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4.1指令系统的基本格式

发表于 更新于 分类于
💡 TIP

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指令格式

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  • 一个指令可能包括包含 0个、1个、2个、3个、4个 地址码

    根据地址码的不同，可将指令分为 零地址指令、一级地址指令、二级地址指令 …

零地址指令op

零地址指令不需要指令操作数。

  1. 不需要操作数，如 空操作、停机、关中断等指令

  2. 堆栈计算机，两个操作数隐存放在栈顶和次栈顶，计算结果压回栈顶

一地址指令

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  1. 只需要单操作数，如 加1、减1、取反、求步等

    指令含义：$OP(A_1) \rightarrow A_1$

  2. 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：$(ACC)OP(A_1) \rightarrow ACC$

注：$A_1$指某个主存地址，$(A_1)$表示$A_1$所指向的地址中的内容

二地址指令

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常用于需要两个操作数的算数运算、逻辑运算相关指令

指令含义：$(A_1)OP(A_2) \rightarrow A_1$

三地址指令

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常用于需要两个操作数的算数运算、逻辑运算相关指令

指令含义：$(A_1)OP(A_2) \rightarrow A_3$

四地址指令

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指令含义：$(A_1)OP(A_2) \rightarrow A_3$，$A_4 = \text{下一条将要执行指令的地址}$

完成一条指令需要访存 4 次，取址 -> 读 A1 -> 读A2 -> 写A3

四地址指令：执行指令后，将PC的值修改位 $A_4$ 所指地址

指令分类

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按指令长度分类

  • 指令字长：一条指令的长度 可能会变

  • 机器字长：CPU进行一次整数运算所能处理的二进程的位置（通常与 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）

💡 TIP

定长指令字结构：指令系统中所有指令长度都相等

变长指令字结构：指令系统中各种指令的长度不变

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等

  • 可变长操作码：指令系统中各指令的操作码长度可变

定长指令字结构 + 可变长操作码 -> 拓展操作码指令格式

按指令类型分类

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💡 TIP

总体上，我们将指令按类型分为：

  • 数据传送类：进行主存与 CPU 之间的数据传送

  • 运算类

  • 程序控制类：改变程序执行的顺序

  • 输入输出类：进行 CPU 和 I/O 设备之间的数据传送

回顾

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(完)