1．面向目标程序优化指令系统 　　目标程序是由机器指令直接组成的，是要在处理机直接执行的，因此，面向目标程序优化指令系统是提高计算机系统性能最直接的办法。优化目标程序的指标主要有两个：一是缩短程序的长度，即减少程序的空间开销，另一个是缩短程序的执行时间，即减少程序的时间开销。 　　优化目标程序的方法是：对大量的目标程序及其执行情况进行统计分析，找出那些使用频度高，执行时间长的指令或指令串。对于那些使用频度高的指令，用硬件加快其执行，就能缩短整个程序的执行时间。对于那些使用频度高的指令串，用一条新的指令来代替它，这样，不但能缩短整个程序的执行时间，而且能缩短整个程序的长度，从而减少程序的空间开销。 　　优化目标程序的主要途径有以下几个方面。 　　(1)增强数据传送指令的功能 　　数据传送指令在整个指令系统中占有非常重要的地位，因此，增强数据传送指令的功能对提高计算机系统的性能至关重要。 　　我们用C编译程序和PROLOG解释程序对Intel 8088处理机的所有指令的使用频度和执行时间进行了统计，其中，最常用的3种数据传送指令MOV、PUSH和POP的使用频度中占近40％，执行时间占30％以上。从IBM大中型计算机的统计结果看，数据传送指令所占的比例还要高。 　　在通用寄存器与通用寄存器之间、通用寄存器与主存储器之间、主存储器与主存储器之间、通用寄存器与系统堆栈之间设置数据块传送指令，能够明显加快向量运算、中断现场的保存和恢复等。用一条指令就能够传送一块数据。 　　(2)增强运算型指令的功能 　　在科学计算的应用程序中，经常要计算各种各样的函数，为此，在有些计算机系统设置有常用的函数运算指令。如开平方 ，三角函数sin(x)、cos(x)、tg(x)，对数函数ln(x)、lg(x)，指数函数 等。这样，就能用一条指令代替一个子程序来完成函数计算。 　　在事务处理应用中，经常有十进制运算。如果把十进制数先转换成二进制数，计算完成后再转换回十进制，程序的时间开销和空间开销都会很大。因此，在许多计算机中都设置有一套十进制运算指令。也有些计算机设置有二进制到十进制和十进制到二进制的转换指令。 　　另外，在事务处理应用中也经常遇到码制转换问题，如ASCII码与BCD码之间的转换，ASCII码与EBCDIC码之间的转换。在IBM 370计算机中就设置有专门的码制转换指令，用一条指令就能完成一个字串的码制转换。 　　(3)增强程序控制指令的功能 　　由于循环在一般程序占有相当大的比例，而且，许多循环程序中的循环体本身往往很短，在一般高级语言中，循环体中只有一条语句的约占40％左右，有一至三条语句的约占70％左右。因此，循环控制指令在整个循环程序中占据了相当大的比例。 　　循环控制一般要用三条指令来完成，一条加减法指令，一条比较指令和一条条件转移指令。为了支持循环程序的快速执行，缩短循环程序的代码长度，可以用一条循环控制指令来实现。 　　2．面向高级语言和编译程序优化指令系统 　　大多数人都已经习惯用高级语言编写程序。目前在机器上实际运行的绝大多数程序，都是用高级语言编写，并经编译程序编译后生成的目标程序。 　　然而，大多数高级语言与一般计算机的机器语言的语义差距非常大，通常用高级语言编写的程序经编译程序编译后生成的目标程序，与直接用机器语言或汇编语言编写的程序相比，时间开销和空间开销都要大一个数量级。 　　因此，改进指令系统，增加对高级语言和编译程序的支持，缩小高级语言与机器语言的差距，就能提高整个计算机系统的性能。