# 计算机指令系统

# 概述

指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和硬件的主要界面，从系统结构的角度看，它是系统程序员看到的计算机的主要属性。

因此指令系统表征了计算机的基本功能决定了机器所要求的能力，也决定了指令的格式和机器的结构。对不同的计算机在设计指令系统时，应对指令格式、类型及操作功能给予应有的重视。

# 指令

指令和指令系统是计算机中最基本的概念。指令是指示计算机执行某些操作的命令，一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，也称指令集。

# 指令的基本格式

• 操作码

  指明操作的性质及功能；

  一台计算机可能有几十条至几百条指令，每一条指令都有一个相应的操作码，计算机通过识别该操作码来完成不同的操作。

• 地址码

  指明操作数的地址

# 常见的指令格式

• 四地址指令

• 三地址指令

• 二地址指令

• 一地址指令

• 零地址指令

# 指令系统的性能

指令系统的性能决定了计算机的基本功能，它的设计直接关系到计算机的硬件结构和用户的需要。一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求：

• 完备性

  指用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现。完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。

• 有效性

  是指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。

• 规整性

  包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。

• 兼容性

  至少要能做到“向上兼容”，即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。

# 指令系统的寻址方式

根据指令内容确定操作数地址的过程称为寻址。完善的寻址方式可为用户组织和使用数据提供方便。

• 直接寻址

  指令地址域中表示的是操作数地址。

• 间接寻址

  指令地址域中表示的是操作数地址的地址即指令地址码对应的存储单元所给出的是地址A，操作数据存放在地址A指示的主存单元内。

• 立即寻址

  指令地址域中表示的是操作数本身。

• 变址寻址

  指令地址域中表示的是变址寄存器号i和位移值D。

• 相对寻址

  指令地址域中表示的是位移值D。