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2.5.1 指令与指令系统
指令是能够被计算机硬件识别并执行的命令,一条指令就是计算机机器语言的一个语句,是程序设计的最小单位。一种计算机所能识别的指令的集合,称为该种计算机的指令系统。不同的CPU、不同的指令集构成了不同的指令系统。指令系统是计算机硬件和软件之间的桥梁,是计算机工作的基础。
在微型计算机的指令系统中,一般一条指令包含两个部分:操作码和操作数。其中,操作码规定了计算机要执行的基本操作,即规定了指令的基本操作特性和功能。操作码主要表示两部分内容:一是操作种类,如加、减、乘、除、数据传送、移位等;二是对操作数的描述,如数据的类型(定点数、浮点数、复数、字符、字符串等)、进位制(二进制、十进制、十六进制)和数据字长(字节、字、双字)。操作数指示了操作数据的存储位置,即地址。操作数通常包含3部分内容:①地址,如内存地址、立即数、寄存器等;②地址的附加信息,如偏移量、数据长度等;③寻址方式,如立即数寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址等。一般情况下,参与操作的源操作数或操作后的结果数据都保存在内存中,通过地址可访问该地址中的内容,即得到操作数。
通常,一条指令的执行分为取指令、译码指令和执行指令3个阶段。取指令阶段将当前指令从内存中取出来,并为取下一条指令做好准备;取出指令后,机器立即进入译码指令阶段,译码由指令译码器完成,主要任务是识别和区分不同的指令类型及各种获取操作数的方法;执行阶段完成指令规定的各种操作,产生运算结果,并将结果存储起来。