(jié)構(gòu)所需的位數(shù)太多，所以采用隱地址。n按地址結(jié)構(gòu)，實(shí)用指令分類：（1）三地址指令格式：功能：（A1）OP（A2） A3 指令分別按A1與A2地址讀取操作數(shù)，按操作碼OP進(jìn)行運(yùn)算操作，然后將結(jié)果存入A3地址所指定的主存單元或寄存器。 （PC）+n PC 隱含約定由程序計(jì)數(shù)器PC提供后繼指令地址。OPA1A2A3A1、A2分別是操作數(shù)1、2所在地的地址A3是運(yùn)算結(jié)果存放地址（A1）是按A1地址讀取的內(nèi)容即操作數(shù)1（2）二地址指令格式：功能：（A1）OP（A2） A1 （PC）+n PC 指令分別按A1與A2地址讀取操作數(shù)，按操作碼OP進(jìn)行運(yùn)算操作，然后將結(jié)果存入A1

17、地址所指定的主存單元或寄存器。OPA1A2由A2地址提供的操作數(shù)，在運(yùn)算后仍保存在原處，稱為源操作數(shù)，A2稱為源地址。A1是最終存放結(jié)果的目的地，由A1提供的操作數(shù)稱為目的操作數(shù)。（3）一地址指令格式：當(dāng)當(dāng)OP為加為加1、減、減1、求反、求補(bǔ)時(shí)，指令為只有目的、求反、求補(bǔ)時(shí)，指令為只有目的操作數(shù)的單操作數(shù)指令，操作數(shù)的單操作數(shù)指令， 即：按A地址讀取操作數(shù)，進(jìn)行OP指定的操作，結(jié)果存回原地址。 記作：OP（A） A當(dāng)當(dāng)OP為加、減、乘、除時(shí)，隱含約定目的地的雙操作為加、減、乘、除時(shí)，隱含約定目的地的雙操作數(shù)指令，數(shù)指令， 即按指令給出的源地址A可讀取源操作數(shù)，從累加器AC的寄存器中讀取目的操作

18、數(shù)，運(yùn)算結(jié)果存放在AC中。 記作：（AC）OP（A） ACOPA一是可用處理單操作數(shù)運(yùn)算；二是可用來處理比操作數(shù)運(yùn)算（4）零地址指令格式：當(dāng)當(dāng)OP為空操作、停機(jī)指令時(shí)，不需要操作數(shù)的指令；為空操作、停機(jī)指令時(shí)，不需要操作數(shù)的指令；對(duì)累加器對(duì)累加器AC內(nèi)容進(jìn)行操作，而內(nèi)容進(jìn)行操作，而AC為隱含約定；為隱含約定； 記作：OP（AC） AC對(duì)對(duì)堆棧堆棧棧頂單元內(nèi)容進(jìn)行操作棧頂單元內(nèi)容進(jìn)行操作OP指令中只給出操作碼，沒有顯地址。堆棧是一種按“后進(jìn)先出”存取順序的存儲(chǔ)組織，每次存取的對(duì)象是棧頂單元，該單元是浮動(dòng)的，由一個(gè)堆棧指針SP寄存器給出棧頂單元地址。3. 操作碼結(jié)構(gòu)（1）固定長度操作碼：操作碼位數(shù)

19、一定且位置固定。（2）可變長度操作碼q當(dāng)指令中的地址部分位數(shù)較多時(shí)，讓操作碼的位數(shù)少；q當(dāng)指令的地址部分位數(shù)減少時(shí)，可讓操作碼的位數(shù)增多，以增加指令的種類。（3）單功能型或復(fù)合型操作碼q單功能型操作碼即讓操作碼只表示一種操作含義，主要是為了能夠快速地識(shí)別并執(zhí)行操作碼；q復(fù)合型操作碼即將操作碼分為幾個(gè)部分，可產(chǎn)生多種組合，使操作含義更加豐富。操作碼的位數(shù)決定了操作類型的多少，同時(shí)當(dāng)指令字長有限時(shí)，地址部分的位數(shù)與操作碼的位數(shù)相互制約。4. 指令字長（1）變字長指令n將操作碼放在指令字的第一個(gè)字節(jié)，當(dāng)讀出操作碼后即可判定后的操作數(shù)指令。（2）固定字長指令n是為了提高執(zhí)行的速度，采取精簡指令系統(tǒng)。當(dāng)

20、指令字長有限時(shí)，地址部分的位數(shù)與操作碼的位數(shù)相互制約。因此，指令字長的設(shè)計(jì)有兩種方法。主存是按編字節(jié)編址，所以指令字長為字節(jié)的整數(shù)倍 2.3.2 常見尋址方式常見尋址方式n尋址方式：尋址方式：指令中以什么方式提供操作數(shù)或操作數(shù)地址。nCPU根據(jù)指令約定的尋址方式對(duì)地址字段的有關(guān)信息作出解釋，以找到操作數(shù)。n一條指令之中可以有多種尋址方式。n尋址方式的種類：（1）立即尋址 （2）直接尋址類 （3）間接尋址類 （4）變址類1.立即尋址n立即尋址方式：由指令直接給出操作數(shù)，在取出指令的同時(shí)出就取出了可立即使用的操作數(shù)，這種尋址方式稱為。n立即數(shù)的存放方式： 在指令之中 在指令之后立即數(shù)OP立即數(shù)指令

21、立即數(shù)2. 直接尋址n直接尋址：指令直接給出操作數(shù)地址，根據(jù)該地址可從主存中讀取操作數(shù)。 主存指令 尋址的過程： 絕對(duì)地址：最后讀取操作作數(shù)的有效地址。OPA操作數(shù)操作數(shù)地址 操作數(shù)AM主存儲(chǔ)器適合于尋找固定地址的操作數(shù)3. 寄存器尋址（直接）n寄存器尋址：是在指令中給出寄存器號(hào)，在該寄存器內(nèi)存放著操作數(shù)。n示意圖：n指令給出的寄存器號(hào)是RO，從RO中可直接讀取操作數(shù)Sn尋址過程：寄存器號(hào) 操作數(shù)n采用隱地址可減少指令中的地址數(shù)目，而采用寄存器采用隱地址可減少指令中的地址數(shù)目，而采用寄存器尋址方式、寄存器間址方式可使指令中為給出一個(gè)地尋址方式、寄存器間址方式可使指令中為給出一個(gè)地址所需的位數(shù)減

22、少。址所需的位數(shù)減少。ROPRO操作數(shù)S4. 間接尋址（簡稱：間址）n間接尋址：指令給出存放操作數(shù)的主存單元的地址。其中：存放操作數(shù)地址的主存單元稱為間址單元，間址單元本身的地址碼稱為操作數(shù)地址的地址。n示意圖；見教材P46頁 指令中給出地址A1，據(jù)此訪問間址單元，從中讀取地址A2，按A2再訪問一次主存，讀取操作數(shù)S。n尋址過程： 間址單元地址 操作數(shù)地址 操作數(shù)MM通過多層讀取來提供地址的可變性。5. 寄存器間址及其變型n寄存器間址方式：為操作數(shù)在主存中，由指令給出寄存器號(hào)，被指定的寄存器中存放著操作數(shù)有效地址。n由寄存器提供地址和修改寄存器內(nèi)容，在比主存的讀出和修改快得多。n采用寄存器間址

23、方式能減少指令中一個(gè)地址碼的位數(shù)。5. 寄存器間址及其變型n示意圖；見教材P47頁 指令中在地址段給出的是寄存器號(hào)RO，從RO中讀出的是操作數(shù)地址A，按A地址訪問主存，從中讀取操作數(shù)S。n尋址過程： 寄存器號(hào) 操作數(shù)地址 操作數(shù)RMn寄存器間址方式的兩種變型：（1）自增型寄存器間址： 先操作（從寄存器中取地址）后修改（加1） 助記符：（R）+ 尋址過程：寄存器號(hào) 操作數(shù)地址 操作數(shù) R內(nèi)容加1（2）自增型寄存器間址： 先修改（指針內(nèi)容減1）后操作（從主存讀取操作數(shù)） 助記符：-（R） 尋址過程： 寄存器號(hào) 寄存器內(nèi)容減1為操作數(shù)地址 操作數(shù)RMRM6. 變址尋址n變址尋址：是指令的地址部分給出

24、一個(gè)形式地址，并指定一個(gè)寄存器作為變址寄存器；寄存器的內(nèi)容與形式地址相加，得到操作數(shù)有效地址；按照有效地址訪問某主存單元，該單元內(nèi)容為操作數(shù)。是通過地址計(jì)算地址計(jì)算使地址靈活可變n助記符：x (Ri)n尋址過程： 形式地址D 變址寄存器號(hào) 變址量ND+N=有效地址 操作數(shù)RM一般將形式地址作為基準(zhǔn)地址，變址寄存器內(nèi)容作為修改量（又稱為位移量、變址量）7. 基址尋址n基址尋址：指令中給出一個(gè)形式地址（作為修改量），并給出基址寄存器號(hào)，基址寄存器內(nèi)容（作為基準(zhǔn)量）與形式地址相加得到操作數(shù)有效地址。n主要解決 （1）程序重定位； （2）擴(kuò)展有限字長指令的尋址空間。n變址尋址與基址尋址比較：變址尋址基

25、址尋址具體應(yīng)用由指令提供形式地址作為基準(zhǔn)量，其位數(shù)足以指向整個(gè)主存由基址寄存器提供基準(zhǔn)量，其位數(shù)足以指向整個(gè)主存變址寄存器提供修改量，其位數(shù)可長可短指令給出形式地址作為位移量，其位數(shù)較短應(yīng)用目的面向用戶，可用于訪問字符串、數(shù)組等成批數(shù)據(jù)面向系統(tǒng)，可用來解決程序在實(shí)際主存中的重定位問題，以及在有限字長指令中擴(kuò)大尋址空間。8. 相對(duì)尋址n相對(duì)尋址：以當(dāng)前指令中位置為基準(zhǔn)，相對(duì)它進(jìn)行位移（向前或向后）定位。n示意圖：見教材P50。 程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容為現(xiàn)行指令地址A，按地址A從主存中讀取指令。指令中地址段給出位移量d，通過加法器進(jìn)行A+d得出操作數(shù)地址，據(jù)此訪問主存，從A+d單元中讀取操作數(shù)。指從

26、現(xiàn)行指令位置到操作數(shù)S所在單元之間的距離（單元數(shù)）。9 . 堆棧尋址n堆棧尋址：操作數(shù)在堆棧之中，指令隱含約定由堆棧指針SP寄存器提供堆棧棧頂單元地址，進(jìn)行讀出或?qū)懭?。n示意圖：見教材P50。 在主存中設(shè)置堆棧區(qū)，按自下向上順序存入信息，最近存入信息的單元稱為棧頂，其地址存放在SP寄存器中。 堆棧有關(guān)概念：n堆棧是一種按后進(jìn)先出的存取順序進(jìn)行存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。特別適合于子程序多重嵌套、遞歸調(diào)用、多重中斷等方式n堆棧操作指令： （1）壓入指令PUSH（進(jìn)棧） （2）彈出指令POP（出棧）n堆棧操作過程： 初始化壓入彈出 2.3.3 指令類型指令類型n1.數(shù)據(jù)傳送類指令：n定義：將指令從源地址傳送到

27、目的地時(shí)，源地址中的數(shù)據(jù)通常保持不變。n分類：（1）傳送指令實(shí)現(xiàn)CPU中各寄存器之間的傳送。（2）訪存指令實(shí)現(xiàn)主存單元與CPU寄存器之間的傳送。（3）I/O指令實(shí)現(xiàn)I/O接口中的寄存器與CPU中寄存器之間的傳送。主要從指令功能和操作性質(zhì)來分類傳送指令規(guī)定了每次傳送的數(shù)據(jù)單位。n2. 輸入/輸出（I/O）指令： 主機(jī)信息：來自于CPU的寄存器或主存單元。 外圍設(shè)備：是通過I/O接口與系統(tǒng)總線跟主機(jī)交換信息，接口中設(shè)置了一些寄存器和其他部件n外圍設(shè)備的編址方法： 外圍設(shè)備單獨(dú)編址 外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址nI/O指令設(shè)置方法： 設(shè)置專用的I/O指令 用通用的數(shù)據(jù)傳送指令實(shí)現(xiàn)I/O操作 通過I/O處理

28、器或處理機(jī)控制I/O操作實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外圍設(shè)備之間的信息傳送n3. 算術(shù)、邏輯運(yùn)算指令n（1）算術(shù)運(yùn)算指令： +、-、+1、-1、求補(bǔ)、比較大小等n（2）邏輯運(yùn)算指令： 與、或、非、異或等n（3）移位指令： 算術(shù)移位：使數(shù)值發(fā)生變化而符號(hào)位不變。 邏輯移位：無正負(fù)性質(zhì)，使代碼列作循環(huán)移位或非循環(huán)移位。n4. 程序控制類指令（1）程序轉(zhuǎn)移指令：改變程序的執(zhí)行順序無條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移指令循環(huán)指令（2）轉(zhuǎn)子程序指令與返回指令：調(diào)用子程序以及返回主程序。（3）軟中斷（程序自動(dòng)中斷）指令：可用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào)用，也可用來在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，通過引出的中斷處理程序幫助程序調(diào)試。n5. 其他本章小結(jié)信息的表示涉及三

29、個(gè)方面：n采用定點(diǎn)或浮點(diǎn)表示？n定點(diǎn)數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)采用原碼或補(bǔ)碼表示？n采用何種進(jìn)位制指令信息是產(chǎn)生各種控制命令的基本依據(jù)，尋址方式是指令系統(tǒng)的關(guān)鍵和難點(diǎn)。作業(yè) 教材P55n自測(cè)題：1、3、4（復(fù)習(xí)）n習(xí)題：1-8（做在作業(yè)本上）試題1、若十進(jìn)制數(shù)為132.75，則其十六進(jìn)制數(shù)為( )A 21.3 B 84.C C 24.6 D 84.6 2、若X反=1011，則其十進(jìn)制真值為（ ）A -3 B -6 C -4 D 11注：反碼正數(shù)=原碼正數(shù) 反碼負(fù)數(shù)=符號(hào)位1不變+尾數(shù)按位交反3、某定點(diǎn)整數(shù)16位，含1位符號(hào)位，原碼表示，則其絕對(duì)值最大正數(shù)為（ ）A 216 B 215 C (215-1) D (216-1)注：P34頁表原碼絕對(duì)值最大正數(shù)：2n-1Key:n=? ，教材？