什么是指令和指令系统？

什么是指令和指令系统~

指令是指计算机执行某种操作的命令。一条指令，通常包括两方面内容：操作码和地址码。其中，操作码用来表征一条指令的操作特性和功能；地址码给出参与操作的数据在存储器中的地址。指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集。指令系统决定了一台计算机硬件主要性能和基本功能。指令系统一般都包括以下几大类指令。（1）数据传送类指令。（2）运算类指令 包括算术运算指令和逻辑运算指令。（3）程序控制类指令 主要用于控制程序的流向。（4）输入/输出类指令 简称I/O指令，这类指令用于主 机与外设之间交换信息。2.指令周期计算机执行一条指令所用的时间。3.CPU的性能集成电路技术的发展--硅晶体管的大规模集成技术摩尔定律：芯片上的晶体管数量每隔18个—24个月就会翻一番。4. 时钟频率系统时钟决定数据传输和指令执行的速度或频率5.字长字长决定与CPU的寄存器和总线的数据宽度6.高速缓存器（Cache)高速缓存器越大，处理速度就越快。

指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，指机器所具有的全部指令的集合，它是软件和硬件的主要界面，反映了计算机所拥有的基本功能。
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。
设计指令系统就是要选择计算机系统中的一些基本操作（包括操作系统和高级语言中的）应由硬件实现还是由软件实现，选择某些复杂操作是由一条专用的指令实现, 还是由一串基本指令实现, 然后具体确定指令系统的指令格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。



指令系统的寻址方式：
①直接寻址：指令地址域中表示的是操作数地址。
②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。有的计算机的指令可以多次间接寻址,如A指示的主存单元内存放的是另一地址B，而操作数据存放在B指示的主存单元内，称为多重间接寻址。
③立即寻址：指令地址域中表示的是操作数本身。
④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。将指定的变址寄存器内容E与位移值D相加，其和E+D为操作数地址。

指令就是计算机程序发给计算机处理器的命令，英文名称是instruction。

最低级的指令是一串0和1，它表示一项实体作业操作要运行。系统根据指令类型，具体的存储领域被称作“寄存器（register）”，它里面包含了可用于调出指令的数据或数据存储位置。

指令系统是计算机硬件的语言系统，一般也叫机器语言，指的是机器所具有的全部指令的集合，它是软件和硬件的最主要界面，同时反映了计算机所拥有的基本功能。

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。

扩展资料：

指令格式

计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系。从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看，指令中应包含多种信息。

但在有些指令中，由于部分信息可能无用，这将浪费指令所占的存储空间，并增加了访存次数，也许反而会影响速度。

因此，如何合理、科学地设计指令格式，使指令既能给出足够的信息，又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配，以节省存储空间，缩短取指时间，提高机器的性能，这是指令格式设计中的一个重要问题。

性能要求

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：

1、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。

2、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。

3、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。

对称性是指：在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待，所有的指令都可使用各种寻址方式。

匀齐性是指：一种操作性质的指令可以支持各种数据类型；

指令格式和数据格式的一致性是指：指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取。

4、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。

伪指令

伪指令(伪操作)不像机器指令那样是在程序运行期间由计算机来执行的,它是在汇编程序对源程序汇编期间由汇编程序处理的操作.它可以完成如处理器选择,定义程序模式,定义数据,分配存储区,指示程序结束等功能.伪指令在编译的时候并不生成代码．伪指令在编译之后就不存在了。

参考资料来源：百度百科-指令

参考资料来源：百度百科-指令系统

指令是指计算机执行某种操作的命令。
一条指令，通常包括两方面内容：操作码和地址码。其中，操作码用来表征一条指令的操作特性和功能；地址码给出参与操作的数据在存储器中的地址。
指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集。
指令系统决定了一台计算机硬件主要性能和基本功能。
指令系统一般都包括以下几大类指令。
（1）数据传送类指令。
（2）运算类指令 包括算术运算指令和逻辑运算指令。
（3）程序控制类指令 主要用于控制程序的流向。
（4）输入/输出类指令 简称I/O指令，这类指令用于主 机与外设之间交换信息。
2.指令周期计算机执行一条指令所用的时间。
3.CPU的性能
集成电路技术的发展--硅晶体管的大规模集成技术
摩尔定律：芯片上的晶体管数量每隔18个—24个月就会翻一番。
4. 时钟频率
系统时钟决定数据传输和指令执行的速度或频率
5.字长字长决定与CPU的寄存器和总线的数据宽度
6.高速缓存器（Cache)
高速缓存器越大，处理速度就越快。

指令是指示计算机执行某种操作的命令，它是由一串二进制数码组成，通常由操作码和地址码组成；
指令系统是指一台计算机所能识别和执行的全部指令的集合；
参考资料：《大学计算机-计算思维导论》，清华大学出版社2019

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史帝佳名： “一台计算机所能执行的各种不同类型指令的总和.”即一台计算机所能执行的全部操作.不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同.一般都包含算术运算型、逻辑运算型、数据传送型、判定和控制型、输入和输出型等指令.指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也直接影响到系统软件,影响到机器的适用范围.

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史帝佳名： 指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集. 指令系统决定了一台计算机硬件主要性能和基本功能. 指令系统一般都包括以下几大类指令. (1)数据传送类指令. (2)运算类指令 包括算术运算指令和逻辑运算指令. (3)程序控制类指令 主要用于控制程序的流向. (4)输入/输出类指令 简称I/O指令,这类指令用于主 机与外设之间交换信息.

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史帝佳名： 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.

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