《计算机组成原理》教案(48学时) - 图文(8)

2019-03-01 10:09

其中OP表示操作性质;(AC)表示累加寄存器AC中的数;(A)表示内存中地址为A的存储单元中的数或运算器中地址为A的通用寄存器中的数;→表示把操作结果传送到指定的地方。 3.二地址指令 二地址指令常称为双操作数指令,它的两个地址码字段分别指明参与操作的两个数在内存中或运算器中通用寄存器的地址,A1作存放操作结果的地址。 (A1) OP (A2) -> A1 二地址指令格式中,从操作数的物理位置来说,又可归结为三种类型: 1)存储器-存储器(SS)型指令 操作时都是涉及内存单元,参与操作的数都放在内存里,从内存某单元中取操作数,操作结果存放至内存另一单元中,因此机器执行这种指令需要多次访问内存。 2)寄存器-寄存器(RR)型指令 需要多个通用寄存器或个别专用寄存器,从寄存器中取操作数,把操作结果放到另一寄存器。机器执行寄存器-寄存器型指令的速度很快,因为执行这类指令,不需要访问内存。 3)寄存器-存储器(RS)型指令 执行此类指令时,既要访问内存单元,又要访问寄存器。 4.三地址指令 三地址指令字中有三个操作数地址。 (A1) OP (A2) -> A3 A1为被操作数地址,也称源操作数地址; A2为操作数地址,也称终点操作数地址; A3为存放结果的地址。A1,A2,A3可以是内存中的单元地址,也可以是运算器中通用寄存器的地址。 三、指令字长度 指令字长度:一个指令字中包含二进制代码的位数。 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:指令字长等于机器字长度的指令。 半字长指令:指令字长等于半个机器字长度的指令。 双字长指令:指令字长等于两个机器字长度的指令。 多字长指令:指令字长等于几个机器字长度的指令。 使用多字长指令,目的在于提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题。其主要缺点是必须两次或多次访问内存才能取出一整条指令,降低了CPU的运算速度,又占用了更多的存储空间。 等长指令字结构:各种指令字长度是相等的。这种指令字结构简单,且指令字长度不变。 变长指令字结构:各种指令字长度随指令功能而异。结构灵活,能充分利用指令长度,但指令的控制较复杂。 四、指令助记符 由于硬件只能识别1和0,所以采用二进制操作码是必要的,但是我们用二进制来书写程序却非常麻烦。 为了便于书写和阅读程序,每条指令通常用3个或4个英文缩写字母来表示。这种缩写码叫做指令助记符。 由于指令助记符提示了每条指令的意义,因此比较容易记忆,书写起来比较方便,阅读程序容易理解。 在不同的计算机中,指令助记符的规定是不一样的。因此,指令助记符还必须转换成与它们相对应的二进制码。这种转换借助汇编程序可以自动完成。

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讨论、练习、作业: 137页1、2 教学反思: 能够清晰地讲解课程的重点、难点,内容讲解透彻、层次清晰、逻辑性强、信息量大,时间分配合理,师生互动效果良好,板书工整。 参考书目资料: 《计算机组成与结构》(第五版)王爱英著,清华大学出版社 2013.01 填表说明: 1. 每项页面大小可自行添减,一次课(二或三节)写一份上述格式教案。重复班只填写一份。 2. 课次为授课次序,填1、2、3……等。

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附件3:章节或分次(课时)教案

计算机组成原理 课程授课教案

周次 11 课次 17 课时 2 课型 √理论课 □讨论课 □实验课 □习题课 □其他 章 节 4.3 操作数类型 名 称 4.4 指令和数据的寻址方式(上) 教学目的及要求: 目的:掌握操作数类型、指令和数据的寻址方式 要求:熟练掌握操作数类型、指令和数据的寻址方式 教学重点与难点: 重点:操作数类型、指令和数据的寻址方式 难点:指令和数据的寻址方式 教学方式方法、手段: 讲授法、归纳法 辅助手段:图表法 教学过程: 第三节 操作数类型 一、计算机内部处理的数据类型分为四类 1.地址型数据:数据地址 2.数值型数据:定点、浮点、十进制数等 3.字符型数据:字符串 4.逻辑型数据:位 二、按所在位置,操作数分为四类 1.立即数:在指令中的操作数 2.寄存器操作数:在寄存中的操作数 3.存储器操作数:在内存单元中的操作数 4.外设操作数:通过外设端口输入输出的操作数 第四节 指令和数据的寻址方式(上) 计算机中的指令和数据都是存放在存储器中的,对指令和数据的访问都是通过存储单元的地址编码进行的。 寻址方式:形成指令或数据地址的方式称为寻址方式。 寻址方式分为两类,既指令寻址方式和数据寻址方式。 一、指令寻址方式 1.指令的顺序寻址 计算机中程序是由指令序列构成的,大多数指令是顺序存放在存储器中的。当执行一段程序时,通常是一条指令接一条指令的顺序执行。这种程序顺序执行的过程,我们称为指令的顺序寻址方式。 为实现指令的顺序寻址,计算机中使用程序计数器PC(又称指令指针寄存器IP)来计数指令的顺序号,并通过自动增量方式实现顺序寻址。 2.指令的跳跃寻址

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当程序转移执行时,指令的寻址就采取跳跃寻址方式。跳跃,是指下条指令的地址码不是由程序计数器给出,而是由本条指令给出。程序跳跃后,按新的指令地址开始顺序执行。 当程序中出现转移、子程序调用、子程序返回、中断等指令时,会产生跳跃。跳跃是通过直接对程序计数器的内容进行设置而实现的。 3.相对寻址方式 把程序计数器PC的内容加上指令格式中的形式地址D而形成操作数的有效地址。 其中形式地址D通常称为偏移量,其值可正可负,相对于当前指令地址进行浮动。 由于程序计数器的内容就是当前指令的地址。“相对”寻址,就是相对于当前的指令地址而言。 讨论、练习、作业: 137页3~5、7、12 教学反思: 能够清晰地讲解课程的重点、难点,内容讲解透彻、层次清晰、逻辑性强、信息量大,时间分配合理,师生互动效果良好,板书工整。 参考书目资料: 《计算机组成与结构》(第五版)王爱英著,清华大学出版社 2013.01 填表说明: 1. 每项页面大小可自行添减,一次课(二或三节)写一份上述格式教案。重复班只填写一份。 2. 课次为授课次序,填1、2、3……等。

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附件3:章节或分次(课时)教案

计算机组成原理 课程授课教案

周次 12 课次 18 课时 2 课型 √理论课 □讨论课 □实验课 □习题课 □其他 章 节 4.4 指令和数据的寻址方式(下) 名 称 教学目的及要求: 目的:掌握数据的寻址方式 要求:熟练数据的寻址方式 教学重点与难点: 重点:数据的寻址方式 难点:数据的寻址方式 教学方式方法、手段: 讲授法、归纳法 辅助手段:图表法 教学过程: 第四节 指令和数据的寻址方式(下) 二、操作数寻址方式 形成操作数的有效地址的方法,称为操作数的寻址方式。 通常,在指令中操作数地址由X,R,D等字段组成。X表示寻址方式、R表示使用的寄存器号、D为形式地址。 指令中操作数字段的地址码是由形式地址和寻址方式特征位等组合形成。寻址过程就是把操作数的形式地址,变换为操作数的有效地址的过程。 1.隐含寻址 在指令中不明显的给出而是隐含着操作数的地址。 2.立即寻址 指令的地址字段指出的不是操作数的地址,而是操作数本身。 3.寄存器寻址方式 当操作数不放在内存中,而是放在CPU的通用寄存器中时,可采用寄存器寻址方式。此时指令中给出的操作数地址不是内存的地址单元号,而是通用寄存器的编号。 4.存储器寻址 操作数在内存中,根据操作数所在内存有效地址EA的计算方式不同,又将存储器寻址分为: 1)直接寻址 在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址,即EA=D。 2)间接寻址 间接寻址分为: (1)存储器间接寻址:指令地址字段中的形式地址D是操作数地址的指示器,D单元的内容是操作数的有效地址EA。 (2)寄存器间接寻址:指令地址字段中的寄存器是操作数地址的指示器,寄存器的内容

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