指令系统（一）
一、指令系统的概念
◆ 指令: 指示计算机执行某些操作的命令。
◆ 指令系统(指令集): 一台计算机的所有指令的集合构成指令系统。是机器硬件设计的依据，软件设计的基础。
◆ 指令系统是计算机的主要属性，位于硬件和软件的交界面上。
二、指令系统的发展
三、指令格式
指令格式与
机器的字长、存储器的容量以及指令的功能
都有很大的关系。
1.指令的构成
➢ 操作码：指明要完成的操作，位数取决于指令系统中指令的条数。
• 长度固定，便于硬件设计、译码时间短。
• 长度变化，可以有效压缩操作码平均长度，在字长较端的微型计算机中常见。
➢ 地址码（这里的地址可以是主存地址，也可以是寄存器地址）
• 操作数的地址
• 操作结果的存储地址
• 下一条指令的地址
2.操作码
3.扩展操作码技术
使用频度高的指令应分配短的操作码；使用频度低的指令应分配较长的操作码。
注意：位数少的操作码不能是位数多的操作码的前缀，例如下图，4位操作码时最多到1110,而紧接着的8位操作码的前4位要从1111开始算。否则容易导致指令混乱。
4.地址码
当指令字长固定且操作码固定时，讨论不同操作数地址个数情况下的访存次数、寻址范围以及相关的改进。
5.CPU如何区分指令和数据？
➢ 指令的地址是由程序计数器(PC)规定的，数据的地址是由指令规定的。
当取出指令时，程序计数器（PC）也会相应的变化。
6.指令长度与字长关系
7.小试牛刀
解析：由一个计算机系统采用32位单字长指令，地址码为12位可知，系统指令只可能有三种情况，第一种，操作码（8位）+2×地址码（12位）；第二种，操作码（8+12位）+地址码（12位）；第三种，操作码（32位）。题目说定义了250条二地址指令，则意味着是第一种情况，一地址指令是第二种情况，则
2
8
2^{8}
2
8
-250=6种，6×
2
12
2^{12}
2
12
=24×
2
10
2^{10}
2
10
即有24K条单地址指令。
总结
