中职计算机原理教案：指令系统概述
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为了克服cISC结构的缺点，使计算机结构变得简单合理有效,在20世纪70年代初3.指令长度始了RISC技术的研究,特别是美国加州大学伯克利分校的RISC I和RISC I机、斯坦福大指令长度=搏的MIPS机的研究成功对RISC技术的诞生和发展起了重大的作用。
现在，RISC的设计目标从原来的设法减少指令的数量和种类，变成设法降低执行每设计为字节的整指令所需的时钟周期数。近几年，许多CISC芯片制造商也在自己的产品中融进了RISC节、五字节和六字理器
④兼容性。兼容性是指一台机器上运行的软件可以不经修改地运行在另一台机器上。一般而言,同一厂家生产的系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而指令系统是兼容的，也就是说，各机种上的基本软件可以相互通用，但一般只能做到低档机或旧机器上的软件可不加修改便可在新机器上运行，以降低软件的开发成本。同时，新机种一出现就具有丰富的软件。
2、指令系统
一台计算机所能执行的所有指令的全体集合称为指令系统，指令系统属于计算机硬件范畴。
一个完善的指令系统应满足下面几个方面的要求：
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
完备性。指令系统的完备性是指用汇编语言编制各种程序时指令系统提供的指令足够用。这就需要指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
3.完善的指令系统应满足、
、、几个方面的要求。
【课堂小结】
【作业布置】
板
书
设
计
第4章指令系统
4.1概述
1.指令
2.指令系统
完备性。
有效性。
③规整性。
④兼容性。
教后札记
个案补充
教
学
内
容
分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)。
早期的8位微处理器只能提供基本的指令。以算术运算指令为例,Intel8080微处理器仅配有加法运算、减法运算等指令,对乘、除和浮点运算都要靠编程来解决。随着微处理器位数的增加和集成度的提高，指令系统不断扩大，译码和控制电路也日趋复杂。以中、小型计算机常用的32位微处理器为例，IBM370/168的指令系统有208条指令，IAPX432微处理器有222条指令，VAX II/780有303条指令。指令系统的膨胀不但增加了微处理器的设计难度，提高了它们的成本，而且也增大了执行指令时所需的时钟周期数，反过来降低了计算机的处理速度。
有效性。指令系统的有效性是指利用该指令系统编制的程序能高效地运行。高效率主要表现在程序所占的存储空间小、执行的速度快两个方面。
③规整性。指令系统的规整性包括指令系统的对称性和匀齐性指令格式与数据格式的-致性。对称性是指在指令系统中所有寄存器和存储单元都可以同等对待，所有指令都可以使用各种寻址方式。匀齐性是指-种操作性质的指令可以支持各种数据结构，在编制程序时无须考虑数据类型。指令格式与数据格式的一致性是指指令长度与数据长度有-定的关系，以方便存取和处理。
江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：
备课组别
计算机
上课
日期
主备教师
授课教师
课题
第4章指令系统
4.1概述
教学
目标
知识目标：指令及指令系统的概念
能力目标：理解指令系统的概念
情感目标：培养学生对计算机指令的学习的兴趣
重点
指令的基本格式及分类
难点
指令的寻址方式种类及每种寻址寻址方式特点比较
RISC的提出者认为,过于复杂的指令系统达不到提高处理器性能的目的,反而会使像以用来指出操作结!理器的设计陷人困境。研究表明:机器执行程序时各种指出现的频度相差悬殊,在程序中址，如转移、调用子占指令系统20%的简单指令的使用频度却达80%，而在微程序控制的计算机中占指令总每个操作数地20%的最复杂的指令却占用了控制存储器容量的80%。
近年来，精简指令集计算机( RISC)技术在微型机领域得到广泛应用，并逐步向小型机、中利机领域发展。下面简要讨论一下指令系统的发展—SC和RISC。
从使用者的角度来说，指令系统功能越强，编写出的程序越简单。但是从计算机设计制造的角度来说，指令系统越简单,CPU设计就越简单。于是，把指令系统
教学环节
教学活动内容及组织过程
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
的特征，从而模糊了CISC和RISC的界限。例如，Pentium II/ II就同时具有CISC令格式设计中规RISC的特征。“使每条指令只占用一个时钟周期或者更少”已成为RISC和CISC制造商共同目标。
4.1节随堂练习
1.指令是指
2.一台计算机或一个计算机系统能够执行的各种指令的集合，称为该计算机的
教法
直观演示法、任务驱动法、讲解法
教学设备
计算机机房
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
【新课引入】
组织教学：
引入：
复习提问：
1、CPU的功能及各组成部分?
2、CPU采用的新技术？【 Nhomakorabea学过程及内容】
4.1概述
讲授内容：
任务一：指令及指令系统的概念
1、指令：
指令是计算机硬件能够直接识别和执行的命令，能够完成一定处理任务的指令序列就是计算机程序。
现在，RISC的设计目标从原来的设法减少指令的数量和种类，变成设法降低执行每设计为字节的整指令所需的时钟周期数。近几年，许多CISC芯片制造商也在自己的产品中融进了RISC节、五字节和六字理器
④兼容性。兼容性是指一台机器上运行的软件可以不经修改地运行在另一台机器上。一般而言,同一厂家生产的系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而指令系统是兼容的，也就是说，各机种上的基本软件可以相互通用，但一般只能做到低档机或旧机器上的软件可不加修改便可在新机器上运行，以降低软件的开发成本。同时，新机种一出现就具有丰富的软件。
2、指令系统
一台计算机所能执行的所有指令的全体集合称为指令系统，指令系统属于计算机硬件范畴。
一个完善的指令系统应满足下面几个方面的要求：
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
完备性。指令系统的完备性是指用汇编语言编制各种程序时指令系统提供的指令足够用。这就需要指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
3.完善的指令系统应满足、
、、几个方面的要求。
【课堂小结】
【作业布置】
板
书
设
计
第4章指令系统
4.1概述
1.指令
2.指令系统
完备性。
有效性。
③规整性。
④兼容性。
教后札记
个案补充
教
学
内
容
分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)。
早期的8位微处理器只能提供基本的指令。以算术运算指令为例,Intel8080微处理器仅配有加法运算、减法运算等指令,对乘、除和浮点运算都要靠编程来解决。随着微处理器位数的增加和集成度的提高，指令系统不断扩大，译码和控制电路也日趋复杂。以中、小型计算机常用的32位微处理器为例，IBM370/168的指令系统有208条指令，IAPX432微处理器有222条指令，VAX II/780有303条指令。指令系统的膨胀不但增加了微处理器的设计难度，提高了它们的成本，而且也增大了执行指令时所需的时钟周期数，反过来降低了计算机的处理速度。
有效性。指令系统的有效性是指利用该指令系统编制的程序能高效地运行。高效率主要表现在程序所占的存储空间小、执行的速度快两个方面。
③规整性。指令系统的规整性包括指令系统的对称性和匀齐性指令格式与数据格式的-致性。对称性是指在指令系统中所有寄存器和存储单元都可以同等对待，所有指令都可以使用各种寻址方式。匀齐性是指-种操作性质的指令可以支持各种数据结构，在编制程序时无须考虑数据类型。指令格式与数据格式的一致性是指指令长度与数据长度有-定的关系，以方便存取和处理。
江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：
备课组别
计算机
上课
日期
主备教师
授课教师
课题
第4章指令系统
4.1概述
教学
目标
知识目标：指令及指令系统的概念
能力目标：理解指令系统的概念
情感目标：培养学生对计算机指令的学习的兴趣
重点
指令的基本格式及分类
难点
指令的寻址方式种类及每种寻址寻址方式特点比较
RISC的提出者认为,过于复杂的指令系统达不到提高处理器性能的目的,反而会使像以用来指出操作结!理器的设计陷人困境。研究表明:机器执行程序时各种指出现的频度相差悬殊,在程序中址，如转移、调用子占指令系统20%的简单指令的使用频度却达80%，而在微程序控制的计算机中占指令总每个操作数地20%的最复杂的指令却占用了控制存储器容量的80%。
近年来，精简指令集计算机( RISC)技术在微型机领域得到广泛应用，并逐步向小型机、中利机领域发展。下面简要讨论一下指令系统的发展—SC和RISC。
从使用者的角度来说，指令系统功能越强，编写出的程序越简单。但是从计算机设计制造的角度来说，指令系统越简单,CPU设计就越简单。于是，把指令系统
教学环节
教学活动内容及组织过程
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
的特征，从而模糊了CISC和RISC的界限。例如，Pentium II/ II就同时具有CISC令格式设计中规RISC的特征。“使每条指令只占用一个时钟周期或者更少”已成为RISC和CISC制造商共同目标。
4.1节随堂练习
1.指令是指
2.一台计算机或一个计算机系统能够执行的各种指令的集合，称为该计算机的
教法
直观演示法、任务驱动法、讲解法
教学设备
计算机机房
教学环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
【新课引入】
组织教学：
引入：
复习提问：
1、CPU的功能及各组成部分?
2、CPU采用的新技术？【 Nhomakorabea学过程及内容】
4.1概述
讲授内容：
任务一：指令及指令系统的概念
1、指令：
指令是计算机硬件能够直接识别和执行的命令，能够完成一定处理任务的指令序列就是计算机程序。