“21天养成好习惯”第一期—12

cpu

指令系统——指令的功能和类型

1.按指令格式

PDP-11：单双操作数指令等。

2.按操作数寻址方式

IBM370

RR型（寄存器—寄存器）

RX型（寄存器—变址寄存器）

······

3.按指令功能

传送、访问、I/O、算术逻辑运算 、程序控制、处理机控制等指令。

数据传送类指令

源地址对应的存储单元—数据—>目的地址对应的存储地址

主要包括：

取数指令，存数指令、数据传送（单字、成组）、数据交换和堆栈操作等。

主要用来实现

寄存器之间、存储器单元之间以及寄存器—存储器单元的数据传送

设计传送指令时需要考虑

（1）规定传送范围 

（2）指明传送单位

（3）设置寻址方式

MIPS32中只有lw和sw这两个指令可以访问存储器

输入/输出 （I/O）指令

主机<—信息—>外部设备

设计时需要考虑

（1）I/O指令对设备的适应性

如何用通用I/O指令实现对各种具体设备的控制？

   I/O指令中留有扩展余地

   把设备抽象化、透明化处理

（2）主机对外设的寻址方式

寻找I/O接口中的寄存器（I/O端口）的方式

该类寄存器的编号，也称为I/O端口的地址

如何为I/O端口分配地址

单独编址

统一编址

（3）I/O指令的设计思路

思路1：设计专用的I/O指令（显式I/O指令）

思路2：用传送指令代替I/O指令（隐式I/O指令）

思路3：通过IOP对I/O操作控制

算术/逻辑运算指令

（1）算术运算指令

（2）逻辑运算指令 

程序控制类指令

主要作用：控制指令的执行流程

（1）转移指令

（2）转子指令与返回指令

（3）软中断指令

早期主要用于程序的调试

现在常常用于系统功能调用

 控制处理机的专用指令

如cpu状态字标志位的清除，修改，空操作指令NOP、暂停HLT、等待WAIT、总线锁定LOCK等。

 面向操作系统的指令

提供给操作系统专用，如访问系统寄存器、检查保护属性、存储管理等。