指令系统
写作目的：为了应对考研复试中的面试，我整理了导师可能提问的地方，力求用口语化的语言描述出来。
这只是一部分，陆续还有计算机组成原理的其它章节，还会推出操作系统、数据结构、计算机网络、数据库的复试题整理
思维导图在我的processon。如果对你有帮助就打赏一下吧。
https://www.processon.com/view/link/5e6ca476e4b0f2f3bd1f89cd
简单描述什么是指令
指令是计算机执行某种操作的命令，是计算机运行的最小功能单位。一台计算机所运行的所有指令集合构成计算机的指令系统，指令系统是计算机的重要属性，属于计算机体系结构的范畴，位于硬件和软件交界面上。
指令的基本格式包括，操作码和地址码。操作码是识别指令、了解指令功能区分操作数地址内容的组成和使用方法的关键信息。地址码指出被操作信息的地址。
指令的长度是指一条指令中包含的二进制代码的位数，指令字长和机器字长没有固定的关系，但根据其和机器字长大小的倍数，可以分为单字长指令、多子长指令、半字长指令等
定长指令字结构和变长指令字结构，是根据指令系统中的指令是否长度相等确定的。
简单描述指令的几种格式
零地址指令。只有操作码，没有地址码。一种可能是不需要操作数的指令，如关机、关中断、停机。另一种可能是堆栈计算机采用的从栈顶和次栈顶取操作数
一地址指令，只有目的操作数的指令。一种情况是从这个地址读数，操作后在存回这个地址。如取反、自增、求补。另一种情况是，指令可约定另一个操作数由ACC提供，运算结果也存入ACC中。
二地址指令有两个操作数，操作后的结果还会返回目的操作数中。
三地址、四地址指令不再赘述。
数据按边界对齐和不按边界对齐的区别
设存储字长32位计算机中，可以按照字、半字、字节寻址。对于机器字长32位的计算机来说，数据以对齐方式存放，其中半字的地址一定是2的倍数，字地址一定是4的倍数。这样，无论数据的大小是字、字节、半字，都可以一次访存取出。当不满足上述要求时，通过填充空白字节让其符合要求。虽然浪费了一定的存储空间，但可以提高取数据的速度。
不按对齐的方式存储，虽然提高了存储空间的利用效率，但是字长和半字长的数据容易存储在两个存储单元上，这样取数据的时候就好两次访存，还要调整高低字节的位置。
什么是指令寻址和数据寻址
指令寻址：寻找下一条要执行的指令地址；数据寻址：寻找操作数的地址。
指令寻址又分为：顺序寻址和跳跃寻址两种。顺序寻址是PC+1自动生成的指令，而跳跃寻址是由本条指令给出下条地址的计算方式形成的，结果是修改PC的值，所以下一条指令仍然通过PC给出。
数据寻址是是指如何在指令中表示一个操作数的地址，如何用这种表示得到操作数或者怎样计算出操作数的地址。
描述相对寻址、基址寻址、变址寻址
相对寻址：相对寻址把把PC内容加上指令格式中的形式地址A而形成操作数的有效地址。形式地址可正可负，用补码表示。相对寻址的优点是操作数的地址不是固定的，它随着PC的值变化而变化，而且指令地址之间总是相差一个固定值，便于程序浮动。相对寻址广泛应用于转移指令。
基址寻址：基址寄存器BR的内容加上指令格式中的形式地址A而形成的操作数的有效地址。在程序执行过程中，基址寄存器内容不变而形式地址可变。基址寻址的优点是可以扩大寻址范围；用户不必考虑自己的程序存在于主存的那个空间区域，有利于多道程序设计。
变址寻址：形式地址A加上变址寄存器的内容就是有效地址的内容。在程序执行过程中，形式地址不变，寄存器的数值不断改变，非常适合编写循环程序。
基址寻址是面向操作的，变址寻址是面向用户的。
对一个指令系统来说，寻址方式多和少有什么影响
寻址多样化可以使用户编程更加方便，但多种寻址方式会造成CPU结构复杂化，不利于流水线的运行。寻址方式太少，虽然可以使CPU运行效率高，但是会让程序变得复杂。
描述CISC和RISC的特点并比较
复杂指令系统，指令数量庞大，超过200条，而且对访存不加以限制，各种指令执行时间相差大，频度相差也大，通用寄存器数量少；难以优化生成高校的目标代码；绝大多数以微程序的方式控制；指令流水线可以通过一定方式实现。
Load/Store指令有什么特点
这种指令的出现，是为了规整指令格式，使指令有相同的长度。只有这种指令才能访存。运算指令不能直接访问内存，只能从寄存器取数据进行计算，运算结果只能送到寄存器。这种风格的指令系统最大的特点是指令格式规整，指令长度一致，一般32位。由于只有这两种指令可以访存，因此这种风格的程序可能会更长。
