计算机中的指令集和指令系统和程序有什么区别

计算机中的指令集和指令系统和程序的区别:1、作用不同;2、所含内容不同;3、原理不同。作用不同是指指令集是指挥和控制计算机执行某种操作的命令,指令系统是软件和硬件的主要界面,反映了计算机所拥有的基本功能,程序是为实现预期目的而进行操作的一系列语句和指令。

一、计算机中的指令集和指令系统和程序有什么区别

1、作用不同

指令集:指挥和控制计算机执行某种操作的命令,也是CPU性能体现的一个重要标志。

指令系统:机器所具有的全部指令的集合,它是软件和硬件的主要界面,反映了计算机所拥有的基本功能。

程序:是为实现预期目的而进行操作的一系列语句和指令,是一种满足人们某种需求的信息化工具。

2、所含内容不同

指令集:是一串能被计算机直接识别并执行的二进制代码,一条指令通常由操作码和地址码两部分组成,它们决定了要完成的操作。

指令系统:包含一台计算机所能执行的全部指令。

程序:以某些程序设计语言编写,运行于某种目标结构体系上。打个比方,程序就如同以英语(程序设计语言)写作的文章,要让一个懂得英语的人(编译器)同时也会阅读这篇文章的人(结构体系)来阅读、理解、标记这篇文章。

3、原理不同

指令集:控制器按指令操控机器,在CPU中用来计算和控制计算机系统。人们用指令表达他们的意图,并把它们交给控制者执行。

指令系统:计算机可以执行的一整套不同的指令称为计算机的指令系统。每台计算机都有自己的专用指令系统,其指令内容和格式也各不相同。指令系统要选择计算机系统中的一些基本操作(包括操作系统和高级语言中的)应由硬件实现还是由软件实现,选择某些复杂操作是由一条专用的指令实现,还是由一串基本指令实现,然后具体确定指令系统的指令格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。

程序:计算机需要加载代码,也需要加载数据。在计算机的底层,通过高级语言(例如Java,C/C++,C#等)将其翻译成机器语言,并由CPU加载。

二、指令集简介

计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令,程序就是一系列按一定顺序排列的指令,执行程序的过程就是计算机的工作过程。指令集,就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合,而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否,也关系到CPU的性能发挥,它也是CPU性能体现的一个重要标志。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效的工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分。

指令集的类型:

  1. SSE指令集:由于MMX指令并没有带来3D游戏性能的显著提升,1999年Intel公司在Pentium IIICPU产品中推出了数据流单指令序列扩展指令(SSE)。
  2. SSE2指令集:在Pentium 4 CPU中,Intel公司开发了新指令集SSE2。这一次新开发的SSE2指令一共144条,包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换、数据在MMX寄存器中转换等几大部分。
  3. SSE3指令集:相对于SSE2,SSE3又新增加了13条新指令,此前它们被统称为pni(prescott new instructions)。13条指令中,一条用于视频解码,两条用于线程同步,其余用于复杂的数学运算、浮点到整数转换和SIMD浮点运算。
  4. SSE4指令集:SSE4又增加了50条新的增加性能的指令,这些指令有助于编译、媒体、字符/文本处理和程序指向加速。
  5. 3D Now!扩展指令集:3D Now!指令集是AMD公司1998年开发的多媒体扩展指令集,共有21条指令。针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点,重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。由于指令有限,3D Now!指令集主要用于3D游戏,而对其他商业图形应用处理支持不足。
  6. X86指令集:X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加的X87芯片系列数学协处理器则另外使用X87指令。

三、指令系统简介

指令系统是计算机硬件的语言系统,也叫机器语言,指机器所具有的全部指令的集合,它是软件和硬件的主要界面,反映了计算机所拥有的基本功能。从系统结构的角度看,它是系统程序员看到的计算机的主要属性。因此指令系统表征了计算机的基本功能决定了机器所要求的能力,也决定了指令的格式和机器的结构。设计指令系统就是要选择计算机系统中的一些基本操作( 包括操作系统和高级语言中的) 应由硬件实现还是由软件实现,选择某些复杂操作是由一条专用的指令实现, 还是由一串基本指令实现, 然后具体确定指令系统的指令格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。

四、程序简介

计算机程序(Computer Program),港、台译做电脑程式。计算机程序是一组计算机能识别和执行的指令,运行于电子计算机上,满足人们某种需求的信息化工具。

它以某些程序设计语言编写,运行于某种目标结构体系上。打个比方,程序就如同以英语(程序设计语言)写作的文章,要让一个懂得英语的人(编译器)同时也会阅读这篇文章的人(结构体系)来阅读、理解、标记这篇文章。一般的,以英语文本为基础的计算机程序要经过编译、链接而成为人难以解读,但可轻易被计算机所解读的数字格式,然后放入运行。计算机程序,是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列,或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。

程序算法的特点:

  1. 有穷性:算法必须保证在执行有限步骤后结束。
  2. 可行性:算法是确切可行的,即使在数学中,该算法可行,但若在实际应用中,程序不可以被执行,那么 ,该算法也是不具有可行性的。
  3. 确切性:算法的每一个步骤必须具有明确的意义。
  4. 输入:一个算法必须要有0个或多个输入。
  5. 输出:一个算法必须要有1个或多个输出。

延伸阅读

指令的种类

  1. 数据处理指令:包括算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、比较指令等。
  2. 数据传送指令:包括寄存器之间、寄存器与主存储器之间的传送指令等。
  3. 程序控制指令:包括条件转移指令、无条件转移指令、转子程序指令等。
  4. 输入-输出指令:包括各种外围设备的读、写指令等。有的计算机将输入-输出指令包含在数据传送指令类中。
  5. 状态管理指令:包括诸如实现置存储保护、中断处理等功能的管理指令。

文章标题:计算机中的指令集和指令系统和程序有什么区别,发布者:Z, ZLW,转载请注明出处:https://worktile.com/kb/p/48119

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