指令系统

指令系统

一台计算机中所有机器指令的集合,称之为这台计算机的指令系统。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,他的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也影响到系统软件。

指令格式是指令字用二进制表示的结构形式,通常由操作码字段和地址码字段组成。操作码字段表征指令的操作特性与功能,而地址码字段只是操作数的地址。目前多采用二地址,单地址,零地址混合方式的指令格式。指令字长度分为:单字长,半字长,双字长三种形式。高档微型机中目前多采用32位长度的单字长形式(2017年都是64位的了)。

形成指令地址的方式,称为指令寻址方式。有顺序寻址和跳跃寻址两种,由指令计数器来跟踪。

形成操作数地址的方式,称为数据寻址方式。操作数可放在专用寄存器,通用寄存器,内存和指令中。数据寻址方式有隐含寻址,立即寻址,直接寻址,简介寻址,结存器寻址,寄存器间接寻址,相对寻址,基值寻址,变址寻址,块寻址,段寻址等多种。按操作数的物理位置不同,有RR型和RS型。前者比后者执行的速度快。

堆栈是一种特殊的数据寻址方式,采用”先进后出”原理。按结构不同,分为寄存器堆栈和存储器堆栈。

不同机器有不同的指令系统。一个较完善的指令系统应当包含数据传送类指令,算术运算类指令,逻辑运算类指令,程序控制类指令,I/O类指令,字符串类型指令,系统控制类指令。

RISC指令系统是CISC指令系统的改进,他的最大特点是:1.指令条数少;2.指令长度固定,指令格式和寻址方式种类少;3.只有取数/存数指令访问存储器,其余指令的操作均在寄存器直接进行。