冯诺依曼体系结构与指令格式详解：CISC与RISC对比

在计算机组成原理课程中，单地址指令格式是一种常见的指令结构，它包含一个操作码（OP）和一个地址码（Ad）。标准操作达式形式为 OP(Ad) → Ad，这种指令可以直接操作存储器中的数据，而隐含操作表达式如 (A)OP(Ad) → A 则涉及累加器A，操作数默认来自累加器。零地址指令格式则更为简洁，仅包含操作码OP，可以没有操作数，操作数可能来自堆栈。 指令寻址方式是理解指令执行流程的关键。顺序寻址通过程序计数器PC自动在每次取指令后加一来访问下一个指令，而跳跃寻址则在指令中直接指定转移地址，PC的改变在执行指令时强制完成，使得程序能够实现条件分支和循环等控制结构。 指令系统分为两种类型：CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）。CISC设计包含更多指令条目和寻址方式，提供更丰富的功能，但执行效率相对较低；相反，RISC系统通过减少指令数量和复杂性，提高了运行速度，但功能可能会有所简化。 冯·诺依曼体系结构是计算机的基本架构，包括运算器、控制器、存储器和输入/输出设备。所有程序和数据以二进制形式存储，地址由二进制编码确定。控制器负责解析指令并控制执行流程，区分指令和数据主要依据它们在CPU周期中的读取时间和空间位置：取指令通常在第一个周期，取数据在后续周期。 字长是衡量计算机处理能力的重要参数，包括机器字长、存储字长和指令字长，它们可以保持一致或不同。信息单位如位（bit）、字节（Byte）和字（word）是数据传输和运算的基本单位。 机器码是计算机内部表示数值和符号的方式，补码是最常用的一种，特别是对于负数的表示，通过符号位、取反和加1的操作来确保唯一性和数值的正确表示。浮点数补码表示法则是为了精确表示大小不同的数值，通过特定的阶符、阶码、尾符和尾数部分进行编码。 在整个课程复习中，这些概念和细节对于理解计算机硬件工作原理和编程语言底层机制至关重要，掌握它们对于从事IT行业的人来说是非常基础且必要的。