区别不同指令集结构的主要因素
CPU中用来存储操作数的存储单元的类型
CPU中用来存储操作数的存储单元的主要类型
堆栈
累加器
通用寄存器组
寄存器型指令集结构为什么是现代指令集结构的主流？
在灵活性和提高性能方面有明显的优势
跟其他的CPU内部存储单元一样，寄存器的访问速度比存储器快。
对编译器而言，能更加容易、有效地分配和使用寄存器，有效地利用寄存器来计算表达式的值。 针对（A*B)-(C*D)-(E*F)乘法运算任意次序，但堆栈不可以。
寄存器可以用来存放变量。
（1）减少对存储器的访问，加快程序的执行速度；
（因为寄存器比存储器快）
（2）用更少的地址位（相对于存储器地址来说）来对寄存器进行寻址，从而有效地减少程序的目标代码的大小。
1.缩短指令长度,
2.扩大寻址空间,
3.提高编程的灵活性
立即数寻址方式和偏移寻址方式的使用频度最高。
指令集结构的功能设计完整性、规整性、高效率、兼容性
CISC（Complex Instruction Set Computer:复杂指令集计算机）
增强指令功能，把越来越多的功能交由硬件来实
现，并且指令的数量也是越来越多。
面向目标程序增强指令功能优化目标程序的指标：
目标：（1）缩短程序的长度，即减少程序的空间开销
（2）缩短程序的执行时间，即减少程序的时间开销
途径：
增强运算型指令的功能
增强数据传送指令的功能
增强程序控制指令的功能
面向高级语言的优化实现来改进指令集
目标：缩小高级语言与机器语言的语义差距
（1）编译器本身比较复杂。
（2）编译生成的目标代码比较难以达到很好的优化。
途径：增强对高级语言和编译器的支持 高级语言计算机
面向操作系统的优化实现改进指令集
RISC（Reduced Instruction Set Computer:精简指令集计算机）
尽可能地把指令集简化，不仅指令的条数少，而且
指令的功能也比较简单。
⑴指令系统十分庞大和复杂，体系结构控制硬件也十分复杂；
⑵编译负担很重，很难优化；
⑶把存储效率作为体系结构重要衡量手段，使指令执行时间很难缩短，指令执行效率不高。
控制指令的使用频度:改变控制流的大部分指令是分支指令（条件转移）。
操作数的类型和大小数据表示：计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。
所有数据类型中最常用、相对比较简单、用硬件实现比较容易的几种。
数据结构：由软件进行处理和实现的各种数据类型。
研究：这些数据类型的逻辑结构与物理结构之间的关
系，并给出相应的算法。
由指令中的操作码指定操作数的类型。
结果：同一运算，数据类型不同要设置不同的指令
带标志符的数据表示。给数据加上标识，由数据本身给出操作数类型。
操作码指明操作种类和所用操作数的数据类型；
地址码包括操作数的地址、地址的附加信息、寻址方式等。
32个64位通用寄存器（GPRs）
R0，R1，…，R31
也被称为整数寄存器
R0的值永远是0
MIPS寄存器0（$zero）表示常数0
不能被改. 在常用的操作中，很有用
例如，可在寄存器之间传送数据
add $t2, $s1, $zero
2. 32个64位浮点数寄存器（FPRs）
F0，F1，…，F31
MIPS的数据表示
整数
字节（8位） 半字（16位）
字（32位） 双字（64位）
浮点数
单精度浮点数（32位） 双精度浮点数（64位）
MIPS的数据寻址方式
立即数寻址与偏移量寻址 MIPS的存储器是按字节寻址的，地址为64位
load指令
访存有效地址：Regs[rs]＋immediate
从存储器取来的数据放入寄存器rt
store指令
访存有效地址：Regs[rs]＋immediate
要存入存储器的数据放在寄存器rt中
立即数指令
Regs[rt] ← Regs[rs] op immediate
分支指令
转移目标地址：Regs[rs]＋immediate，rt无用
寄存器跳转、寄存器跳转并链接
转移目标地址为Regs[rs]