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现代计算机的结构指令格式指令的定义指令格式零地址指令一地址指令二、三地址指令四地址指令地址码的位数有什么影响？分类指令-按地址码数目分类指令-按指令长度分类指令-按操作码长度分类指令—按操作类型分类小结首先我们再回忆一下现代计算机的结构
搞错了，再来！
现代计算机的结构
这次就开搞控制器！
学会指令系统就可以更精进之前搞的典型过程了：https://yangyongli./article/details/116792581
指令格式
指令的定义
指令（又称机器指令）：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。
注：一台计算机只能执行自己指令系统中的指令，不能执行其他系统的指令。
例如：x86 架构、ARM架构之间不能互相执行对方架构系统的指令。
指令格式
一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码。
一条指令通常要包括操作码字段和地址码字段两部分（如下图所示）：
操作码就是要表达用户要干什么？
比如：停机中断、求反求补、加减乘除……
地址码就是要说明对谁进行操作？
比如：不需要操作对象、需要一个操作对象、需要两个操作对象……
其中 一条指令可能包含 0个、1个、2个、3个、4个 地址码…
根据地址码数目不同，可以将指令分为 零地址指令、一地址指令、二地址指令…
零地址指令
不需要操作数，如空操作、停机、关中断等指令堆栈计算机，两个操作数隐含存放在栈顶和次栈顶，计算结果压回栈顶一地址指令
只需要单操作数，如加1、减1、取反、求补等指令含义：OP(A1)→A1 ，完成一条指令需要3次访存：取指→ 读A1 →写A1需要两个操作数，但其中一个操作数隐含在某个寄存器（如隐含在ACC）
指令含义： (ACC)OP(A1)→ACC，完成一条指令需要2次访存：取指→ 读A1
注：A1 指某个主存地址， (A1)表示 A1 所指向的地址中的内容
二、三地址指令
常用于需要两个操作数的算术运算、逻辑运算相关指令
指令含义：(A1)OP(A2)→A1
完成一条指令需要访存4次，取指→读A1→读A2→写A1
常用于需要两个操作数的算术运算、逻辑运算相关指令
指令含义：(A1)OP(A2)→A3
完成一条指令需要访存4次，取指→ 读A1→读A2 →写A3
四地址指令
指令含义：(A1)OP(A2)→A3，A4=下一条将要执行指令的地址
完成一条指令需要访存4次，取指 →读A1 →读A2 →写A3
正常情况下：取指令之后 PC+1，指向下一条指令
四地址指令：执行指令后，将PC的值修改位 A4 所指地址
小杨同学表示：事真多！
地址码的位数有什么影响？
n位地址码的直接寻址范围=2n，若指令总长度固定不变，则地 址码数量越多，寻址能力越差
分类
指令-按地址码数目分类
指令-按指令长度分类
可以分为：半字长指令、单字长指令、双字长指令 ——指令长度是机器字长的多少倍
指令字长：一条指令的总长度（可能会变）
机器字长：CPU进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数（通常和ALU直接相关）
存储字长：一个存储单元中的二进制代码位数（通常和MDR位数相同）
指令字长会影响取指令所需时间。如：机器字长=存储字长=16bit，则取一条双字长指令需要两次访存
定长指令字结构：指令系统中所有指令的长度都相等
变长指令字结构：指令系统中各种指令的长度不等
指令-按操作码长度分类
定长操作码：指令系统中所有指令的操作码长度都相同（n位 → 2n条指令）——控制器的译码电路设计简单，但灵活性较低可变长操作码：指令系统中各指令的操作码长度可变
——控制器的译码电路设计复杂， 但灵活性较高扩展操作码指令格式：定长指令字结构+可变长操作码
指令—按操作类型分类
数据传送（数据传送类：进行主存与CPU之间的数据传送）
LOAD 作用：把存储器（源）中的数据放到寄存器（目的）中
STORE 作用：把寄存器（源）中的数据放到存储器（目的）中
算术逻辑操作
算术：加、减、乘、除、增 1、减 1、求补、浮点运算、十进制运算
逻辑：与、或、非、异或、位操作、位测试、位清除、位求反
移位操作
算术移位、逻辑移位、循环移位(带进位和不带进位)
转移操作（程序控制类：改变程序执行的顺序）
无条件转移 JMP
条件转移 JZ：结果为0；JO：结果溢出；JC：结果有进位
调用和返回 CALL和RETURN
陷阱(Trap)与陷阱指令
输入输出操作（输入输出类（I/O）：进行CPU和I/O设备之间的数据传送）
CPU寄存器与IO端口之间的数据传送(端口即IO接口中的寄存器)
小结
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