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文档简介

指令集：特征和功能什么是指令集CPU能执行的指令的集合二进制形式，通常用汇编代码表示机器指令的元素：操作码源操作数目标操作数下一条指令2操作数的位置主存或者Cache、虚存CPU寄存器I/O设备3指令周期状态图4指令表示在机器码中每条指令都有唯一的比特形式为了编程方便，操作码可以写成助记符形式如ADD，SUB，LOAD。。。操作数也可以写成这种形式A=513ADDR,A5简单的指令格式6指令类型数据处理数据存取(主存)数据移动(I/O)程序流控制7地址的数目一3地址操作数1，操作数2，结果a=b+c其实还需要下一指令地址(通常是隐式的，PC自增)并不常见相对较长的指令8地址数目二双地址其中一个地址既作为操作数也作为结果a=a+b减少了指令的长度需要额外的操作将中间结果暂存等9指令数目单地址隐含了第二个地址通常是一个寄存器(累加器)早期的计算机10地址数目零地址所有地址均隐含访问栈顶元素如：pushapushbaddpopcc=a+b11多少地址合适？更多的地址更复杂(强大)的指令更少的程序指令总数更复杂的CPU更少的地址更简单的指令更多的程序指令总数更简单的CPU，更快的取指/执行过程12指令集设计操作指令表多少指令指令的功能指令复杂性如何数据类型指令格式操作码的长度地址数13指令集设计寄存器可用的CPU寄存器总数寄存器的用途寻址方式RISC和CISC14操作数类型地址数值整数/浮点数字符ASCII逻辑数据比特或标识15操作类型数据传输算术逻辑转换I/O系统控制控制传递16数据传输指定源目标数据量操作数位置不同位置的传输使用不同的指令不同位置的传输使用同样的指令17算术运算加、减、乘、除带符号整数浮点数也许还包括Increment(操作数加1)Decrement(操作数减1)Negate(操作数取负)18逻辑运算按位运算AND,OR,XOR,NOT19移位操作20转换运算如：二进制->十进制21输入输出也许是分离的I/O指令也许是存储映射式的数据移动指令可以通过对立的控制器完成(DMA)22系统控制特权指令CPU需要在特殊的状态下RING0(80386以上的机器)内核模式保留给操作系统使用23控制传递分支如：如果结果是0，那么跳转到某个分支跳步如：增量并且若结果为0则跳步ISZR1BranchXXX过程调用包括中断过程调用24转移指令25过程嵌套26堆栈的使用27过程P调用过程Q时的堆栈28字节顺序字中的字节如何表示和存放如：对于0x12345678，两种存放方式地址184185186187值112345678值27856341229字节顺序数端大数端(大数在先)最高有效字节存放在最低的地址上小数端(小数在先)最高有效字节存放在最高的地址上30数据存储举例31另一种视图32不是标准Pentium

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