1. 給 CPU 一些指令來運行
- CPU 強大，是因爲可編程
- 寫入不同指令，就會執行不同任務
- 是一塊硬件，可以被軟件控制
2. 舉例：00101110
- 假設前 4 位是操作碼，後四位指定一個內存地址，或寄存器
- 假設 0010 代表 LOAD_A 指令，然後把後四位 1110（十進制的14） 指定內存地址的值，放入寄存器A。於是，我們把 0010 1110 看成 “LOAD_A 14” 的指令
- 具體舉例：“LOAD_A 14”是從地址 14 中拿到數字 3，放入寄存器 A（最好看圖，大家可以看原視頻，更清晰）
- 兩個寄存器裏面的數字相加，順序很重要，因爲結果會存在第二個寄存器
- 視頻用到的指令：LOAD_A, LOAD_B, STORE_A, ADD, SUB, JUMP, JUMP_NEG HALT
- SUB：減法
- JUMP：跳轉：讓程序跳轉到新位置
- JUMP 0 可以跳回開頭
- 底層的實現方式是把指令後 4 位代表的內存地址的值覆蓋掉“指令地址寄存器”裏的值
- 只有特定條件滿足了，才能 JUMP，比如 JUMP NEGATIVE 就是條件跳轉的一個例子
- 其他類型的 JUMP
- JUMP IF EQUAL: 如果相等
- JUMP IF GREATER: 如果更大
- JUML_NEGATIVE
- 只在 ALU 的“負數標誌”（算數結果爲負，“負數標誌”纔是真）爲真時，進行 JUMP，如果是假，就會執行
- HALT
- 計算機需要知道什麼時候該停下來，否則 CPU 會不停地跑下去，這叫無限循環（infinite loop）
- 指令和數據：都是存在同一個內存裏面的，在根本層面上沒有什麼區別，都是二進制數，HALT 很重要，能區分指令和數據
3. 軟件強大之處
- 讓我們做到硬件做不到的事情，例如：ALU 沒有除法功能，程序給了我們這個功能，
- 兩種策略：
- 出現原因：因爲 4 位二進制無法表示數字 17，因此，真正的現代 CPU 用兩種策略： ，最直接的方法是用更多位來代表指令，比如 32 位或 64 位，這叫指令長度。
- 策略1: 指令長度（instruction length）
- 策略2: 可變指令長度（variable length instruction）：
- 例如：某個 CPU 用 8 位長度的操作碼，如果看到 HALT 指令，HALT 不需要額外數據，那麼會馬上執行
- 如果看到 JUMP，它得知道位置值，這個值在 JUMP 的後面，這叫「立即值」（Immediate Value）
- 這樣設計，指令可以是任意長度，但是會讓讀取階段複雜一點點
4. 真實的例子
- 1971 年，英特爾發佈了 4004 處理器，是第一次把 CPU 做成一個芯片，給後來的英特爾處理器打下了基礎
- 它支持 46 個指令，足夠做一臺能用的電腦，
- 處理器從 1971 年到現在發展巨大，現代 CPU，例如英特爾酷睿 i7，有上千個指令和指令變種，長度從 1 到 15 個字節
- 指令越來越多，是因爲給CPU設計了越來越多的功能