计算机组织结构(十二) 指令集: 特征

📚 文档目录 合集-数的二进制表示-定点运算-BCD 码-浮点数四则运算-内置存储器-Cache-外存-纠错-RAID-内存管理-总线-指令集: 特征- 指令集:寻址方式和指令格式

机器指令特征

CPU 的操作由它所执行的指令确定, 这些指令被称为机器指令. CPU 能执行的各种不同指令的集合称为 CPU 的指令集

指令周期

指令周期: 指单条指令所需的处理过程

• 取指令: 每次从内存中取一条指令
• 执行指令: 执行每条指令

只有关机时, 程序执行才会停止, 或者遇到致命错误或者停止计算机的指令.

指令周期状态图:

带有中断的指令周期

带有中断的指令周期:

带有中断的指令周期状态图:

机器指令要素

• 操作码:指定要执行的操作
• 源操作数引用:操作会涉及一个或多个源操作数， 这是操作所需的输入
• 结果操作数引用:该操作可能产生一个结果
• 下一指令引用:它告诉处理器这条指令执行完成后到哪儿去取下一条指令

指令表示

• 每条指令都由一个位序列表示
• 指令格式:指令被划分为字段，对应于指令的要素
• 对于大多数指令集，使用一种以上的格式

• 符号表示:帮助程序员和教科书的读者处理指令
• 操作码用缩写表示，称为助记符
• ADD: ADD, SUB: subtract, MUL: multiply, DIV: divide，
• LOAD:从内存加载数据，STOR:将数据存储到内存
• 操作数也用符号表示
• 用寄存器名或内存地址替换操作数

指令类型

• 数据处理:算数和逻辑指令
• 数据存储: 存储器指令
• 数据传送:I/O指令
• 控制: 测试和分支(branch)能力

操作类型

• Data transfer
• Arithmetic
• Logical
• Conversion
• I/O
• System control
• Transfer of control

操作数类型

• 地址
• 数字
• 字符
• 逻辑(布尔)量