文档介绍：第2章数据表示与指令系统
•本章重点:
自定义数据表示;浮点数尾数基值选择;尾数下溢处理方法;寻址方式中的再定位技术;整数边界存贮;操作码和指令字格式的优化;
CISC指令系统的改进途径综述;RISC概念及所采用的基本技术等。
•本章难点:
浮点数尾数基值的选择;操作码和指令字格式的优化。
数据表示
1)数据表示:能由机器硬件直接识别和的引用
的数据类型。
2)数据结构:各种数据元素或信息单元之间的
结构关系。
3)两者关系
a)数据结构是通过软件映像将信息变换成数
据表示来实现的,表示是结构的元素。
b)不同的表示为结构的实现提供不同的支持,
表现在实现的效率和方便性上。
c)结构和表示是软、硬件的交接面。
1)早期只有定点数表示,浮点数用两个定点数表示其阶码和尾码。
2)50年代初提出变址操作,为向量、阵列提供了直接的数据支持。见下页图示或P41:
3)可变长字符串(行)数据表示的引入,为串数据结构的实现提供了支持。
a
A1
i
变址寄存器
变址加法器
有效地址
+1
主存
a+0
a+1
a+i
a+n-1
…
…
操作码
变址位
变址位
A1
A2
变址操作对向量、阵列数据结构的支持
1)带标志符的数据表示
a)高级语言与机器语言的差别:
高级:用类型说明语句指明类型,类型与数
据相联系,运算符不反映类型,通用。
int a,b,sum; sum=a+b;
机器:用操作码指明操作数的类型。
浮加
a
b
b)上述差别导致编译时,要将高级语言中的类型说明、运算符转换为机器语言的相应操作码并验证,不一致还要软件转换,负担大。因此,我们用到了带标志符的数据标志,即每个数据都带上数据标志。
类型标志
数据值
数据(字)
c)优点:
•简化了指令系统和程序设计。
•简化了编译程序。
•便于实现一致性校验。
•能由硬件自动完成数据类型的转换。
•支持数据库系统的实现与类型无关的要求。
•为软件调试和应用软件开发提供了支持。
d)存在问题:
•每个数据字因增设标志符,程序所占用的
主存空间会增加。
•会降低指令的执行速度。
A
B
指令(多)
数据(少)
采用标志符
指令字缩短
不用标志符
采用标志符
数据字增长