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mips指令集指的是什么MIPS是高效精简指令集计算机（RISC）体系结构中最优雅的一种；即使连MIPS的竞争对手也这样认为，这可以从MIPS对于后来研制的新型体系结构比如DEC的Alpha和HP的Precision产生的强烈影响看出来。
虽然自身的优雅设计并不能保证在充满竞争的市场上长盛不衰，但是MIPS微处理器却经常能在处理器的每个技术发展阶段保持速度最快的同时保持设计的简洁。
MIPS与MIPS指令集指令集是存储在CPU内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序。
拥有这些指令集，CPU就可以更高效地运行。
MIPS指令集属于精简指令集，MIPS 的所有指令都是32位，指令格式简单，而X86的指令长度不是固定的。
简单的指令和格式易于译码和流水线操作，但是代码密度不高，导致二进制文件大。
低端的CPU物理面积只有1.5平方毫米（在SOC系统里面肉眼很难找到）。
而高端的R10000处理器，第一次投放市场时可能是世界上最快的CPU，它的物理面积几乎有1平方英寸，发热近30瓦特。
虽然MIPS看起来没什么优势，但是足够的销售量使其能健康发展：1997年面市的44M的MIPS CPU，绝大多数使用于嵌入式应用领域。
MIPS（Million InstrucTIons Per Second）：单字长定点指令平均执行速度Million InstrucTIons Per Second的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。
这是衡量CPU速度的一个指标。
像是一个Intel80386 电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。
MIPS只是衡量CPU性能的指标。
MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。
MIPS的意思无内部互锁流水级的微处理器（Microprocessor without interlocked piped stages），其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。
MIPS指令集(24条指令)的字段和功能描述指令集概述M I PS（M ic ro pr oc es s or wi th ou tI nt erl o ck ed Pi pe li ne dSt a ge s）指令集是一种精简指令集（R IS C）体系结构，广泛应用于计算机体系结构的教学和实践中。
本文将介绍M IP S指令集中的24条常用指令，并对它们的字段和功能进行详细描述。
加载和存储指令1.l w指令字段描述：-指令格式：lw$r t,o f fs et($rs)-r s（源寄存器）：指定存储单元的基址寄存器-r t（目标寄存器）：指定目标寄存器，用于存储从存储单元中加载的数据-o ff se t：用于指定存储单元的偏移量，计算出实际地址功能描述：l w指令用于从存储单元中加载数据到目标寄存器。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址，并将存储单元中的数据加载到目标寄存器中。
2.s w指令字段描述：-指令格式：sw$r t,o f fs et($rs)-r s（源寄存器）：指定存储单元的基址寄存器-r t（目标寄存器）：指定源寄存器，用于存储到存储单元中的数据-o ff se t：用于指定存储单元的偏移量，计算出实际地址功能描述：s w指令用于将源寄存器中的数据存储到指定的存储单元中。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址，并将源寄存器中的数据存储到该地址对应的存储单元中。
算术和逻辑指令3.a d d指令字段描述：-指令格式：ad d$rd,$rs,$rt-r s（源寄存器1）：参与运算的第一个源寄存器-r t（源寄存器2）：参与运算的第二个源寄存器-r d（目标寄存器）：用于存储运算结果功能描述：a d d指令用于将两个源寄存器中的数据相加，并将结果存储到目标寄存器中。
4.s u b指令字段描述：-指令格式：su b$rd,$rs,$rt-r s（源寄存器1）：参与运算的第一个源寄存器-r t（源寄存器2）：参与运算的第二个源寄存器-r d（目标寄存器）：用于存储运算结果功能描述：s u b指令用于将源寄存器2中的数据从源寄存器1中的数据减去，并将结果存储到目标寄存器中。
MIPS 基本指令和寻址方式：MIPS 是典型的RISC 处理器，采用32位定长指令字，操作码字段也是固定长度，没有专门的寻址方式字段，由指令格式确定各操作数的寻址方式。
MIPS 指令格式一般有三种格式： R-型指令格式 I-型指令格式 J-型指令格式R _Type 指指指指262116116316bit6bit5bit5bit5bit5bitOP ： 操作码rs ： 第一个源操作数寄存器rt ： 第二个源操作数寄存器（单目原数据） rd ： 结果寄存器 shamt ：移位指令的位移量 func ： 指令的具体操作类型特点：R-型指令是RR 型指令，其操作码OP 字段是特定的“000000”，具体操作类型由func字段给定。
例如：func=“100000”时，表示“加法”运算。
R[rd] ← R[rs] + R[rt]I _Type 指指指指2621163115特点：I-型指令是立即数型指令双目运算： R[rt] R[rs]（OP ）SignExt(imm16) Load 指令：Addr ← R[rs] + SignExt(imm16) 计算数据地址 (立即数要进行符号扩展) R[rt] ← M[Addr] 从存储器中取出数据，装入到寄存器中Store 指令：Addr ← R[rs] + SignExt(imm16) M[Addr] ← R[rt]J _Type 指令格式26316bit26bit25特点：J-型指令主要是无条件跳转指令，将当前PC 的高4位拼上26位立即数，后补两个“0”，作为跳转目标地址。
j L //goto L 指指指指指指指指指jal L //$ra 指PC+4;goto L 指指指指指指指指指R 型指令：定点运算： add / addu ， sub / subu ， sra ， mult/multu ， div/divu 逻辑运算： and / or / nor ， sll / srl 比较分支： beq / bne / slt / sltu 跳转指令： jrI 型指令：定点运算： addi / addiu 逻辑运算： andi / ori 比较分支： slti / sltiu数据传送： lw / sw / lhu / sh / lbu / sb / luiJ 型指令： j / jal设计模块划分，教学安排1、MIPS格式指令系统设计2、指令存储器设计3、寄存器堆设计4、ALU设计——基本算术、逻辑单元的设计32位超前进位加法器的设计32位桶式移位寄存器的设计5、取指令部件的设计6、立即数处理单元设计7、单周期处理器设计——R型指令的数据通路设计I型指令的数据通路设计Load/Store指令的数据通路设计分支指令/转移指令的数据通路设计综合12条指令的完整数据通路设计8、ALU控制单元设计9、主控制单元的设计10、单周期处理器总体验证11、异常和中断处理及其电路实现12、带有异常和中断处理功能的处理器的设计设计示例1：指令存储器设计1、 指令存储器模块定义：指令存储器用于存放CPU 运算的程序指令和数据等，采用单端口存储器设计，设计最大为64个存储单元，每个存储单元数据宽度为32bit 。
mips的lui指令-回复标题：MIPS的LUI指令：解析与应用引言：MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）是一种经典的RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算）体系结构，广泛应用于嵌入式系统和嵌入式处理器中。
MIPS体系结构具有清晰简单的指令集，其中之一是LUI指令。
本文将一步一步解析MIPS 的LUI指令，并探讨它的应用领域。
一、指令背景在分析LUI指令之前，首先了解MIPS体系结构。
MIPS体系结构使用32位定长指令，并且寄存器操作数指令（load/store）与内存操作指令分离。
LUI指令主要用于在MIPS体系结构中加载一个16位的立即数，同时将其左移16位并存储到目的寄存器中。
二、指令格式LUI指令的指令格式如下所示：LUI Rdest, Immediate其中，Rdest表示目的寄存器，Immediate表示立即数。
三、指令解析LUI指令用于加载一个16位的立即数，并将其左移16位。
这主要是因为MIPS体系结构中的指令是32位的，立即数只能存储在指令的低16位中。
因此，为了能够使用整个32位寄存器，我们需要将立即数左移16位。
1. 指令执行当MIPS处理器执行LUI指令时，立即数通过零扩展操作成为一个32位数（高16位为0）。
然后，该值被左移16位，并存储在目的寄存器中。
2. 寻址方式LUI指令使用了相对基址寻址方式。
相对基址寻址表示，指令中的立即数表示相对于基址的偏移量。
四、指令示例与演示下面通过一个简单的MIPS汇编程序来演示LUI指令的使用。
假设我们要将立即数0x1234加载到寄存器2中。
具体代码如下：lui 2, 0x1234在执行这条指令之后，寄存器2中的值将变为0x12340000。
这是因为立即数0x1234左移16位后，变为0x12340000。
mips体系结构
MIPS体系结构是一种基于RISC（Reduced Instruction Set Computing）架构的计算机体系结构，它被广泛应用于计算机、移动
设备和嵌入式系统等领域。
MIPS是一个思想精妙、功能强大且方便实现的指令集，具有高效的编译器支持和优秀的性能表现。
在本文中，
我们将深入探讨MIPS体系结构的特点和优势。
MIPS体系结构的核心思想是“简单即快速”，有效地将计算机指令分为若干个固定的操作码和操作数，使得计算机处理和寻址速度更加迅速、简单。
此外，MIPS指令集的体积也更小，更利于计算机的指令流水线实现。
在实际应用中，MIPS体系结构不仅具有高效的指令级并行性（ILP），而且还有着出色的数据级并行性（DLP）。
通过将计算机指令简化为
一些基本操作，如加法、减法、乘法、移位等等，MIPS体系结构能够高效地处理海量数据。
此外，MIPS还采用了一些优化技术，例如指令运算流水线、分支预测等等，使得指令的执行效率更加高效。
除此之外，MIPS体系结构还有着许多优秀的特点，如灵活的扩展性、高效的编译器和汇编器等等。
相比于其他常见的计算机体系结构，MIPS可以轻松扩展到多核和多线程处理器中，而且其指令丰富性和优
秀的编译器支持也能够有效地提高程序的运行效率。
总之，MIPS体系结构是一种特别好用的计算机架构，其高效的指令集和优秀的性能表现让它成为了许多科研、工程和商业领域应用的首选。
相信在未来，随着人工智能等领域的快速发展，MIPS体系结构也必将发挥更加广泛和重要的作用。
计算机系统结构实验报告班级计算机2班实验日期2016.2.24实验成绩姓名殷凤学号22920132203917实验名称MIPS指令系统和MIPS体系结构实验目的要求实验目的及要求：了解和熟悉指令级模拟器；熟练掌握MIPSsim模拟器的操作和使用方法；熟悉MIPS指令系统及其特点，加深对MIPS指令操作语义的理解；熟悉MIPS体系结构。
实验器材：实验平台采用指令级和流水线操作级模拟器MIPSsim；计算机一台。
实验内容、步骤及结果1. 阅读MIPSsim模拟器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系统和汇编语言；2. 对照实验教程启动、配置MIPSsim.exe，参照使用说明，载入程序，多种执行方式查看结果；3. 补充实验的完成：a.求阶乘问题：解决方法：在代码最后加一句指令TEQ r0,r0思路：将自定义的整数存入一个整数寄存器r1,r2，“1”的值存入寄存器r3作为求阶乘时减一的用处，r2减一，与原值r1相乘结果存入r1，判断r2值是否已经减到0，是就运行结束，否则跳转继续r2减一与r1相乘，最后r1的内容就是最终结果。
结果截图：b.ALU运算求(X-Y)*2-(X+Y)/8问题：无思路：题目要求不可以使用乘除指令，则利用逻辑左移（SLL）一位实现乘2，利用逻辑右移（SRL）3实现除以8。
r1 r2中存放自定义的x y，r3中存放x-y的值，r4存放x+y的值，最后结果放在r5中。
结果截图：c.求补码问题：解决方法：把高32位和低32位之间base的差值4个字节事先存进寄存器r6问题：解决方法：改成LABLE1问题：如果是正数的话结果总是错误的解决方法：刚开始忘记判断正负了，如果是正数就直接存回存储器原来的位置，判断正负通过高32位（存在r2中）和十六进制数0x00…0080000000（寄存器r9）进行AND，如果结果等于0（与$r0比较），就为正数，否则就是负数。
思路：r1中放取字指令LW的base值，根据内存中的数据来决定，存储器中高32位数据取出来放进r2，低32位数据放进r3。
计算机组成原理第五章指令系统5.6 MIPS指令详解1R 型指令000000R s R t shamt R d 6bits funct5bits 5bits 5bits 5bits 6bits R 型指令操作数和保存结果均通过寄存器进行；◆op ：操作码，所有R 型指令中都全为0；◆rs ：寄存器编号，对应第1个源操作数；◆rt ：寄存器编号，对应第2个源操作数；◆rd ：寄存器编号，据此保存结果；◆shamt ：常数，在移位指令中使用；◆funct ：功能码，指定指令的具体功能；1R型指令3寄存器R 型指令■R 型指令存在3种不同类型指令功能：$rd ← $rs op $rt指令[31:26][25:21][20:16][15:11][10:6][5:0]指令功能add 000000rs rt rd 00000100000寄存器加sub 000000rs rt rd 00000100010寄存器减and 000000rs rt rd 00000100100寄存器与or 000000rs rt rd 00000100101寄存器或xor000000rsrtrd00000100110寄存器异或1R 型指令1R型指令2寄存器R型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:11][10:6][5:0]指令功能sll00000000000rt rd sa000000逻辑左移srl00000000000rt rd sa000010逻辑右移sra00000000000rt rd sa000011算术右移指令功能：$rd ← $rt shift sajr rs;1寄存器R 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:11][10:6][5:0]指令功能jr000000rs000000000000000001000寄存器跳转1R 型指令PC ← rs◆op ：标识指令的操作功能；◆rs ：第1个源操作数，是寄存器操作数；◆rt ：目的寄存器编号，用来保存运算结果；◆imm ：第2个源操作数，立即数；操作数中涉及立即数，结果保存到寄存器；OPRs R t6bits 立即数5bits 5bits 16bitsI 型指令2I 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:0]指令功能addi001000rs rt imm 寄存器和立即数“加”andi 001100rs rt imm 寄存器和立即数“与”ori 001101rs rt imm 寄存器和立即数“或”xori 001110rs rt imm 寄存器和立即数“异或”lw 100011rs rt imm 从存储器中读取数据sw 101011rs rt imm 把数据保存到存储器beq 000100rs rt imm 寄存器相等则转移bne 000101rsrt imm 寄存器不等则转移lui00111100000rt imm设置寄存器的高16位2I 型指令■I 型指令存在4种不同类型 面向运算的I 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:0]指令功能addi 001000rs rt imm 寄存器和立即数“加”andi 001100rs rt imm 寄存器和立即数“与”ori 001101rs rt imm 寄存器和立即数“或”xori001110rsrtimm寄存器和立即数“异或”addi/andi/ori/xorirt, rs, imm; # $rt ← $rs op E(imm)2I 型指令第一条指令是进行符号扩展，其余是0扩展面向访存的I 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:0]指令功能lw 100011rs rt imm 从存储器中读取数据sw 101011rs rt imm 把数据保存到存储器lw rt, imm(rs) # $rt ← mem[$rs+E(imm)]sw rt, imm(rs) # mem[$rs+E(imm)] ←$rtMIPS32中唯一两条访问存储器的指令(RISC)2I 型指令面向数位设置的I 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:0]指令功能lui 00111100000rt imm 设置寄存器的高16位lui rt, imm # $rt ← imm<<16（空位补0）2I 型指令面向条件转移(分支)的I 型指令指令[31:26][25:21][20:16][15:0]指令功能beq000100rs rt imm 寄存器相等则转移bne 000101rs rt imm 寄存器不等则转移beq rs, rt, immbne rs, rt, imm #if($rs==$rt) PC←PC+E(imm)<<2是标准的PC 相对寻址方式其中imm 要先“带符号扩展”成32位，再左移2位。
mips32指令格式-回复MIPS，即Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages（没有内部互锁流水线级别的微处理器），是一种精简指令集（RISC）体系结构。
MIPS指令格式是指MIPS32指令集中指令的结构和编码规则。
本文将详细介绍MIPS32指令格式，并逐步回答相关问题。
一、MIPS32指令格式概述MIPS32指令格式包括六种基本类型：R类型、I类型、J类型、JAL类型、B类型和Pseudo类型。
每种类型都有其特定的编码格式和使用规则。
1.R类型指令格式R类型指令主要用于寄存器间的操作，如加法、减法和逻辑运算等。
其指令格式如下所示：[opcode] [rs] [rt] [rd] [shamt] [funct]其中，opcode代表操作码，rs代表源寄存器1的编号，rt代表源寄存器2的编号，rd代表目标寄存器的编号，shamt代表位移量，funct代表功能码。
2.I类型指令格式I类型指令主要用于寄存器和立即数之间的操作，如加载、存储和分支等。
其指令格式如下所示：[opcode] [rs] [rt] [immediate]其中，opcode代表操作码，rs代表源寄存器的编号，rt代表目标寄存器的编号，immediate代表立即数。
3.J类型指令格式J类型指令主要用于无条件跳转。
其指令格式如下所示：[opcode] [address]其中，opcode代表操作码，address代表目标地址。
4.JAL类型指令格式JAL类型指令用于有返回地址的跳转。
其指令格式如下所示：[opcode] [address]其中，opcode代表操作码，address代表目标地址。
5.B类型指令格式B类型指令用于条件分支。
其指令格式如下所示：[opcode] [rs] [rt] [offset]其中，opcode代表操作码，rs代表源寄存器1的编号，rt代表源寄存器2的编号，offset代表偏移量。
mips汇编指令手册摘要：一、概述MIPS汇编指令手册二、MIPS汇编指令的基本结构1.指令格式2.操作码和操作数3.寄存器文件三、数据传输指令1.加载和存储指令2.寄存器间的数据传输四、算术和逻辑指令1.加法和减法指令2.乘法和除法指令3.逻辑指令五、移位和位操作指令1.移位指令2.位操作指令六、条件跳转和分支指令1.无条件跳转指令2.条件跳转指令3.分支指令七、循环指令1.循环开始和结束指令2.循环计数指令八、调用和返回指令1.调用指令2.返回指令九、中断和异常处理指令1.中断指令2.异常处理指令十、系统调用指令1.系统调用指令概述2.常用系统调用举例正文：一、概述MIPS汇编指令手册MIPS（Microprocessor without Interlocking Protection Structures）是一种精简指令集计算机（RISC）架构，广泛应用于嵌入式系统和处理器设计。
MIPS汇编指令手册提供了详细的指令集和编程指南，帮助开发者更好地使用MIPS处理器。
本文将简要介绍MIPS汇编指令的基本结构和分类，以供参考。
二、MIPS汇编指令的基本结构1.指令格式MIPS汇编指令采用固定长度的指令格式，包括操作码和操作数。
操作码表示指令的类型，操作数表示指令处理的数据。
2.操作码和操作数MIPS汇编指令的操作码和操作数分为两类：立即数和寄存器。
立即数直接参与运算，而寄存器表示要从寄存器文件中操作的数据。
3.寄存器文件MIPS处理器具有31个通用寄存器，分为两组：一组是30个32位寄存器（X0-X29），另一组是1个32位通用寄存器（PC）。
三、数据传输指令数据传输指令主要用于在内存和寄存器之间传输数据。
1.加载和存储指令加载指令（LDR）将内存中的数据加载到寄存器中，存储指令（STR）将寄存器中的数据存储到内存中。
2.寄存器间的数据传输寄存器间的数据传输可以通过指令如：MOV、CMP等实现。
计算机系统结构实验报告实验名称：MIPS 指令系统和MIPS 体系结构专业年级：0xxxxxxx姓名：xxxxxx计算机系统结构实验报告班级xxxxxxxxxxx 实验日期xxxxxxxxxx 实验成绩姓名xxxxxxxx 学号230xxxxxxxxxx4实验名称Cache性能分析实验目的、要求及器材实验目的：1、加深对Cache的基本概念、基本组织结构以及基本工作原理的理解。
2、掌握Cache容量、相联度、块大小对Cache性能的影响3、掌握降低Cache不命中率的各种方法以及这些方法对提高Cache性能的好处。
4、理解LRU与随机法的基本思想以及它们对Cache性能的影响实验平台：采用Cache模拟器MyCache。
实验内容、步骤及结果首先要掌握 MaCache模拟器的使用方法。
1、Cache容量对不命中率的影响选择地址流文件，选择不同的Cache容量，执行模拟器，记录各种情况的不命中率。
表：地址流文件名： eg.din结论：Cache容量越大，不命中率越低.但增加到一定程度时命中率不变。
2、相联度对不命中率的影响表：64KB相联度 1 2 4 8 16 32 不命中率（%）0.89 0.53 0.47 0.45 0.44 0.44地址流文件： all.din图：64KB表：256KB相联度 1 2 4 8 16 32 不命中率（%）0.49 0.38 0.36 0.36 0.35 0.35地址流文件： all.din图：256KB结论：相联路数越多，则不命中率越低，同时，有个极限值，且该极限值随Cache容量大小的增加而减小。
3 Cache块大小对不命中率的影响块大小Cache容量2 8 32 128 51216 18.61 10.12 3.81 1.95 1.4232 14.22 7.59 2.84 1.26 0.8764 12.62 6.47 2.36 0.92 0.60128 12.98 6.35 2.31 0.76 0.47256 16.04 7.29 2.15 0.72 0.40地址流文件：ccl.din结论：不命中率随分块大小的增大先减小后增大，即存在一个最优的分块大小，且该最优分块随Cache容量的增大而增大。
