《CPU指令系统》课件.pptx
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1、CPU指令系指令系统统PPT课课件件CPU指令系统概述指令系统的组成指令系统的实现CPU指令系统的优化CPU指令系统的发展趋势contents目录CPU指令系指令系统统概述概述01指令系统的定义指令系统的设计目标是提供一组功能强大、灵活易用、性能高效、安全可靠的指令,以满足各种应用的需求。指令系统的设计目标指令系统是计算机中全部指令的集合,是计算机体系结构的软件部分,也是程序员可见的部分。指令系统的定义指令系统包括指令集架构(ISA)和微架构(Microarchitecture)。指令集架构定义了计算机指令的集合,而微架构则定义了计算机如何实现这些指令。指令系统的基本构成指令系统提供了一组操作
2、码01操作码是用来表示指令操作的,如加法、减法、乘法、除法等。指令系统定义了操作数的类型和格式02操作数可以是数据或地址。指令系统定义了操作数的类型(如整数、浮点数、向量等)和格式(如二进制、十进制、十六进制等)。指令系统提供了控制流指令03控制流指令用于控制程序的执行流程,如跳转、条件分支、循环等。指令系统的功能复杂指令系统(Complex Instruction CISC指令系统包含大量复杂的指令,每条指令可以执行多个操作。这种指令系统可以大大提高计算机的处理能力,但同时也会增加计算机的成本和功耗。要点一要点二精简指令系统(Reduced Instruction RISC指令系统只包含少量
3、简单的指令,每条指令只执行一个操作。这种指令系统可以简化计算机的设计,降低成本和功耗,但同时也会降低计算机的处理能力。指令系统的分类指令系指令系统统的的组组成成02指令的基本格式指令的基本格式通常由操作码和地址码组成。操作码指明指令的操作类型,例如加法、减法、乘法等。操作码的长度操作码的长度会影响指令系统的规模和寻址方式。在某些指令系统中,操作码可能只有一位,而其他系统可能有更长的操作码。操作码的编码方式操作码的编码方式主要有固定长度的编码和可变长度的编码。固定长度的编码方式简单,但可能会浪费一些空间;可变长度的编码方式可以更有效地利用空间,但会增加解码的复杂性。操作码的组成地址码的长度决定了
4、可以访问的内存单元的数量。例如,如果地址码长度为16位,则可以访问64KB的内存空间。地址码的长度地址码的类型包括直接地址、间接地址、基址加变址、相对地址等。不同的地址码类型适用于不同的指令类型和寻址方式。地址码的类型地址码的寻址方式主要有隐含寻址、立即寻址、间接寻址、寄存器寻址等。不同的寻址方式适用于不同的指令类型和操作数。地址码的寻址方式地址码的组成指令的操作数操作数的数量指令的操作数数量会影响指令系统的规模和复杂性。一些指令可能只有一个操作数,而其他指令可能有多个操作数。操作数的类型操作数的类型包括寄存器操作数、内存操作数和立即操作数等。寄存器操作数通常用于在CPU内部进行运算,内存操作
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