计算机基础——指令与程序

Posted 2020-10-14 GGBeng

一、指令是什么

我们通过学习《计算机是怎么工作的》，知道计算机的工作核心是——取指执行，所以指令的重要性不言而喻。

指令：通知CPU执行某种操作的“命令”，如AX+BX→AX指令就是让CPU将AX寄存器和BX寄存器中的数相加，并将结果放入AX寄存器中。

所以，指令是CPU操作的基本单位，而计算机程序由指令构成。

 

二、指令集

指令集：所有指令构成的集合

 

三、机器指令

机器指令：将指令编码成为二进制格式的序列，如指令AX+BX→AX对应的机器指令为0000001111000011

早期计算机的程序设计大多直接使用机器指令，程序员设计好程序后，将构成程序的机器指令对应的二进制序列通过打孔纸带的方式输入计算机中，程序在计算机中运行完毕后得到处理结果。

 

四、符号指令

用机器指令进行程序设计及其输入过程不仅很烦琐，还容易出错。直到符号指令的诞生才解决了机器指令带来的问题。

符号指令：将指令表示成字符串形式的序列，如指令AX+BX→AX对应的符号指令为ADD AX, BX

显然，符号指令更容易编写和输入，所以目前在编写汇编语言程序时一般都采用符号指令。在源代码程序编译为机器代码程序的过程中，通过汇编工具程序将符号指令转换为对应的机器指令。

一条符号指令对应的机器指令一般由若干字节构成，在存储器中连续存放。指令在存储器中占用的字节数称为指令长度，其中第一个字节所在的存储器单元的地址称为指令地址。如符号指令“ADD AX, BX”对应的机器指令为0000001111000011，在存储器中占用2B，其指令长度为2B，假设首字节单元在存储器中的物理地址为12345H，则该条指令的物理地址为12345H。

 

五、指令集体系结构（Instruction Set Architecture, ISA）

指令集编码：指令集对应的机器指令集

ISA：指令集和指令集编码

 

六、指令系统

指令系统：决定了计算机能做什么，不能做什么

任何一台计算机都由设计者事先设计了一套指令系统

更多指令系统的知识---《计算机组成原理》

 

附录：

《计算机是怎么工作的》：计算机的工作过程就是执行程序的过程，而执行程序又归结为逐条执行指令。具体来说，就是把执行一项信息处理任务的程序代码，以字节为单位，按顺序存放在存储器的一段连续的存储区域内；从存储器某个地址单元中取出要执行的指令代码送到CPU内部的指令寄存器暂存；把保存在指令寄存器中的指令代码送到指令译码器，译出该指令对应的微操作信号，控制各个部件的操作；如果需要，发出取数据命令，到存储器取出所需的操作数；根据指令译码，向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的各种操作。

计算机程序由指令构成：程序是指令的有序集合，而指令是以二进制代码的形式出现的