[컴퓨터 구조] 4-3) CPU 명령어의 종류와 형식

CPU 명령어의 종류

CPU 명령어의 종류

 

 

명령어의 형식

명령어는 cpu가 한번에 처리할 수 있는 비트 수의 크기(Word)로 정의 된다.

명령어를 구성하는 비트는 용도에 따라 몇 개의 필드(filed)로 나누어진다.

기본적으로 Op-Code 필드, Operand필드로 구성

Operand 필드는 컴퓨터의 처리 능력에 따라 여러 개의 Operand 필드로 구성

 

 

명령어의 형식

 

Op-code 및 Operand 필드의 비트 수 결정

Op-code 필드의 비트수

CPU에서 수행될 연산 종류의 수에 따라 비트의 수가 결정됨

4bit -> 16가지의 연산정의

5bit -> 32가지 연산정의

비트의 수가 증가 할 수록 많은 연산의 정의 가능

오퍼랜드의 필드의 비트수가 감소함

(전체 bit는 정해져 있기 때문..)

 

 

명령어의 기본구성 요소는 다음과 같다.

명령어의 기본구성 요소

명령어의 기본구성 요소

 

 

OP-CODE 종류

OP-CODE 종류

 

명령어의 형식

명령어 형식 예
명령어의 길이가 전체 16bit
Op-code: 4bit
범용 레지스터: 16개

 

1-address instruction

1-address instruction

1-address instruction

 

 

2-address instruction(오퍼랜드가 모두 레지스터인 경우)

2-address instruction(오퍼랜드가 모두 레지스터인 경우)

 

 

2-address instruction(오퍼랜드 1개만 레지스터인 경우)

2-address instruction(오퍼랜드 1개만 레지스터인 경우)

 

 

3-address instruction(모든 오퍼랜드가 레지스터인 경우)

3-address instruction(모든 오퍼랜드가 레지스터인 경우)

 

 

3-address instruction(오퍼랜드 2개는 레지스터인 경우)

3-address instruction(오퍼랜드 2개는 레지스터인 경우)

 

 

명령어의 다양한 오퍼랜드 형식에 따라 실행될 프로그램의 전체 명령어들의 수량이 다르게 결정됨
따라서 구성된 명령어의 형식에 따라 프로그램의 실행 시간도 그 수에 비례하여 증가한다.

명령어의 형식에 따른 실행 예제

e.g)

실행 예제: X = (A+B) x (C-D)

1-address instruction을 사용한 프로그램

1-address instruction을 사용한 프로그램

 

 

2-address instruction을 사용한 프로그램

2-address instruction을 사용한 프로그램

 

 

3-address instruction를 사용한 프로그램

3-address instruction를 사용한 프로그램