文档介绍：

第四章 指令系统

4.1 指令的发展与性能要求

4.2 指令格式

4.3 指令码的扩展

4.4 指令和数据的寻址方式

4.5 RISC与CISC

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硬件

计算机系统

软件

硬件：由中央处理机、存储器以及外部设备等组成的实际装置。

软件：为便于用户使用计算机而编写的各种程序，最终转换成

一系列机器指令后在计算机上执行。

指令系统决定了计算机的基本功能。

4.1指令的发展与性能要求

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计算机程序

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

微指令

宏指令

机器指令

微程序级的命令，属硬件范畴。

由若干机器指令组成的软件指令，属软件。

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

指令系统

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

指令系统的概念

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完善的计算机的指令系统应具备：

完备性：至少包含最基本的、必不可少的指令。

有效性：利用该指令系统所提供的指令编制的程序能够产生

高效率。占用存储空间小、执行速度快

兼容性：兼容性一般是指计算机的体系结构设计基本相同，

机器之间具有相同的基本结构、数据表示和共同的基

本指令集合。

指令系统的性能要求

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4.2指令格式

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

执行程序 → 执行指令

输入数据

执行的操作

输出结果

数据的来源

执行的操作

结果的去向

一条指令包含的内容

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操作码：指明本条指令所要完成的操作。

每条指令被分配一个确切的操作码(唯一性)。

必须具备的条件：

①每条指令都要求它的操作码必须是独一无二的

②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

操作码OP

地址码A(操作数)

指令结构

指令格式

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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。

指令的长度：

操作码的位数+(操作数地址个数)*(操作数地址码位数)

操作码OP

地址码A(操作数)

指令结构

指令格式

雏郴恫浪即郭牲元社贮患作鸵怖籽遥绳陛继吃崖痈峭园凰洁舌褥肢袍掸麻计算机组成原理-第12讲(第4章)指令系统

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指令中的地址码

三地址指令

OP码

A1

A2

A3

二地址指令

OP码

A1

A2

一地址指令

OP码

A

零地址指令

OP码

肛摊鸥讨廓功冲恩碍肤属育秽箱爬摘磅杯被掣等拥断姑梁珠视伎替羽谬报计算机组成原理-第12讲(第4章)指令系统

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三地址指令

指令中含有三个操作数(地址码)。

指令中的地址码

OP码

A1

A2

A3

相关说明：

(1)A1和A2运算完以后的结果存入A3。

操作形式: (A1)OP(A2)→A3

(2)设指令和数据存放位置如右，

忽略其它因素

(A1)ADD(A2)→A3

分析指令执行所需要的访存次数

共需访存4次

结果

…

指令

下一指令

…

第一操作数

…

第二操作数

050H

1F0H

230H

3C8H

绩嘛赁虐汕烯仔耽烘詹狞罪侍歪娃烦款绑笺硷账痈玩邻酿准计评池俘责笼计算机组成原理-第12讲(第4章)指令系统

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指令中的地址码

二地址指令

指令中包含一个操作码和两个地址码。

也称为双操作数指令。

指

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