计算机指令

深入浅出计算机组成原理：05 | 计算机指令：让我们试试用纸带编程

CPU 的职责

我们常说，CPU 就是计算机的大脑。CPU 的全称是 Central Processing Unit，中文是中央处理器。

从 硬件 的角度来看，CPU 就是一个超大规模集成电路，通过电路实现了加法、乘法乃至各种各样的处理逻辑。

如果我们从软件工程师的角度来讲，CPU 就是一个执行各种 计算机指令（Instruction Code）的逻辑机器。这里的计算机指令，就好比一门 CPU 能够听得懂的语言，我们也可以把它叫作 机器语言（Machine Language）。

不同的 CPU 能够听懂的语言不太一样。比如，我们的个人电脑用的是 Intel 的 CPU，苹果手机用的是 ARM 的 CPU。这两者能听懂的语言就不太一样。类似这样两种 CPU 各自支持的语言，就是两组不同的计算机指令集，英文叫 Instruction Set。这里面的“Set”，其实就是数学上的集合，代表不同的单词、语法。

编译 -> 汇编 -> 机器码

要让程序在操作系统上跑起来，我们需要把整个程序翻译成一个汇编语言（ASM，Assembly Language）的程序，这个过程我们一般叫编译（Compile）成汇编代码。

针对汇编代码，我们可以再用汇编器（Assembler）翻译成机器码（Machine Code）。这些机器码由 0 和 1 组成的机器语言表示。这一条条机器码，就是一条条的 计算机指令。这样一串串的 16 进制数字，就是我们 CPU 能够真正认识的计算机指令。

常见指令

常见的指令可以分成五大类

• 算术类指令。我们的加减乘除，在 CPU 层面，都会变成一条条算术类指令
• 数据传输类指令。给变量赋值、在内存里读写数据，用的都是数据传输类指令
• 逻辑类指令。逻辑上的与或非，都是这一类指令
• 条件分支类指令。日常我们写的 if/else，其实都是条件分支类指令
• 无条件跳转指令。写一些大一点的程序，我们常常需要写一些函数或者方法。在调用函数的时候，其实就是发起了一个无条件跳转指令