本文主要是介绍第一章 计算机硬件基础（指令格式），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
指令
1、定义
指令（又称机器指令）：是指示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。一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，也称为指令集。
2、指令格式
指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码。通常包括操作码字段和地址码字段。
操作码：用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除等）。其长度取决于指令系统中的指令条数。
地址码：用来描述该指令的操作对象，或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名）。
| OP | A1 | A2（结果） | A3（下址） |
指令含义：A1(OP)A2—>A3 A4=下一条指令将要执行的地址
3、指令--操作码
操作码指出指令中该指令应该执行什么性质的操作和具有何种功能。
操作码分类：
（1）定长操作码：在指令字的最高位部分分配固定的若干位（定长）表示操作码。
- 优：定长操作码对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度很有利；
- 缺：指令数量增加时会占用更多固定位，留给表示操作数地址的位数受限。
（2）扩展操作码（不定长操作码）：部指令的操作码字段的位数不固定，且分散地放在指令字的不同位置上。
- 优：在指令字长有限的前提下仍保持比较丰富的指令种类；
- 缺：增加了指令译码和分析的难度，使控制器的设计复杂化。
设计扩展操作码的注意事项：
- 不允许短码是长码的前缀，即短操作码不能与长操作码的前面部分的代码相同。
- 各指令的操作码一定不能重复。
操作分类
（1）数据传送（进行主存与CPU之间的数据传送）
LOAD 作用：把存储器（源）中的数据放到寄存器（目的）中
STORE 作用：把寄存器（源）中的数据放到存储器（目的）中
（2）算术逻辑操作
算数：加、减、乘、除、增1、减1、求补、浮点运算、十进制运算
逻辑：与、或、非、异或、位操作、未测试、位清除、位求反
（3）移位操作
算术移位、逻辑移位、循环移位（带进位和不带进位）
（4）转移操作
无条件转移 JMP
条件转移 JZ：结果为0 JO：结果溢出 JC：结果有进位
调用和返回 CALL和RETURE
陷阱（Trap）与陷阱指令
（5）输入输出操作（进行CPU和I/O设备之间的数据传送）
CPU寄存器与IO端口之间的数据传送（端口即IO接口中的寄存器）
指令--地址码
地址码的作用：
指出操作码的地址、给出结果存放的地址、下一条指令的地址。（以上地址可以是主存地址、寄存器地址、I/O地址）
地址码可以是操作数本身、操作数地址或者操作数地址的计算方法。
地址码的分类：
（1）四地址指令
| OP | A1 | A2 | A3（结果） | A4（下址） |
OP：操作码；
A1，A2：第一操作数和第二操作数；
A3：存放运算结果的地址；
A4：下一条指令的地址
执行四地址指令需要访问4次存储器（取指令一次，取操作数两次，存放结果一次）
缺点：占用存储空间
设指令字长为32位，操作码占8位，4个地址字段各占6位，则指令操作数的直接寻址范围为2^6=64
（2）三地址指令
| OP | A1 | A2 | A3(结果) |
OP：操作码；
A1，A2：第一操作数和第二操作数；
A3：存放运算结果的地址；
因为有了“程序计数器”，可以省略下一个指令地址存放空间。3个地址各占8位（32-8 = 24,24/3 =8），指令操作数直接寻址范围为2^8=256，完成一条指令需要访存次数还是4次（取指令，取A1，取A2，结果存回A3）
（3）二地址指令
| OP | A1 | A2 |
OP：操作码；
A1、A2：其中一个作为操作数的地址，另一个既作为操作数的地址，又用于存放本次运算结果的地址。
下一条指令的地址存放在程序计数器中。
设指令字长为32位，操作码占8位，2个地址字段各占12位，则指令操作数的直接寻址范围为2^12=4K，完成一条指令需要访存次数4次（取指令，取A1，取A2，结果存放到A1或者A2）
注意：如果将结果存放到寄存器中，则需要访存次数3次。
（4）一地址指令
| OP | A1 |
OP：操作数
一地址指令有2种情况，
第一种：OP（A1）—>A1，比如加1、减1、取反、求补等，完成一次指令需要访存3次（取指令，取A1，存A1）；
第二种：（ACC）OP（A1）—>ACC，自身与ACC（寄存器）操作，完成一次指令需要访存2次（寄存器不是主存，所以不算访存次数）（取指令，取A1）。
这个时候除了操作码，所有的地址都能用于寻址了，1个地址占24位，指令操作数的直接寻址范围为2^24=16777216。
（5）零地址指令
| OP |
指令含义：
1、不需要操作数，如空操作、停机、关中断等指令
2、堆栈计算机，两个操作数隐含存放在栈顶和次栈顶，计算结果压回栈顶
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