计算机组成原理day6

机器指令

机器指令，指的的是一条机器语言的语句。全部的机器指令的集合，称之为机器的指令系统，因此机器的指令系统集中反应了机器的功能。

指令的一般格式

• 操作码：用来指明该指令的操作，如加、减、乘、除、位移等。
  操作码的长度可以说固定的，也可以是变化的。
• 固定的操作码：将操作码集中放在指令字的一个字段内，这样可以便于硬件设计、指令译码时间短。
• 不固定的操作码：其操作码分散在指令字的不同字段中。
  
• 地址码：用来指出该指令的源操作数的地址（一个或两个）、结果的地址以及下一条指令的地址。
  1、 四地址指令
  格式如下：
  
  OP为操作码，A1为第一操作数地址；A2为第二操作数地址；A3为结果地址；A4为下一条指令的地址。
  该指令完成(A1)OP(A2)->(A3)的操作。后续指令地址可以任意填写，可直接寻址的地址范围与地址字段的位数有关。如果指令长为32位、操作码占8位、4个地址字段各占6位，则指令操作数的直接寻址范围为2^6 =64。如果地址字段均指示主存的地址，则完成一条四地址指令需要访问4次存储器（取指令一次，取两个操作数两次，存放结果一次）。
  2、三地址指令
  格式如下：
  
  该指令完成(A1)OP(A2)->(A3)的操作。这看起来跟四地址有什么差别呢？在四地址的基础上，因为在PC上程序大多是按顺序执行的，而PC中存在一个PC程序计数器，既能存放当前欲执行指的地址，又有计数功能，因此它能自动形成下一条指令的地址。这样的话A4就可以省去，就形成了三地址指令。
  3、二地址指令
  格式如下：
  
  该指令完成(A1)OP(A2)->(A1)的操作，所以A1字段既代表源操作数的地址，又代表存放本次运算结果的地址。
  4、一地址指令
  
  该指令在二地址指令的基础上，让二地址指令完成(A1)OP(A2)->ACC所形成的。
  5、零地址指令
  零地址指令比较特殊，它在指令字中没有地址码，但其实经常会用到这种地址指令，如：NOP(空指令）、HLT(停机)、RET(返回)、IRET(中断返回)等等，前两者只有操作码；后两者没有地址码，其操作数的地址隐含在堆栈指针SP中。

指令字长

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。不同机器的指令字长是不相同的。