究竟什么是机器指令？

问题描述

主存中的用户程序由机器指令和 数据。相比之下，控制存储器保存了一个固定的微程序， 临时用户无法更改。该微程序包括 指定各种内部控制信号的微指令 寄存器微操作的执行。每条机器指令 在控制存储器中启动一系列微指令。这些 微指令生成微操作来获取指令 用于主存储器；评估有效地址，执行 指令指定的操作，并返回控制 获取阶段以重复下一条指令的循环

我在这里不太明白机器指令、微指令和微操作之间的区别。我当然明白，根据给定段落的微指令是指令的中间级别，但其他两个中的哪一个更接近机器语言。 CLA、ADD、STA、BUN、BSA、AND 等是机器指令还是微操作？

解决方法

CPU 对外展示自己是一个能够执行机器指令的设备。例如，

mov (%esi,%ebx,4),%edx

是一条机器指令，它将地址 ESI+4*EBX 处的 4 个字节的数据移动到寄存器 EDX 中。 机器说明是公开的 - 它们由 CPU 制造商在用户手册中发布。 gcc 等编译器会输出包含机器指令的文件，这些文件通常以 EXE/DLL 文件结尾。

如果你仔细看上面的指令，你会发现这是一个相当复杂的操作。它涉及一些算术（乘法和加法）来获取内存地址，然后将数据从该地址移动到寄存器中。从 CPU 的角度来看，使用已经存在的算术单元也是有意义的。因此，将这条指令分解为微指令是很自然的。本质上，mov 指令是由 CPU 内部实现的，是用微指令编写的微程序。然而，这是 CPU 的实现细节。 微指令是 CPU 内部的，除了 CPU 制造商之外，任何人都看不到它们。

微指令有几个好处：

• 它们简化了内部 CPU 架构、设计和测试，从而降低了单位成本
• 它们可以轻松创建丰富而强大的机器指令集（您只需以不同方式组合微指令）
• 它们在不同的 CPU 上提供一致的机器语言（例如，至强和奔腾都实现了基本的 x86_64 指令集，尽管它们在硬件上非常不同）
• 创建优化（即一个 CPU 上的相同指令可以由硬件实现，另一个可以在微指令中模拟）
• 修复错误（例如，您可以在机器运行时修复 Spectre 漏洞，而无需购买新 CPU 和打开服务器）

有关详细信息，请参阅https://en.wikipedia.org/wiki/Micro-operation

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我认为你的问题的答案就在这三句话中：

• 主存中的用户程序由机器指令和数据组成
• 每条机器指令都会在控制存储器中启动一系列微指令。
• 这些微指令产生微操作。

所以：

• 用户提供机器指令
• 那些被翻译成微指令
• 那些被转化为微操作

您提到的助记符是用户可能用来编写或读取机器指令列表的助记符（实际指令只是处理器理解的位模式）。 “临时用户”（即芯片设计者以外的所有人）从不需要直接处理微指令或微操作，因此永远不会知道他们的个人名称。