广东工业大学计算机系统结构课件2：指令格式优化与操作码表示

本资源是广东工业大学计算机系统结构课程的第二章内容，专注于指令系统的优化设计。章节的核心知识点包括： 1. 指令格式的优化设计：目的是通过最短的二进制位数来表示操作码和地址码，以减小指令平均字长，节省存储空间，并简化硬件译码过程。关键考虑因素有操作种类、数据类型、操作数地址、地址附加信息以及寻址方式。 2. 操作码的优化表示： - 固定长度操作码：每种指令使用固定长度的二进制编码，例如，对于7种不同功能指令，如果概率分布不均匀，如I1出现概率最高，那么操作码长度会被设定为能覆盖所有指令的最短长度，如3位。 - Huffman编码法（最小概率合并法）：这是一种基于概率的编码方法，通过将频率较低的指令分配更长的编码，频率较高的指令分配较短编码，以实现平均码长的最小化。Huffman编码由频度合并和生成二叉树的过程组成。 这些内容详细阐述了指令设计中对效率和简洁性的追求，尤其是在实际编程和硬件设计中的应用。理解这些概念对于深入学习计算机系统结构以及设计高效能的计算机架构至关重要。通过实例分析，学生可以掌握不同编码方法的优缺点，以及如何根据实际需求进行选择。