指令系统性能要求-计算机组成

指令系统的性能决定了计算机的基本功能，指令系统的设计是计算机系统设计中的核心问题，它不仅与计算机的硬件结构紧密相关，而且直接关系到用户的使用需求。

一个完善的计算机指令系统必须满足以下几方面的要求。

（1）完备性。指令系统的完备性是指机器直接提供的指令足够使用，不必用软件方法来间接实现。一台计算机中最基本的、必不可少的指令构成了指令系统的完备性。而其他一些指令，如乘、除运算指令、浮点运算指令，可以直接用硬件实现，也可以用其他指令实现，即用软件的方法实现，两者只是在执行时间和编写程序的难易程度上有差别。之所以在指令系统中设计特殊指令，是为了提高程序执行的速度和便于用户编写程序。

（2）有效性。有效性是指利用该指令系统编制的程序能够高效率地运行。程序的效率主要表现在空间和时间两个方面，高效率就是指程序占用的存储空间小、执行速度快。通常，一个功能完善的指令系统必须有很好的有效性。

（3）规整性。规整性是指指令操作的对称性、匀齐性和指令格式与数据格式的一致性。(www.xing528.com)

指令的对称性是指在指令系统中，所有的寄存器和存储单元都可同等对待，这对简化程序设计、提高程序的可读性非常有用。

指令的匀齐性是指一种操作性质的指令可以支持各种数据类型，如算术运算指令可支持字节、字和双字整数运算、十进制数运算和单、双精度浮点数运算等。指令的这种性质，可以使程序设计者无须考虑数据类型而选用指令，从而提高编程效率。

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一定关系，以方便存取和处理。

（4）兼容性。指令系统的兼容性指的是同一个软件可以不加修改地在系统结构相同的计算机中运行，获得相同的结果，差别在于运行的时间长短不同。软件兼容性不仅在同一厂家的系列机中存在，而且也出现在不同厂家所生产的具有相同系统结构的计算机系统中，这些计算机系统一般称为“兼容机”。如IBM PC机就是一个典型的例子。要做到所有软件都完全兼容是不可能的，一般只能做到“向上兼容”，即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。