1.指令系统的发展
（1）一条发展路径为：增强指令的功能和数目，缩小与高级语言的语义差异，简化编译器设计，同时硬件复杂度提升。基于VLSI（超大规模集成电路），发展出了复杂指令集计算机CISC（Complex Instruction Set Computer）。
缺点：编程实践中的80%-20%规律：程序执行时用到的80%的指令，是指令系统中20%的指令。CISC设计复杂、开发成本高。
（2）另一条技术路径：RISC（Reduced Instruction Set Computer）精简指令集计算机。其技术特点：只包含必不可少的指令和少数最常用的指令，用20%的指令组合实现不常用的80%的指令的功能，指令长度固定、指令格式种类少、寻址方式少。
2.指令系统概述
一台计算机能够执行的机器指令的集合就是这台计算机的指令系统。计算机设计者的重要工作之一为设计指令系统，计算机的使用者根据每一条指令的功能，来操纵计算机。
机器指令格式：操作码字段 + 地址码字段
操作码：位数反映指令数目，内容反映机器做什么操作。可分为长度固定（如RISC及其，指令规整，译码简单）和长度可变（操作码分散在指令字的不同字段中，控制器设计相对复杂）两类。
地址码：用来指定该指令操作数的地址（源操作数）、结果的地址（目的操作数）、以及（可能有的）下一条指令的地址。
操作码扩展技术：通过操作码扩展（对应的地址码长度收缩）技术，能够有效缩短指令的平均长度。
例1：假设我们只需要5条指令。如果采用长度固定操作码，要用3位；如果采用变长操作码，我们把00,01,10作为前三条指令，然后用剩下的一个码点（码点就是二进制位的一种组合方式）11作为扩展标志，把下一个位也扩展成操作码，110、111两个指令。平均操作码长度就为2.4位了。
例2：假设一台计算机指令字长16位，操作码和地址码都为四位。请列出几种可能的操作码设计方法。
方法一：前四位做操作码，后十二位做地址码，可得到16位三地址指令。
方法二（扩展方式1）：前四位只使用0000到1110共15个码点，得到15条三地址指令；留下的1111码点用来扩展指令，第二个四位我们仍然采用0000到1110共15个码点，得到15条二地址指令；第二个四位又留下一个1111码点，若前八位都为1，此时第三个四位也作为操作码，我们仍然采用0000到1110共15个码点，获得15条一地址指令；最后若前十二位都为1，做后四位也作为操作码，得到16条零地址指令。
方法三（扩展方式2）：前四位采用0000到1110共15个码点，得到15条三地址指令；第二个四位采用0000到1101共14个码点，获得14个二地址指令；若第二个四位为1110，采用第三个四位的16个码点，得到16条一地址指令；若第二个四位为1111，采用第三个四位的15个码点，又得到15条一地址指令；最后若前12位都为1，后四位也被扩展成操作码，得到16条零地址指令。
所以可以看到，扩展操作码的方式设计巧妙，方法不唯一，根据需要进行设计。
指令字长：
指令字长取决于操作码的长度、地址码的长度、地址码的个数。指令字长可分为固定和可变两类。固定：指令字长通常等于存储字长，一次访存；可变：按字节的倍数变化。多字长指令需要多次访存，所以我们设计计算机指令系统的时候，应该让使用最频繁的指令的字长最短。