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  • 计算机原理 5.1 指令系统概述及指令格式

    1、指令的基本概念

    1)指令

    含义:计算机能直接识别、执行的操作命令(机器指令)

    是冯诺依曼结构计算机“程序控制”原理实现的载体

    2)指令系统(指令集)

    含义:一台计算机中所有机器指令的集合

    系列机:同一公司不同时期生产,基本系统结构和指令系统相同的计算机。

    兼容机:不同公司生产,基本系统结构和指令系统相同的计算机。

    3)指令字长

    含义:指令中包含的二进制位数

    与机器字长相比:单字长、双字长、半字长等长度指令

    多字长指令:

      解决寻址较大存储空间的问题

      取指会多次访问内存,影响速度,占用空间大

    等长指令:指令字长度固定

    边长指令:指令字长度根据需要可变

     

    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

     根据指令中操作数的物理位置分类

     存储器--存储器   (SS)型(这种形式现在已经淘汰,因为两次都要访问主存,太慢)

    寄存器--寄存器  (RR)型

    寄存器---存储器(RS)型

    根据指令的功能分类:

    传送指令:MOV、PUSH/POP、IN/OUT等

    顶点算术运算指令:ADD、SUB、INC、CMP、MUL等

    位运算指令:NOT、AND、OR、SHL、SAL

    控制转移指令:JMP、JNE、CALL、RET等

    3、指令格式

    用二进制代码表示指令的结构形式:

    指令要求计算机完成什么功能?---》设置操作码

    指令要求计算机处理什么数据?----》设置数据源/目

    计算机怎样得到要处理的数据?----》设置寻址方式

     操作码字段的位数与支持的最大指令数量有关

      对于定长操作码而言,LengthOP=log2n(向上取整)

      支持边长操作码时,操作码向不用的地址码字段扩展

    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

     计算机能直接识别、执行的某种操作命令(机器指令)

    冯诺依曼结构计算机“程序控制”原理实现的载体

    是软、硬件界面和程序员操作计算机硬件的接口

    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。

    5、指令格式举例

     

     解答:

    单字长二地址指令

    OP为七位,可以表示128条指令

    源操作数和目的操作数都是通用寄存器(可分别使用16个)

    是RR型指令,适合于算术运算和逻辑运算指令

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