址。
立即尋址:指令地址域中表示的是操作數本身。
變址尋址:指令地址域中表示的是變址寄存器號i和位移值D。將指定的變址寄存器內容E與位移值D相加,其和E+D為操作數地址。許多計算機具有雙變址功能,即將兩個變址寄存器內容與位移值相加,得操作數地址。變址尋址有利於數組操作和程序共用。同時,位移值長度可短於地址長度,因而指令長度可以縮短。
相對尋址:指令地址域中表示的是位移值D。程序計數器內容(即本條指令的地址)K與位移值D相加,得操作數地址K+D。當程序在主存儲器浮動時,相對尋址能保持原有程序功能。
此外,還有自增尋址、自減尋址、組合尋址等尋址方式。尋址方式可由操作碼確定,也可在地址域中設標誌,指明尋址方式。
種類
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常見指令按功能可劃分為:
指令係統
數據處理指令:包括算術運算指令、邏輯運算指令、移位指令、比較指令等。
指令係統數據傳送指令:包括寄存
器之間、寄存器與主存儲器之間的傳送指令等。
程序控製指令:包括條件轉移指令、無條件轉移指令、轉子程序指令等。
輸入-輸出指令:包括各種外圍設備的讀、寫指令等。有的計算機將輸入-輸出指令包含在數據傳送指令類中。
狀態管理指令:包括諸如實現置存儲保護、中斷處理等功能的管理指令。
隨著計算機係統結構的發展,有些計算機還不斷引入新指令。如“測並置”指令是為在多機係統和多道程序中防止重入公用子程序而設置的。指令先測試標誌位以判斷該子程序是否正在使用。如未被使用,則轉入子程序並置該標誌位,以防其他進程重入。後來又出現功能更強的信號(PV操作)指令。有的計算機還設置“執行”指令。“執行“指令執行由地址域所確定的存儲單元中的指令。其目的是避免用程序直接修改程序中的指令。這對程序的檢查和流水線等技術的應用均有好處。有的計算機采用堆棧實現程序的調用指令和返回指令。調用時將返回地址和各種狀態、參數壓入堆棧頂部,這樣就能較好地實現子程序的嵌套和遞歸調用,並可使子程序具有可重入性。另外,一些計算機使不少複雜的操作固定化,形成諸如多項式求值、隊列插項、隊列撤項和各種翻譯、編輯等指令。
向量指令和標量指令:有些大型機和巨型機設置功能齊全的向量運算指令係統。向量指令的基本操作對象是向量,即有序排列的一組數。若指令為向量操作,則由指令確定向量操作數的地址(主存儲器起始地址或向量寄存器號),並直接或隱含地指定如增量、向量長度等其他向量參數。向量指令規定處理機按同一操作處理向量中的所有分量,可有效地提高計算機的運算速度。不具備向量處理功能,隻對單個量即標量進行操作的指令稱為標量指令。
特權指令和用戶指令:在多用戶環境中,某些指令的不恰當使用會引起機器的係統性混亂。如置存儲保護、中斷處理、輸入輸出等這類指令,均稱為特權指令,不允許用戶直接使用。為此,處理機一般設置特權和用戶兩種狀態,或稱管(理)態和目(的)態。在特權狀態下,程序可使用包括特權指令在內的全部指令。在用戶狀態下,隻允許使用非特權指令,或稱用戶指令。用戶如使用特權指令則會發生違章中斷。如用戶需要申請操作係統進行某些服務,如輸入-輸出等,可使用“廣義指令”,或稱為“進監督”、“訪管”等的指令。
特點
指令係統的性能決定了計算機的基本功能,它的設計直接關係到計算機的硬件結構和用戶的需要。一個完善
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