第四章 指令系统

一、指令系统

指令是指示计算机执行某种操作的命令，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该 机的指令系统，也称为指令集。

指令格式：

1.1分类

按地址码数目分类：

按指令长度分类：

按操作码长度分类：

按操作类型分类：

1.2 扩展操作码

设地址长度为n，上一层留出m中状态，下一层可扩展出m*2ⁿ种状态

操作码分类：

定长操作码： 在指令字的最高位部分分配固定的若干位（定长）表示操作码。

• 一般n位操作码字段的指令系统最大能够表示2n 条指令。
• 优：定长操作码对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度很有利；
• 缺：指令数量增加时会占用更多固定位，留给表示操作数地址的位数受限。

扩展操作码(不定长操作码) ：全部指令的操作码字段的位数不固定，且分散地放在指令字的不同位置上。

• 最常见的变长操作码方法是扩展操作码，使操作码的长度随地址码的减少而增加，不同地址数的 指令可以具有不同长度的操作码，从而在满足需要的前提下，有效地缩短指令字长。
• 优： 在指令字长有限的前提下仍保持比较丰富的指令种类；
• 缺 ：增加了指令译码和分析的难度，使控制器的设计复杂化。

二、指令的寻址方式

2.1 指令寻址

2.2 数据寻址

数据寻址确定本条指令的地址码指明的真实地址，而指令寻址始终由程序计数器PC给出下一条欲执行指令的指令地址。

2.2.1 直接寻址

2.2.2 间接寻址

2.2.3 寄存器寻址

2.2.4 寄存器间接寻址

2.2.5 隐含寻址

2.2.6 立即寻址

2.2.7 偏移寻址

基址寻址、变址寻址、相对寻址都属于偏执寻址，区别在于偏移的“起点”不一样

• 基址寻址：以程序的起始存放地址作为“起点”
• 变址寻址：程序员自己决定从哪里作为“起点”
• 相对寻址：以程序计数器PC所指地址作为“起点”

总结：

2.3 堆栈寻址

三、程序的机器代码表示

对应关系：

常用指令：

AT&T格式和Intel格式区别：

选择语句：

循环语句：

函数调用：

四、CISC和RISC的基本概念

主要参考：王道考研课程
后续会持续更新考研408部分的学习笔记，欢迎关注。
github仓库（含所有相关源码）：408数据结构笔记