组成原理(六)：指令系统之 指令类型

　　指令类型分为数据传送类指令、运算类指令、程序控制类指令、输入输出指令。

1、数据传送类指令

　　数据传送类指令具有数据复制的性质，即数据从源地址传送到目的地址，而源地址中的内容保持不变。

1.1、一般传送指令

　　一般传送类指令常用助记符MOV表示，根据传送的源和目的不同，又可分为以下几种传递方式：主存单元之间的传送、从主存单元传送到寄存器、从寄存器传送到主存单元、寄存器之间的传送。

1.2、堆栈操作指令

　　堆栈操作指令分为 进栈(PUSH) 和 出栈(POP)。

1.3、数据交换指令

　　数据传送可以是双向的，源操作数与目的操作数(一个字节或一个字)相互交换位置。

2、运算类指令

2.1、算术运算类指令

　　算术运算指令主要用于定点和浮点运算。这类运算包括加、减、乘、除、比较等。

　　算术运算指令标志位：进位、溢出、正负和奇偶。

　　指令系统中出去普通的加、减指令外，一般都设置了带进位加和带借位减指令。

2.2、逻辑运算类指令

　　逻辑运算类指令是对 与、或、非和异或等逻辑运算的指令，

2.3、移位类指令

　　移位指令分为算术移位、逻辑移位和循环移位，又可分为左移和右移。

算术移位	带符号数，移位过程中操作数符号不变
逻辑移位	对象是无符号数，移位无须考虑符号问题
循环移位	是否与进位位一起循环，分为小循环(不带进位自环)、大循环(带进位循环)	小循环： 大循环：

3、程序控制类指令

　　程序控制类指令用于控制程序的执行顺序，并使程序具有测试、分析与判断的能力。主要包括转移指令、子程序调用和返回指令。

3.1、转移指令

　　程序执行过程中，采用转移指令改变程序的执行顺序。转移指令分为 无条件转移 和 条件转移 两种。

　　无条件转移，又称必转，执行时改变程序的常规执行顺序，不受任何条件约束，助记符为JMP。

　　条件转移必须受到条件的约束，若满足指令规定的条件，则程序转移；否则，程序仍顺序执行。

　　条件转移采用相对寻址方式，转移地址为当前指令地址(PC)和指令中的位移量之和，PC + 位移量 → PC。

3.2、子程序调用指令

　　子程序是一组可以公用的指令序列。

　　调用其他程序的程序是主程序，被其他程序调用的程序是子程序。

　　子程序调用指令，从主程序转向子程序的指令，简称转子指令，助记符CALL。

　　转子指令是地址指令。

转移指令与转子指令的区别：

转移指令	转子指令
使程序转移到新的地址后继续执行指令，没有返回地址	必须以某种方式保存返回地址，以便返回时能找到原来的位置
实现同一程序内的转移	实现不同程序之间的转移

　　转子指令中的返回地址是下一条指令的地址，保存返回地址的方式：

　　用子程序的第一个子单元存放；

　　用寄存器存放；

　　用堆栈保存返回地址。

3.3、返回指令

　　从子程序转向主程序的指令称为返回指令，助记符为RET。子程序的而最后一条指令一定是返回指令。

　　通常返回地址保存在堆栈中，所以返回指令常是零地址指令。

4、输入输出指令

　　输入输出(I/O)类指令用来实现主机与外部设备之间的信息交换，包括输入输出数据、主机向外设发控制命令或外设向主机报告工作状态等。

　　I/O指令的编址方式：独立编址 和 统一编址。

4.1、独立编址的I/O指令

　　独立编址方式使用专门的输入输出指令(IN/OUT)。以主机为基准，信息由外设传送给主机，称为输入，反之称为输出。

　　指令中应给出外部设备编号(端口地址)，此端口地址与主存地址无关，是另一个独立的地址空间。

4.2、统一编址的I/O指令

　　把外设寄存器和主存单元同一编址。用一般的数据传送类指令来实现I/O操作。

　　一个外部设备至少有两个寄存器；数据寄存器 及 命令与状态寄存器。

　　每个外设寄存器都可由分配给它们的唯一的主存地址来识别。

4.3、编址方式比较

优缺点	独立编址方式	统一编址方式
优点	I/O指令和访存指令容易区分，外设地址线少，译码简单，主存空间不会减少	总线结构简单，全部访存类指令都可用于控制外设，可直接对外设寄存器进行各种运算
缺点	控制线增加了I/O Read 和 I/O Write信号	占用主存一部分地址，缩小了可用的主存空间