加拿大多伦多大学CS留学生需知——计算机指令

计算机指令是计算机程序向计算机处理器发出的指令。在最底层，每条指令都是一个 0 和 1 的序列，描述了计算机要执行的物理功能。

计算机指令通常有三个字段。它们包含一个操作码字段，指定要执行的操作，例如将数据 "添加 "到特定寄存器的内存中。指令还包含一个地址字段，指明寄存器和内存的位置，以及一个操作字段，指明如何操作寄存器和内存。

指令的长度各不相同。它们可以是几个比特，也可以是多个字节。超长指令字(VLIW)是一种并行处理指令的处理架构。VLIW 主要用于高性能嵌入式应用。精简指令集微处理器或 RISC 设计用于执行少量类型的计算机指令，通常具有固定长度。

1.计算机指令如何工作?

计算机程序员通过键盘或其他输入设备发出计算机系统所需的指令。计算机的操作系统(OS)或其他应用软件通过编程来解释和执行这些指令。

根据指令的具体类型，指令指定了特殊的存储区域，称为寄存器，其中可能包含指令执行过程中使用的数据。指令还指定了数据在计算机内存中的位置以及要使用的输入/输出(I/O)格式。

在计算机汇编语言中，每条语言语句通常对应一条处理器指令。在高级语言(如 C++)中，一个语言语句通常在程序编译成若干处理器指令后产生一个结果。

在汇编语言中，宏是一条指令，在汇编程序被处理时会扩展为多条指令。具体如何扩展，则取决于预先定义的宏定义。

2.命令集的工作原理

计算机命令集是一组命令。它使计算机系统的中央处理器(CPU)更容易执行各种任务。主机是一种计算机结构，旨在将所有组件整合到一个系统中。计算机的组织结构通常由处理器、内存、输入和输出组件、包含操作系统的软件以及控制计算机运行的特殊指令组成。

以下是计算机处理信息时必须具备的主要指令类别：

算术功能，包括算术、运动和逻辑指令;

与中央处理单元和内存相关的寄存器之间的信息传输指令;

同时控制程序运行状态的程序控制指令;以及

输入和输出操作指令。

大部分信息存储在内存寄存器中，但所有计算和一般处理操作都在处理器寄存器中执行。分支指令处理程序执行过程中的变化。输入/输出指令将数据传递到内存作进一步处理，然后将结果传递给用户。

3.计算机指令的组成部分

程序员提供的计算机指令包括三个方面。这些区域是：

a.操作码字段。该字段描述要执行的操作。

b.地址字段。该字段指定寄存器或内存地址的位置。这些地址就是要处理或操作的所谓操作数或数据。

c.模式字段：该字段指定操作数的执行方式。

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