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4 指令系统

热度:36   发布时间:2023-12-02 07:46:35.0

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。
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。
在这里插入图片描述
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。