【计算机组成原理】指令系统&考研真题详解之拓展操作码！

                                                                            苏泽 

“弃工从研”的路上很孤独，于是我记下了些许笔记相伴，希望能够帮助到大家

另外，利用了工作之余的一点点时间，整理了一套考研408的知识图谱，

我根据这一套知识图谱打造了这样一个408知识图谱问答系统

里面的每一个回答都是根据考研408的考点回复的

 

目前暂时只接入了微信，如果大家对这个问答系统感兴趣的话可以在我的主页里找到我的微信号

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目录

 

计算机组成原理：指令系统概述与深入解析

1. 指令系统概述

计算机软硬件界面的概念

指令在计算机中的作用

2. 记忆内容

指令系统的定义和重要性

概念

指令的格式（分类）

按指令长度分类

按操作码长度分类

按操作类型分类

1.数据传送

2. 算术逻辑操作

3. 移位操作

4. 转移操作

5. 输入输出操作

按照地址数量分类

然而不同格式的指令  他们的指令字长却相等 这就造就了一个类型的题：拓展操作码题目！

拓展操作码

做这道题我们要知道一件事情：  指令的本质是什么？

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计算机组成原理：指令系统概述与深入解析

1. 指令系统概述

计算机软硬件界面的概念

在计算机组成原理中，指令系统扮演着至关重要的角色，它是计算机软硬件界面的核心。软件通过指令与硬件进行通信，硬件根据指令执行相应的操作。指令是软件的最底层，是计算机执行任务的基本单位，它们直接驱动硬件进行工作。

指令在计算机中的作用

指令是计算机执行任务的基本单元。每一个指令都包含了执行特定操作所需的全部信息，包括操作码（Opcode）和操作数（Operands）。指令的作用是告诉计算机的硬件需要执行哪些操作，以及如何执行这些操作。

2. 记忆内容

指令系统的定义和重要性

指令系统定义了计算机硬件能执行的所有指令的集合。它的重要性在于，指令系统的设计直接影响到计算机的性能、效率以及编程的便利性。一个优秀的指令系统可以提高程序的执行效率，简化编程过程，并且增强计算机处理复杂任务的能力。

概念

指令(又称机器指令):
是指示计算机执行某种操作的命令，是计算机运行的最小功能单位。
一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，也称为指令集。
注:一台计算机只能执行自己指令系统中的指令，不能执行其他系统的指今:
X86架构、ARM架构

指令的格式（分类）

按指令长度分类

按操作码长度分类

按操作类型分类

按照地址数量分类

然而不同格式的指令  他们的指令字长却相等 这就造就了一个类型的题：拓展操作码题目！

拓展操作码

我们都知道根据地址码数量分类有以上几种指令  

但是一般的指令都是定长，所以哪怕在同一套系统中  同时用到了多种的指令  也会采用同样的字长来进行存储 

所以这个时候就会有很经典的问题：

做这道题我们要知道一件事情：  指令的本质是什么？

很简单 那就是排列组合！

也就是说 “其中三地址指令29”条这句话，完全可以翻译成“三地址这种类型的指令一共能有29种不同的可能性”  这样说就清晰多  因为这就意味着 我们需要用若干个字节 来表示这29种不同的可能性

然后又已知每一个字节位能表示的可能性是2种（0/1），那么我们想有多少个字节可以表示29种不同的可能呢？最少5种 （因为2的4次方=16<29），2^5=32＞29，也就是说有32-29=3种可能性是不在三地址指令这种类型的指令集里面的，所以这3 种余出来的可能性要被利用

就在下一种 “二地址指令集”中利用到  

所以就会有3*2^6=192种可能性，192>107所以完全足够表示这些可能性，，

所以指令字长应该是5位操作码+6*3位地址码=23位

因为是字节编制，是8的整数 所以是24