指令： 计算机执行某种操作的命令 指令系统： 一台计算机中所有机器指令的集合 用指令系统的好处：用户不用直接和二进制代码接触，方便编程 此外：指令系统也是一台计算机的性能因素

指令（机器指令），指计算机执行操作的最小单位，有0和1组成，是机器语言中的一条语句。

指令集：一台计算机的所有指令的集合，位于软件个硬件的交互界面上。不同计算机的指令集不一定兼容。

一条指令由操作码字段OP和地址码字段A组成：

定长指令字结构： 所有指令长度相等，优点：控制简单、执行速度快

边长指令字结构： 长度随功能变化

四地址指令：访存4次

A1操作A2，存到A3。A4为下一条指令的地址。 如果指令长度32位，操作码OP占8位，地址各占6位，则寻址范围为26 =64 假设数据都在主存中，需要取1个操作数、2个地址、存放结果。因此需要访存4次， A4和本次无关

三地址指令：访存4次 去掉了A4

二地址指令：访存4次 去掉了A3，结果存到A1（目的操作数）中，A2为源操作数

一地址指令：访存3次

n位操作码可表示2n条指令

2022考研计算机组成原理 P155页

假设指令长32位，一开始可以用1个操作码，3个地址码来实现三地址指令。 此时地址码范围有24=16种 但将1111作为扩展，三地址指令变为15种，也就是说如果系统读到1111 就知道接下来4位并非地址码，变为二地址指令。 以此类推，实现了扩展。

但也并非只能留出一位扩展，可以根据词频来分配。此处用到了哈夫曼编码的知识

在CPU执行指令过程中，程序计数器PC存放当前欲执行指令的地址，指令的地址码字段给出操作数的地址

不属于程序控制指令的是：中断隐指令(由硬件实现，不存在于指令系统)

应用程序不允许使用的指令是：特权指令(仅操作系统用)

设机器字长32位，一个容量为16MB的存储器，CPU按半字寻址，其寻址单元数是：223 解释：16MB = 224*23 = 227位，半字为16位=24，除一下

数据的存放：

边界对齐的概念：

偏移寻址：

取操作数的速度： 立即寻址最快，直接在指令中给出操作数 寄存器寻址次之，访问一次寄存器 直接寻址再次之，访问一次内存 间接寻址最慢，访问内存两次以上 寄存器间接寻址接近直接寻址

指令系统中采用不同寻址方式的目的是： 可缩短指令字长、扩大寻址空间、提高编程的灵活性。 补充：这增加了译码的难度。程序控制是靠转移指令而非寻址方式实现的。

基址寻址和变址寻址的区别： 两种方式有效地址的形成都是寄存器内容 + 偏移地址。 基址：程序员操作的是偏移地址，基址寄存器中的内容由操作系统控制 变址：程序员操作的是变址寄存器，偏移地址固定不变

按字寻址的机器： 程序计数器PC存下一条指令字的访存地址，位数取决于存储器的字数 指令寄存器IR用于接收取得的指令，位数取决于指令字长

直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址送入程序计数器PC

寄存器寻址可以缩短指令中某个地址段的位数 解释：寄存器寻址中只需要指定寄存器编号

简化地址结构基本方法：基本采用隐地址

设指令地址码为A，变址寄存器为X，程序计数器PC，则变址间址寻址的操作数的有效地址EA为：((X) + A) 解释：变址寻址：EA = (X) + A，再进行一次间址，EA = ((X) + A)

CISC：复杂(complex)指令系统计算机 （X86 笔记本、台式机

RISC：精简(reduced)指令系统计算机 （ARM、MIPS 手机、平板

以打印单词为例：CISC会设计打印每个单词的指令，RISC会设置打印字母的指令

补充：