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自考《计算机系统结构》重点知识回顾:指令系统

 发布时间:2021-04-19 15:40                       关注次数:                      

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自考《计算机系统结构》重点知识回顾:指令系统

 

指令系统是计算机外部特性的重要组成部分。本章主要介绍了两种不同风格的教学系统:RISC和CISC。在学习这两种教学系统之前,让我们先了解什么是教学系统。

教学系统设计

指令系统是指机器所拥有的所有指令的集合。它反映了计算机的基本功能。它是机器语言程序员所看到的机器的主要属性之一。

通常我们说加法指令、传输数据指令等都是计算机指令,这些指令是告诉计算机进行某种特殊的计算代码,一种计算机系统确定了这些指令集,我们称之为这种机器指令系统。

那么教学系统的设计是做什么的呢?它是确定指令格式(即一条指令有多少位是长的,哪些位代表地址,哪些位代表运算等)、类型(如堆栈类型、寄存器类型等)、操作(如操作、数据传输等)和操作数的访问方式(指令是否根据它的地址或地址)内容访问也应该通过指令设计来解决。

我们知道,由多条指令组成的程序是以二进制形式放入内存中的。早期的内存非常昂贵。因此,指令设计者应该尽量增加指令的复杂度,以减少程序的长度。此外,微程序(即存储在特殊存储器中的一个小程序,当从一条指令开始时,它可以用来代替许多指令)也被用来提高代码密度。这种设计趋势形成了一种传统的指令设计风格,即计算机系统性能的提高主要依赖于增加指令的复杂度和功能。这就是所谓的复杂指令系统(CISC)的设计风格。我们现在使用的大多数pc机都使用这种设计风格的指令系统,例如MMX多媒体扩展指令,它们是附加指令和复杂指令。

后来通过测试,这种增加指令复杂度的方法并不能提高系统的性能,反而使指令系统的实现更加困难和耗时。所以在20世纪70年代中期,另一种叫做RISC的设计风格出现了。它的基本思想是简单指令可以更快地执行,指令系统只需要由高频指令组成。(插话)

在教学系统的设计中,如何高效、方便地将源代码转换为目标代码是需要特别注意的问题。这就是教学系统的设计原则。为了实现这一目标,必须注意正交性、正则性、可拓性和对称性。

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