计算机组成原理3 | 青训营笔记

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指令信息的表示方法

指令系统及其发展

一台计算机中所有机器指令的集合,称为这台计算机的指令系统(指令集)。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的格式与功能不仅影响到机器的硬件结构,而且影响到系统软件。因为指令是设计一台计算机的硬件与低层软件的接口。

指令系统性能的要求

指令系统的性能决定了计算机的基本功能,它的设计直接关系到计算机的硬件结构和用户的需要。

一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求:

①完备性:用指令系统编写各种程序时,指令系统直接提供的指令足够使用,而不必用软件来实现。

②有效性:利用该指令系统所编写的程序能够在计算机上高效率运行,主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。

③规整性:规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。

④兼容性:系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,低档机上运行的软件可以在高档机上运行,即做到 “向下兼容”

常见的指令集

x86 指令集(复杂指令集)

ARM 指令集(精简指令集)

MIPX指令集(复杂指令集):在1990年代是比较先进的一个指令集,当时就能够支持 64位 的计算机系统,但是由于市场没做好,基本破产。现在只有中科院在做,基本上已经成为我们自己的具有独立自主知识产权的一款指令集。

risc - V指令集(复杂指令集)

显地址

指令代码写明存储器单元地址器、寄存器号

隐地址

事先约定、指令不必给出,减少指令中的地址数(优点)