计算机组成原理MIPS指令集

### 计算机组成原理中的MIPS指令集教程与详解

#### 1. MIPS指令概述
MIPS（Microprocessor without Interlocked Piped Stages）是一种精简指令集计算机(RISC)架构，其设计目标是为了简化硬件结构并提高效率。在学习过程中了解到，在上一节的学习中已经接触到了MIPS指令的概念，并对其有了初步的理解；而本节则更深入地探讨了三种基本类型的MIPS指令：R型、I型和J型[^1]。

#### 2. R型指令
这类指令主要用于执行算术逻辑运算操作。它们具有固定的格式，其中包含源操作数寄存器rs, rt 和目的寄存器rd 的编号，还有功能码字段用于指定具体的操作类型。例如加法(add)，减法(subtract)等都属于此类别。

#### 3. I型指令
对于立即寻址模式下的数据传输或控制流转移来说非常重要。这种类型的指令除了两个源地址外还携带了一个16位偏移量作为即时值来参与计算或者定位跳转位置。典型的例子有加载(load word lw), 存储(store word sw) 及分支(branch equal beq)。

#### 4. J型指令
专门用来实现无条件跳跃至绝对地址处继续执行程序的功能。它仅由目标地址构成，当CPU遇到这样的命令时会立即将PC指针更新为目标地址从而改变当前正在运行的代码序列的位置[J 型指令][^3]。

#### 5. 关于MIPS性能评估指标—每秒百万条指令(MIPS)
虽然可以通过测量一秒内能够完成多少次定点指令的方式来衡量处理器的速度，但由于不同种类的任务消耗的时间差异很大，因此实际应用中很少单独依赖这个参数来进行比较。更重要的是要注意到其他因素如缓存大小等因素同样影响着整体表现[MIPS 不一定反映真实性能][^2]。

# 示例：简单的汇编代码片段展示如何使用上述提到的各种类型指令
    .data
msg: .asciiz "Hello World!"
    
    .text
main:
    li $v0, 4          # Load immediate value into register v0 (syscall code for printing string)
    la $a0, msg        # Load address of message to print into a0
    
    syscall            # Make system call using values loaded above
    
    jr $ra             # Jump back to caller after completing task