机器指令
一般格式如下：
操作码
- 长度固定：用于指令字长较长的情况 ，RISC（精简指令集）
- 长度可变：操作码分散在指令字的不同字段中
- 扩展操作码技术： 三地址指令操作码每减少一种
地址码
四地址
三地址
二地址
一地址
零地址
无地址码
指令字长
- 指令字长固定：有指令字长 = 存储字长（可以理解为一个内存单元长度）
- 指令字长可变：注意，变化的倍数也是字节的倍数。
我们还可以用一些硬件资源（主要是寄存器）代替指令字中的地址码字段，这样做可以：
- 可扩大指令的寻址范围
- 可缩短指令字长
- 可减少访存次数
操作和操作数
存放方式
对于一次能处理多个字节的CPU，必然存在着如何安排多个字节的问题，也就是大端和小端模式。以 int 类型的 0x12345678 为例，它占用 4 个字节，如果是小端模式（Little-endian），那么在内存中的分布情况为（假设从地址 0x 4000 开始存放）：
| 内存地址 | 0x4000 | 0x4001 | 0x4002 | 0x4003 |
|---|---|---|---|---|
| 存放内容 | 0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12 |
如果是大端模式（Big-endian），那么分布情况正好相反：
| 内存地址 | 0x4000 | 0x4001 | 0x4002 | 0x4003 |
|---|---|---|---|---|
| 存放内容 | 0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78 |
我们的 PC 机上使用的是 X86 结构的 CPU，它是小端模式；51 单片机是大端模式；很多 ARM、DSP 也是小端模式。
边界对准
边界未对准
寻址方式
指令寻址
- 顺序：PC + 1
- 跳跃：由转移指令指出
数据寻址
立即寻址：指令执行阶段不访存
直接寻址：内存中地址由 A 给出，执行阶段访问一次存储器，因为 A 写死了，操作数的地址不易修改
隐含寻址：操作数地址隐含在操作码或某个寄存器中（如8086中，乘法 MUL 隐含 DX 和 AX）
间接寻址：执行指令阶段 2 次访存，可扩大寻址范围，然后我们可以通过修改内存，然后修改操作数，便于编写程序。
寄存器寻址：第一，执行阶段不访存，只访问寄存器，执行速度快。其次，寄存器个数有限，可缩短指令字长。
寄存器间接寻址：便于编制循环程序
基址寻址，变址寻址：其实都差不多，只不过一个是基址寄存器，一个是变址寄存器。
相对寻址：
堆栈寻址：进桟 (SP)-1→SP ，出栈 (SP)+1→SP
指令格式
考虑因素
- 指令条统的兼容性（与以前的指令兼容）
- 操作类型，数据类型，指令格式，寻址方式，寄存器个数
举例
略
RISC 精简指令集计算机
- RISC（Reduced Instruction Set Computer）
- CISC（Complex Instruction Set Computer）
特征
- 选用使用频度较高的一些简单指令， 复杂指令的功能由简单指令来组合
- 长度固定、指令格式种类少、寻址方式少
- 只有 LOAD / STORE 指令访存
- 采用流水技术一个时钟周期内完成一条指令
- 采用组合逻辑实现控制器（即使用硬件，而非微程序存储）
比较
- RISC更能充分利用 VLSI 芯片（超大规模集成电路）的面积
- RISC 更能提高计算机运算速度指令数、指令格式、寻址方式少， 通用寄存器多，采用组合逻辑，便于实现指令流水
- RISC 便于设计，可降低成本，提高可靠性
- RISC 有利于编译程序代码优化
- RISC 不易实现指令系统兼容（比较难增加指令）
