第4章指令系统4.1指令的发展与性能要求4.2指令格式4.3操作数类型和操作类型4.4寻址方式(编址方式)4.5RISC和CISC技术4.6指令系统举例第4章指令系统学习要点:理解:掌握:指令及数据的寻址。指令格式、指令系统及典型指令系统。4.1指令系统的发展与性能要求•指令使计算机完成基本运算所需信号的组合,包括数据信息、地址信息和控制信息。指令是用户使用计算机和计算机本身运行的最小功能单位。•指令系统一台计算机使用和支持的全部指令构成该机的指令系统。1、20世纪50年代和60年代早期指令系统一般只有定点加减、逻辑运算、数据传送和转移等十几至几十条最基本的指令,而且寻址方式简单。一、发展2、60年代中、后期除了具有以上最基本的指令以外,还设置了乘除法运算指令、浮点运算指令、十进制运算指令、字符串处理指令等,指令数多达一、二百条,寻址方式也趋于多样化。3、60年代出现了系列(series)计算机原因:为了继承已有的软件,减少软件的开发费用。系列计算机:是指基本指令系统相同,基本体系结构相同的一系列计算机。优点:在旧机种上运行各种软件可以不加任何修改地在新机种上运行。随着VLSI技术的发展,硬件结构越来越复杂,所支持的指令系统也趋于多用途、强功能化。指令系统的改进是围绕着缩小指令与高级语言的语义差异以及有利于操作系统的优化而进行的。CISC(Complexinstructionsetcomputer复杂指令系统计算机)(1)设计周期长,正确性难以保证且不易维护等;(2)需要大量硬件支持的大多数较复杂的指令却利用率很低,造成硬件资源的极大浪费。为了解决这个问题,在70年代末人们提出了便于VLSI实现的精简指令系统计算机,简称RISC。RISC(Reducedinstructionsetcomputer精简指令系统计算机)要评价一台计算机的指令系统,通常从以下四个方面考虑:指令系统的完备性——常用指令齐全、编程方便。指令系统的高效性——程序占用的内存空间少、运行速度快。指令系统的规整性——指令和数据使用规则统一简单、易学易记。指令系统的兼容性——同一系列的低档计算机的程序能在高档计算机上直接运行。二、性能要求程序、指令、指令系统、指令格式计算机的程序是由一系列的指令组成。指令是要计算机执行某种操作的命令。指令系统是一台计算机中所有指令的集合决定计算机的基本功能,软件与硬件的界面是计算机系统设计的一个核心问题指令格式是用二进制代码表示的指令形式由操作码字段和地址码字段组成操作码...