计算机组成原理之指令系统

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指令及指令系统:

指令是计算机进行某种操作(控制或运算)的命令,以二进制代码的形式存放,是计算机运行的最小功能单位。一台计算机的所有指令的集合构成了该机的指令系统,也称为指令集。指令系统也叫指令集,是计算机能直接执行的全部指令的集合,是影响计算机系统的重要性能因素,其包含的指令类型、数量、格式、功能、寻址方式等直接影响计算机的基本硬件结构以及系统软件设计。

指令格式:

一条指令通常要包括操作码字段和地址码字段两个部分,可能包含0个、1个、2个地址码。根据地址码的不同,可以将指令分为零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令、四地址指令等。

操作码: 指令的操作码表示该指令进行什么性质的操作,如加法、乘法等。不同的指令用操作码字段的不同编码表示,每一种编码表示一种指令。操作码决定了计算机在执行指令时要执行的操作类型。 地址码: 地址码用来描述该指令的操作对象及其所在位置。

指令寻址:

指令寻址是确定下一条要执行指令的地址,分为顺序寻址和跳跃寻址。

顺序寻址: 程序计数器PC加当前指令字节数n,自动形成下一条指令的地址,即(PC)+1——>PC。顺序寻址适用于按顺序执行的程序,其中每条指令的地址都可以通过前一条指令的地址计算得到。 跳跃寻址: 由当前指令(转移类指令)的地址码域给出下一条指令的地址。跳跃寻址用于改变程序的执行流程,使程序可以根据条件或需要跳转到其他位置执行。

数据寻址:

数据寻址是为了确定本条指令的操作数地址,包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、隐含寻址、偏移寻址等。