RISC-V指令集详解：理解存储程序概念与格式

"这篇资料主要介绍了RISC-V指令集，这是一种精简指令集计算机（RISC）架构，广泛应用于现代微处理器设计。课程由Steven Ho主讲，涵盖了RISC-V指令的各种格式，以及编程的不同层次，从高级语言到机器语言的转换过程。此外，资料还提到了存储程序的概念，这是计算机科学中的一个核心理念，即程序可以作为数据存储在内存中，并通过特定的格式解释执行。" 在RISC-V指令集中，有多种指令格式，包括： 1. R-Format（寄存器-寄存器格式）：这种格式用于执行涉及两个寄存器操作数的算术或逻辑运算，例如加法、减法等。 2. I-Format（立即数格式）：它包含一个立即数操作数，常用于加载、存储或计算与立即数相关的操作。 3. S-Format（存储格式）：用于从内存中加载或存储数据，指令包含一个基址寄存器和一个偏移量。 4. SB-Format（分支和链接格式）：结合了存储和分支功能，用于保存返回地址并跳转到新的位置。 5. U-Format（无符号立即数格式）：用于直接加载64位立即数到寄存器。 6. UJ-Format（无符号跳跃格式）：用于无条件跳转到相对地址，通常用于程序流程控制。 RISC-V指令集的设计哲学是简化指令，提高效率，降低硬件复杂性，同时保持指令集的可扩展性。通过这些格式，RISC-V能够高效地处理各种计算任务，同时保持较小的指令集，从而降低处理器的功耗和芯片面积。 在讲解过程中，讲师提到了程序的表示和解释层次，从高级语言（如C语言）编写的源代码开始，经过编译器转化为汇编语言（如RISC-V汇编），再由汇编器转换成具体的机器语言（RISC-V机器码）。这些机器码最终被硬件解析执行，形成实际的计算操作。 逻辑电路描述（电路原理图）和架构实现部分，说明了如何将这些指令集的抽象概念转化为实际的硬件电路，实现指令的物理执行。 这份资料详细介绍了RISC-V指令集的基础知识，包括其设计原则、指令格式及其在计算机系统中的作用，对于理解RISC架构和底层计算机工作原理具有重要价值。