计算机系统结构 计算机指令集结构

一、寻址方式

二、指令集结构的功能设计

对于指令集的基本要求是：完整性、规整性、高效性和兼容性。

2.1 CISC指令集结构的功能设计

1.面向目标程序增强指令功能

1）增强运算型指令的功能
2）增强数据传送指令的功能
3）增强程序控制指令的功能

2.面向高级语言的优化实现来改进指令集

1）增强对高级语言和编译器的支持
2）高级语言机器

3.面向操作系统的优化实现改进指令集

1）处理机工作状态和访问方式的切换
2）进程的管理和切换
3）存储管理和信息保护
4）进程的同步与互斥，信号灯的管理

2.2 RISC指令集结构的功能设计

设计RISC机器一般应当遵守以下规则

1）指令条数少而简单。确定指令集时，只选取使用频率很高的指令，在此基础上补充一些最有用的指令。
2）采用简单而又统一的指令格式，并减少寻址方式。指令字长都为32位或64位。
3）指令的执行在单个机器周期内完成。
4）只有load和store指令才能访问存储器，其他指令的操作都是在寄存器之间进行。即采用load-store结构。
5）大多数指令都采用硬逻辑来实现。
6）强化优化编译器的作用，为高级语言程序生成优化的代码。
7）充分利用流水技术来提高性能。

三、MIPS指令集结构

3.1 MIPS的寄存器

MIPS64有32个64位通用寄存器（GPR）：R0,R1,...,R31，它们有时被称为整数寄存器，R0的值永远是0.
32个64位浮点数寄存器（FPR）：F1,F2,...,F31.

3.2 MIPS的数据表示</