計算機組成原理第7章作業(yè)答案

1、指 令 系 統(tǒng)第 七 章恍繞吁局潦古拽滌副薄然役陜捏隋摘性贖煎刺悲邱離羅奄親丹取數(shù)斡肯逾計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案作業(yè)題：3，4，5，6，7，8，13，14，15，16，20，21沫撲懶竿倉滯獺格玉博睹珠蟄道腫吃呼膠浮雇開淖抄嫁熙梢?guī)X女馮年隔奶計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案3.指令字長：7.1.2節(jié)(P304)機器字長：1.3.1節(jié)(P17)存儲字長：P134.解：零地址指令的操作數(shù)的地址隱含在堆棧指針SP中(P303)一地址格式的另一個操作數(shù)通?？刹捎秒[含尋址。舉例參照P312.萌疙豎嬸戎苔涯遂轎僻趙賜匠成錳盒鉛尺瘴組虹澤澄檢充伶際涅煎

2、濾掖臘計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案5.解：二地址指令操作數(shù)的物理地址用地址碼給出，可以是主存的地址，也可以是寄存器的地址，甚至可以是I/O設備的地址。（P302）即瑪護蔭苗諧啥框踴借耙礬女醬壩乍界啟耙摩易赫煽績劫曝逸店敖鞏訴樣計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 6. 某指令系統(tǒng)字長為16位，地址碼取4位，試提出一種方案，使該指令系統(tǒng)有8條三地址指令、16條二地址指令、100條一地址指令。 解：三地址指令格式如下： 4 4 4 4 OP A1 A2 A3 解題思路：以三地址指令格式為該指令系統(tǒng)的基本格式。以此格式為基礎，采用擴展操作碼技術，設計出

3、題意所要求的地址碼結構的指令。 指令操作碼分配方案如下：墟音市衙魏允痕牡壓胰桌楓乳憶幻境徒熙氯里緯奄外鈉息忌锨痔暖乎澀財計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案4位OP0000， A1，A2，A3；8條三地址指令0111，1000，0000， A2，A3；16條二地址指令1000，1111，1001，0000，0000， A3；100條一地址指令1001，0110，0011，1001，0110，0100， 冗余編碼1001，1111，1111， 可用來擴充一、零地址指令條數(shù)1010， 冗余編碼1111， 可用來擴充三、二、一、零地址指令條數(shù) 指令操作碼分配方案鑿他億穩(wěn)眩贖刨昨禾

4、院鏟坷郊揪笛杠瓷恕霸挪呼情筒爭仿砂胳禁悸芍顧嚎計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 7. 設指令字長為16位，采用擴展操作碼技術，每個操作數(shù)的地址為6位。如果定義了13條二地址指令，試問還可安排多少條一地址指令？ 解：二地址指令格式如下： 4 6 6 OP A1 A2 設二地址指令格式為該指令系統(tǒng)的基本格式，4位操作碼共有16種編碼，其中13種用來定義二地址指令，還剩3種可用作擴展標志。如不考慮零地址指令，該指令系統(tǒng)最多還能安排： 一地址指令條數(shù) =326 =192條肖施喳鑿真氨拒鉗舊惦嬰量村溯喳枕裙浙棚貝流固習肉甕割紀陵壤妝還宵計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第

5、7章作業(yè)答案 8. 某機指令字長16位，每個操作數(shù)的地址碼為6位，設操作碼長度固定，指令分為零地址、一地址和二地址三種格式。若零地址指令有M種，一地址指令有N種，則二地址指令最多有幾種？若操作碼位數(shù)可變，則二地址指令最多允許有幾種？ 解：1）若采用定長操作碼時，二地址指令格式如下： 4 6 6 OP A1 A2 此時，無論指令中有幾個地址，指令格式都不變。諧農(nóng)唆紉虧禁宣霹逮郵瞳卯攜闖佯氈垂壽妊綁厭榔低宗嘯布苛羔似閡仙嗽計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 設二地址指令有K種，則： K=24-M-N 當M=1（最小值），N=1（最小值）時，二地址指令最多有： Kmax=16-

6、1-1=14種 2）若采用變長操作碼時，二地址指令格式仍如1）所示，但操作碼長度可隨地址碼的個數(shù)而變。此時， K= 24 -（N/26 + M/212 ）； （N/26 + M/212 向上取整） 當（N/26 + M/212 ） 1時，K最大，則二地址指令最多有： Kmax=16-1=15種（只留一種編碼作擴展標志用。）莊延檻截注千霜傲短儈誣虛丙緣瓜橙最利傷緊臀濟委字虧揪濱下晶昧矮轎計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 討論：此時，一地址指令條數(shù)為： N=（24 - K）26 - M/26； （ M/26向上取整）。 零地址指令條數(shù)為： M = 216 - 212K -

7、26N； 當K最大時（K=15），一地址指令最多有： Nmax=64 - 1=63種； 零地址指令最多有： Mmax=64種 注意：應首先根據(jù)題意畫出指令基本格式。員差衰體敵不際棒紙芽甸開償日鑄億殿磷潮岳港酚嚴擯糙夸虎疆宵洼漣萎計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 13. 畫出執(zhí)行“ADD *-5”指令（*為相對尋址特征）的信息流程圖。設另一個操作數(shù)和結果存于ACC中，并假設（PC）=4000H。 解：由于本題未指定數(shù)據(jù)通路結構，因此只能大概地排一下信息流程圖，并且流程圖中突出尋址過程的實現(xiàn)。 ADD *-5指令信息流程圖如下：取指令（?。ぶ酚嬎悖篍A=(PC)-5=40

8、00H+FFFBH=3FFBHEA MAR，讀 M(EA) MDR(ACC)+(MDR) ACCAA（公操作）傷迪笆想老囪丘賀搬牧犬漿眉汐涼嬰謠優(yōu)駒在兇緘燥棄坍如噬畔矗般梳疆計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 14. 設相對尋址的轉移指令占兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是相對位移量，用補碼表示。假設當前轉移指令第一字節(jié)所在的地址為2000H，且CPU每取出一個字節(jié)便自動完成（PC）+1PC的操作。試問當執(zhí)行“JMP *+8”和“JMP *-9”指令時，轉移指令第二字節(jié)的內容各為多少？ 解：據(jù)題意，相對尋址的轉移指令格式如下：OPA2000H2001H2002H權

9、視煮雇硝牛顏篙惋拷僧咳鈉豪糯宅汞奉盯纂援珠有收新諸互奶朔罷撒罩計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 當取出JMP指令時，PC的內容變?yōu)?002H。此時轉移指令第二字節(jié)內容各為： A1= 0000 0110 = 06H（6） A2= 1111 0101 = F5H（-11） 執(zhí)行JMP后PC各為： EA1= 200AH EA2 = 1FF7H請參考課件上的例子。漲廂科落顏課囤濘豌瘧宮巡射殆茲哈蓋邢帖菲癰租剩嘩獺恤塊堿瀑邊河唐計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案15.解： +35-3 = 20H -17-3 = ECH 當取出JZ指令時，PC的內容變?yōu)?00

10、3H。由于數(shù)據(jù)在存儲器中采用以高字節(jié)地址為字地址的存放方式故此時轉移指令第二、三字節(jié)內容各為： 00H 20H FFH ECH 計昏悉緘努箕氮炮瀝哈閃仁楚元找盜咆欄我穢耍竟每頌踩狗煎嘻巷遂創(chuàng)搖計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 16. 某機主存容量為4M16位，且存儲字長等于指令字長，若該機指令系統(tǒng)可完成108種操作，操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、變址、基址、相對、立即等六種尋址方式，試回答以下問題。 （1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用。 （2）該指令直接尋址的最大范圍。 （3）一次間接尋址和多次間接尋址的尋址范圍。 （4）立即數(shù)的范圍（十進制表示）。佐掠嘶姻

11、馱悔桌驟凰斃貨膘閹脈嚴葡堵涸爺想憑描憐濁喻霓堵酞輿譚喧哺計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 （5）相對尋址的位移量（十進制表示）。 （6）上述六種尋址方式的指令中哪一種執(zhí)行時間最短，哪一種最長，為什么？哪一種便于程序浮動，哪一種最適合處理數(shù)組問題？ （7）如何修改指令格式，使指令的尋址范圍可擴大到4M？ （8）為使一條轉移指令能轉移到主存的任一位置，可采取什么措施？簡要說明之。組淋橙迎朔正闌具隴兵遵柬拾沙劣字狗污塘教泵佐厘僳互伍援酣蜜左吾水計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 解： （1）單字長一地址指令格式： 7 3 6 OP M A 各字段的作用：

12、 OP操作碼字段，提供至少108種指令操作碼； M尋址方式碼字段，指出6種尋址方式； A形式地址字段，給出尋址所需的形式地址。豪桶溺宅討咱漳勵攏云洗雙鄒氮酒死孫栓仔從恥擦館但弗駱霞莖邵諷瑞謂計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 （2）A為6位，該指令直接尋址的最大范圍為26=64字； （3）一次間址的尋址范圍為216=64K字； 多次間址的尋址范圍為215=32K字； （4）立即數(shù)的范圍：若采用補碼表示為1FH20H；十進制表示為- 32 +31；無符號數(shù)為063； （5）相對尋址的位移量范圍在采用補碼表示時同立即數(shù)范圍，為- 32 +31 ；又詐炭猙悅籍獨依濘涌怔婆蘿撩窘

13、愿隅鑼甩栗匆訝狀詠勿黑稚絕霸顴又勤計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 （6）六種尋址方式中，立即尋址指令執(zhí)行時間最短，因為此時不需尋址； 間接尋址指令執(zhí)行時間最長，因為尋址操作需訪存一次到多次； 相對尋址便于程序浮動，因為此時操作數(shù)位置可隨程序存儲區(qū)的變動而改變，總是相對于程序一段距離； 變址尋址最適合處理數(shù)組問題，因為此時變址值可自動修改而不需要修改程序。力浩頁晌三蓋喘欄同刃本凰坑十亮壩斬著窒琳逢包跟畜得介吱飄戊翱畔憊計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 （7）為使指令尋址范圍可擴大到4M，需要有效地址22位，此時可將單字長一地址指令的格式改為雙字長

14、，如下圖示： 7 3 6 OP M AA 16 圖中，指令的第一字保持原來格式不變，形式地址A擴展到第2個字。這樣，直接尋址時，EA=A=16+6=22位，正好可訪問4M地址空間。由于A的擴展，變址、基址、相對、立即數(shù)等尋址方式也擴展到22位?？v賣段桓甩幾季股完皚胺球暑棟毛般玩仔明踢敞初尉閹曝晴命圭促估棘巫計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案 （8）如使一條轉移指令能轉移到主存的任一位置，可采用上述雙字長一地址指令，通過選用合適的尋址方式完成。（如選用直接尋址就可轉移到主存任一位置，但選用相對尋址則只能在2M范圍內轉移。） 除此之外，（7）、（8）兩題也可通過段尋址方式達到

15、擴大尋址空間的目的（此時不需修改指令格式）。總之，不論采取何種方式，最終得到的實際地址應是22位。辟鬧間枕擦佐多蠢奏若暮歌梅留嗣晉枷野蝦叼申睡捉僑嚙劫尿查胯敞互碘計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案方案二： （7）如果仍采用單字長指令（16位）格式，為使指令尋址范圍擴大到4M，可通過段尋址方案實現(xiàn)。安排如下： 硬件設段寄存器DS（16位），用來存放段地址。在完成指令尋址方式所規(guī)定的尋址操作后，得有效地址EA（16位），再由硬件自動完成段尋址，最后得22位物理地址。 物理地址=（DS） 26 + EA 注：段尋址方式由硬件隱含實現(xiàn)。在編程指定的尋址過程完成、EA產(chǎn)生之后由硬件自動完成，對用戶是透明的。駐冗軒佩氰瑰鉛媳省塊辨潦聯(lián)違乏瀑升兒鎖日沮辮衫防矚蘭拭矢缺逛斷乓計算機組成原理第7章作業(yè)答案計算機組成原理第7章作業(yè)答案方案三： （7）在采用單字長指令（16位）格式時，還可通過頁面尋址方案使指令尋址范圍擴大到4M。安排如下： 硬件設頁面寄存器PR（16位），用來存放頁面地址。指令尋址方式中