1、指令系统概述
计算机的程序时由一系列的机器指令组成的。
指令就是要计算机执行某种操作的命令。从计算机组成层次上看，计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令之分。微指令就是微程序级的命令，它属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件指令；而机器指令介于宏指令和微指令之间，通常简称指令，每一条指令可完成一个独立的算数运算或逻辑运算操作。
一台计算机中所有机器指令的集合，称为该计算机的指令系统。
一个完善的指令系统应该满足如下四方面要求：完备性、有效性、规整性、兼容性。
2、指令格式
机器指令使用机器字来表示的。表示一条指令的机器字就称为指令字，通常简称指令。
指令格式，则是指令字用二进制代码表示的结构形式，通常由操作码字段和地址字段组成。操作码字段表征指令的操作特性与功能，而地址码字段通常指定参与操作的操作数的地址。
2.1 操作码
操作码有以下性质：
（1）设计计算机时，对指令系统的每一条指令都要规定一个操作码，且不同指令对应的操作码不同。
（2）指令的操作码OP表示该指令应该进行什么性质的操作，如加减乘除、存取数等。
（3）组成操作码字段的位数一般取决于计算机指令的规模。
（4）指令字的操作码字段和地址字段段长通常是固定的（对於单片机不固定）。
2.2 操作码
地址码按地址数有以下分类：
（1）零地址指令的指令字只有操作码，而没有地址码。例如停机指令就不需要地址码，因为停机不需要操作数。
（2）一地址指令只有一个地址码，它指定一个操作数，另一个操作数地址是隐含。如累加器。
（3）二地址指令常称为双操作数指令，它有两个地址码字段A1和A2。分别指明参与操作的两个数在内存中或运算器中通用寄存器的地址，其中A1兼做存放操作结果的地址。
（4）三地址指令字中有三个操作数地址A1、A2、A3。其中A1为被操作数地址，也称源操作数地址；A2为操作数地址，也称终点操作数地址；A3为存放操作结果的地址。
地址码按操作数的物理位置有以下分类：
（1）寄存器-寄存器（SS）型指令。
（2）寄存器-寄存器（RR）型指令。
（3）寄存器-存储器（RS）型指令。
其中访问内存的速度比访问寄存器的速度慢，在复杂指令计算机CISC中一般采用多种格式混合使用。
2.3 指令字长度
一个指令字中包含二进制代码的位数称为指令字长。而机器字长是指计算机能够直接处理的二进制数据的位数，它决定了计算机的运算精度。机器字长通常与主存单元的位数一致。指令字长度等于机器字长度的指令，称为单字长指令；指令字长度等于半个机器字长度的指令称为半字长指令；指令字长度等于两个机器字长度的指令称为双字长指令。
在一个指令系统中，如果各种指令字长度是相等的称为等长指令字结构。如果各种指令字长度随功能而异就成为变长指令字结构。
2.4 指令助记符
为了书写和阅读程序，每条指令通常用特定的缩写码表示，称为指令助记符。不同计算机的指令助记符的规定是不一样的。
2.5 操作数类型
一般的数据类型。机器指令对数据进行操作，数据通常分为以下四类：
地址数据 地址实际上也是一种形式的有效地址。多数情况下，对指令中操作数的引用必须完成某种计算，才能确定它们在主存中的有效地址。此时，将地址看作是无符号整数。
数值数据 计算机中普遍使用的三种类型的数值数据是：①定点整数或定点小数；②浮点数；③压缩十进制数。一个字节用2位BCD码表示。
字符数据 也称文本数据或字符串，目前广泛使用ASII码。
逻辑数据 一个单元中有若干二进制位项组成，每个位的值可以是1或0。当数据以这种方式看待时，称为逻辑性数据，它创造了对某个具体位进行布尔逻辑运算的机会。
其它还有Pentium数据类型和Power PC数据类型。感觉没什么用就不了解了。
2.6 指令和数据的寻址方式
存储器既可用来存放数据，又可用来存放指令。因此，当某个操作数或某条指令存放在某个存储单元时，其存储单元的编号，就是该操作数或指令在存储器中的地址。在存储器中，操作数或指令字写入或读出的方式，有地址指定方式，相关联存储方式和堆栈存储方式。几乎所有计算机在内存中都采用地址指定方式。当采用地址指定方式时，形成操作数或指令地址的方式，称为寻址方式。寻址方式分为两类，即指令寻址方式和数据寻址方式，前者比较简单，后者比较复杂。值得注意的是，在冯·诺伊曼型结构的计算机中，内存中指令的寻址与数据的寻址是交替进行的，而哈佛型计算机中指令寻址方式和数据寻址是独立进行的。
指令的寻址方式：顺序寻址方式，跳跃寻址方式。
顺序寻址方式：指令地址在内存中按顺序安排，使用程序计数器（又称指令指针寄存器）PC来计数指令的顺序号，该顺序号就是指令在内存中的地址。
跳跃寻址方式：下条指令的地址码不是由程序计数器给出，而是由本条指令给出的。注意程序跳跃后，按新的指令地址开始顺序执行。因此指令计数器的内容也必须相应的改变，以便及时跟踪新的指令地址。
操作数的寻址方式，形成操作数有效地址的方法称为操作数的寻址方式，有以下方式：
1、隐含寻址
2、立即寻址
3、直接寻址
4、间接寻址
5、寄存器寻址
6、寄存器间接寻址
7、偏移寻址。（相对寻址、基址寻址、变址寻址）
8、段寻址
9、堆栈寻址
2.7 典型指令
一个较完善的指令系统，应当有数据处理、数据存储、数据传送、程序控制四大类指令。具体有：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制类指令、输入输出类指令、字符串类指令、系统控制类指令。
精简指令系统：RISC指令系统的最大特点是：①选取使用频率最高的一些简单指令。指令条数少；
②指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少；③只有取数／存数指令访问存储器（其余指令都在寄存器之间进行）。