計算機組成原理(6)指令系統-有解無憂

回顧：

一個存盤器由存盤體和MAR+MDR構成，存盤體又由多個存盤元構成的存盤矩陣構成，

作業原理：把存盤矩陣還有譯碼器和控制電路組裝在一起就是一個存盤芯片，其中有片選線、地址線和資料線，從而理解如何尋址，

具體分類：上一章說到存盤器的分類以及組成，可以按照材料進行分類，也可以按照功能進行分類：分為Cache、記憶體、外存，

其中存盤器還分為RAM和ROM，RAM就是隨機存盤暫存器，其讀取需要的時間與存盤的位置無關，又分為SRAM和DRAM,這兩個一個是靠觸發器，一個是靠電容，

DRAM由于其為破壞性讀數，需要重繪，所以做主存更多，ＳＲAM做快取更多，來解決CPU和存盤器速度不一致的問題，這兩個都是一斷電資料就丟失，

所以產生了ROM，

指令格式

指令尋址方式

兩種設計方式：CISC和RISC

一條指令就是機器語言的一條，軟體能作業也是因為其首先翻譯成指令，硬體在指令的指揮下進行作業，

一條指令分為操作碼+地址碼

設主存里不僅存盤指令還存盤資料，那么一條指令的執行程序是這樣的

假設執行的是

把( $A_^{1}$ )+( $A_{}^{2}$ )的內容放到 $A_{}^{3}$ 里面,下一條指令是A4

其中地址為6位，地址中放的內容是32位，放的內容可能是資料也可能是指令，如果放的是指令那么操作碼占8位，4個地址碼占6位，

因為地址碼占6位，那么一共有64個不同的位置，如上圖敘述，該程序要訪問主存4次，

如果把存放資料和指令放在兩個不同的地方，那么執行完一條指令，直接讀下一條指令就可以，即地址+1，所以增加了一個PC，計數器,會自加，這樣就不需要 $A_{}^{4}$ 了，指令結構可以優化為三地址指令，又接著優化為2地址指令和一地址指令，如圖：

無論怎么改變都沒有改變指令字長，這樣的叫定長指令字結構：指令長度固定

還有變長指令字結構：隨著地址碼的減小指令變短，如：從一地址變為零地址

定長操作碼和擴展操作碼

擴展操作碼是把其中一個狀態表示為擴展狀態，然后后面的地址碼就表示操作碼，對操作碼進行擴展，地址減少，會變為n-1地址指令

就是哈夫曼編碼

如何設計可擴展指令呢？假設指令字長固定為16

其實這部分之前也講過，大端模式：高位先放，小端模式：低位先放，

按字存盤，按位元組存盤，

還有分為對齊和不對齊

不對齊效率低，

基于PC的順序尋址和跳躍尋址

資料尋址有不同的尋址方式

形式地址不是真的對應存盤器中的地址，而是根據存盤特征，把他轉化為存盤器中的真實地址

這就是一地址指令，當然還有二地址指令

怎么判斷尋址結束呢？
增加一個位，如果為1，則表示存盤是形式地址，0的話表示存盤的是實際地址

暫存器尋址

默認把一個運算元放到硬體里

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