854计算机基础——《计算机组成原理》考点汇总（六） 指令系统

人们习惯把每一条机器语言的语句称为机器指令,而又将全部机器指令的集合称为机器的指令系统

 (一) 指令格式

1. 指令的基本格式

操作码(operation code)用来表示该指令所要完成的操作(如加,减,乘,除,数据传送等),其长度取决于指令系统中的指令条数.如操作码占7位,则该机器最多包含2⁷=128条指令.

地址码用来描述该指令的操作对象,或直接给出操作数或指出操作数的存储器地址或寄存器地址(即寄存器名).

2. 地址码

4次访问存储器（取指令一次，取两个操作数两次，存放结果一次）



指令字长取决于操作码的长度、操作数地址的长度和操作数地址的个数.

(二) 寻址方式

1. 概念
    确定本条指令的操作数地址，下一条欲执行指令的指令地址。
    寻址方式：指令寻址、数据寻址

1)立即寻址

所需的操作数由指令的地址码部分直接给出,就称为立即数(或直接数)寻址方式.这种方式的特点是取指时,操作码和一个操作数同时被取出,不必再次访问存储器,提高了指令的执行速度.但是由于这一操作数是指令的一部分,不能修改,而一般情况下,指令所处理的数据都是在不断变化的(如上条指令的执行结果作为下条指令的操作数),故这种方式只能适用于操作数固定的情况.通常用于给某一寄存器或存储器单元赋初值或提供一个常数等.(图中“#”表示立即寻址的标记,A的位数限制了这类指令所能表述的立即数的范围)

2)直接寻址


3)隐含寻址

如图，ADD即为加法指令的操作码，指令中只给出一个操作数地址，另一个操作数隐含在累加器ACC中。这样，累加器ACC成了另一个数的地址。

4)间接寻址

多次间接寻址时，可用存储字的首位来标志间接寻址是否结束。首位不能作为EA的组成部分，故一次间接寻址的寻址范围可达2^15.（A:8位，EA：7位）
间接寻址的缺点在于，指令的执行阶段需要访存两次（一次间接寻址）或多次（多次间接寻址），致使指令时间延长。

5)寄存器寻址

特点，节省存储空间，该方式在计算机中得到广泛应用。

6)寄存器间接寻址


7)基址寻址（略）
8)变址寻址（略）
9)相对寻址

特点，转移地址不固定，可随PC值的变化而变化。

10)堆栈寻址（略）

(三) 指令格式
    设计时，应考虑的因素：
    1、指令系统的兼容性（向上兼容）
     2、其他因素
        
   3、指令格式设计举例，（重点掌握课本P323 几道例题）