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【计算机组成原理】24王道考研笔记——第四章 指令系统

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:

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1.1分类

按地址码数目分类:

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按指令长度分类:

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按操作码长度分类:

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按操作类型分类:

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1.2 扩展操作码

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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

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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

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2.2.2 间接寻址

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2.2.3 寄存器寻址

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2.2.4 寄存器间接寻址

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2.2.5 隐含寻址

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2.2.6 立即寻址

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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:

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2.3 堆栈寻址

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三、程序的机器代码表示

对应关系:

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常用指令:

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AT&T格式和Intel格式区别:

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选择语句:

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循环语句:

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函数调用:

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四、CISC和RISC的基本概念

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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

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