四大类指令
一个完备的指令系统通常包含四大类基本指令，以满足各种计算和控制需求。
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- 数据传输类指令：
- 实现寄存器、主存单元之间的数据交换。
- 包括普通传输 (Move)、堆栈操作 (Push/Pop) 和数据交换 (Exchange)。
- 运算类指令：
- 算术运算：加、减、乘、除、加 1、减 1 等。会影响状态标志位 (CF, OF, SF, ZF 等)，供 CPU 监控运算状态。
- 逻辑运算：与 (AND)、或 (OR)、非 (NOT)、异或 (XOR)。 重点
- 位检测：使用掩码进行 与 (AND) 运算。例如检测某位是否为 1（
x & 0010）。- 位清零：使用掩码进行 与 (AND) 运算。例如将某位清零（
x & 1101）。- 位置位：使用掩码进行 或 (OR) 运算。例如将某位置 1（
x | 0010）。- 位取反：使用掩码进行 异或 (XOR) 运算。例如将某位取反（
x ^ 0010）。- 判等：两数 异或 (XOR)，若结果为 0 则相等（
A ^ B == 0）。- 移位运算：算术移位（补符号位）、逻辑移位（补 0）、循环移位。
- 控制类指令：
- 改变程序的执行顺序。
- 包括无条件转移 (JMP)、条件转移 (JZ, JNZ)、子程序调用 (CALL) 和返回 (RET)。
- I/O 指令：
- 用于 CPU 与外设之间的数据交换。
- 存在性：取决于外设的编制方式（存储器编制方式）。
- 独立编制 (如 x86)：有专用的
IN,OUT指令。- 统一编制 (如 ARM)：无专用 I/O 指令，使用通用的数据传输指令 (如
MOV,LDR,STR) 访问 I/O 地址。
完备性与发展
- 完备性：只要具备上述四类功能，指令系统即为完备。
- 发展趋势：
- CISC (复杂指令集)：为了满足新功能不断增加指令，导致指令集庞大（如 x86）。
- RISC (精简指令集)：基于 20-80 定律（20% 的简单指令占 80% 的使用频率），精简指令集，优化常用指令（如 ARM, RISC-V）。