计组学习笔记 

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3.2、指令系统的概述以及指令的格式与分类

1）、指令与指令系统的基本概念

指令：

• 计算机能直接识别、执行的操作命令（机器指令）；
• 冯·诺伊曼结构计算机“程序控制”原理实现的载体。

指令系统：指计算机能执行的全部指令的集合，可以看成计算机硬件的语言系统，也是软件、硬件的重要典型分界面。（指令集）

指令字长：

• 指令中包含的二进制位数。
• 与机器字长相比：单子长、双子长、半字长等长度指令。
• 编码位数越多，则指令所占存储空间就会越多。
• 多字长指令：①解决寻址较大存储空间的问题          ②取指访存次数增加，影响速度，占用空间大。

（1)可变长指令（变长指令）：指令字长度根据需要可变。

（2）固定字长指令（字长指令）

2）指令的分类

• 根据计算机层次结构分类

•  根据指令中地址码字段的个数分类

（1）三地址指令

                指令格式：

                                    

                指令功能：（A1)OP（A2)->A3

(2)二地址指令

                指令格式：

                                

                指令功能：（A1）OP（A2)->A1

(3)一地址指令

                指令格式：

        ​​​​​​​        ​​​​​​​        ​​​​​​​        ​​​​​​​        

                指令功能：OP(A)->A

(4）零地址指令

                 指令格式：

        ​​​​​​​        ​​​​​​​        ​​​​​​​        ​​​​​​​        

                指令功能：OP(AC)->AC

可能使用零代码指令的情况:空操作指令、停机指令、堆栈指令等

• 根据指令中操作数的物理位置分类

                                ①RR型（寄存器--寄存器型）

                                ②SS型（存储器--存储器型）

                                ③RS型（寄存器--存储器型）

• 按指令功能分类：

                        传输类指令、访存指令、算术运算指令、程序控制指令等

3）指令的格式

指令格式：用二进制代码表示指令的结构形式。

                               1、设置操作码，即要求计算机执行什么操作              

                               2、设置操作数，即要求计算机处理什么数据

                               3、设置寻址方式，即计算机要怎样得到要处理的数据

 

• 操作码字段的位数与支持的最大指令数量有关
• 寻址方式字段的位数与支持的寻址方式种类有关
• 地址码字段的作用及影响与其位数和寻址方式有关

4）指令的再认识

①计算机能直接识别、执行的操作命令（机器指令）；

②冯·诺伊曼结构计算机“程序控制”原理实现的载体。

③是软、硬件界面和程序员操作计算机硬件的接口。

④是硬件设计的依据和软件设计的基础，直接影响计算机系统的性能。