4 指令系统

  • 4.1 指令系统相关概念
  • 4.2 指令格式
  • 4.2.1 指令结构
  • 4.2.2 指令长度
  • 4.2.3 机器字长


4.1 指令系统相关概念

计算机程序是一系列指令的有序集合。
指令是计算机执行某种操作的命令。
指令分为：
微指令：微程序级命令，属于硬件范畴。
机器指令：介于微指令与宏指令之间，一条机器指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。
宏指令：由若干机器指令组成的软件指令，属软件。
而指令系统就是一台计算机中所有机器指令的集合。
指令系统决定了计算机的基本功能。

4.2 指令格式

一条指令包含的内容有操作码、操作数地址、操作结果的存储地址、下一条指令的地址。

4.2.1 指令结构

结构：操作码（OP）：地址码（操作数A）

操作码指明本条指令所要完成的操作。每条指令都会被分配一个确切的操作码，即唯一的。指令系统中指令的个数N与操作码的位数n， 必须满足关系式：N≤2n。

地址码指明该指令的操作数据或操作数的主存地址或寄存器地址。

指令级监控 指令系统主要包括什么_指令系统


四地址指令就是 指令中含有四个操作数或者说地址码；

三地址指令就是 指令中含有三个操作数（地址码）；

二地址指令就是 指令中含有两个操作数（地址码）；

一地址指令只有一个地址码；

零地址指令中无地址码；

注意都有一个操作码。

4.2.2 指令长度

指令的长度 = 操作码的位数+(操作数地址个数)*(操作数地址码位数)
短指令格式：访存少，有利于提高运行速度，用于执行频率较 高的指令。
长指令格式：访存时间长，用于较为复杂的指令。

地址个数多，指令长，一条指令功能较为强大，可以缩短程序长度。
地址个数少，指令短，一条指令完成功能较少，程序长度较长，单条指令访存次数也可以相应减少，硬件设计可以得到简化

4.2.3 机器字长

机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数，决定了计算机的运算精度。
地址码部分决定了指令的直接寻址能力。若为n位，则能直接寻址2n字节，增加机器字长或采用地址扩展技术可以增加地址码长度，从而提高寻址能力。