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计算机组成原理第四章答案计算机组成原理第四章答案.doc

发布:2017-12-21约4.85千字共6页下载文档
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第4章习题参考答案 1.ASCII码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理?为什么? 答:不合理。指令最好半字长或单字长,设16位比较合适。一个字符的ASCII是7位,如果设计主存单元字长为32位,则一个单元可以放四个字符,这也是可以的,只是在存取单个字符时,要多花些时间而已,不过,一条指令至少占一个单元,但只占一个单元的12位,而另20位就浪费了,这样看来就不合理,因为通常单字长指令很多,浪费也就很大了。 2.假设某计算机指令长度为32位,具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式,指令系统共有70条指令,请设计满足要求的指令格式。 答:字长32位,指令系统共有70条指令,所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令 7位OP 12位操作数 12位操作数 单操作数指令 7位OP 25位操作数 无操作数指令 7位OP - 3.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 OP - 目标寄存器 源寄存器 答:该指令格式及寻址方式特点如下: (1)?单字长二地址指令。 (2)?操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3)?源和目标都是通用寄存器(可分指向16个寄存器)所以是RR型指令,即两个操作数均在寄存器中。 (4)?这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。 4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 15 10 9 8 7 4 3 0 OP - 源寄存器 变址寄存器 偏移量(16位) 答:该指令格式及寻址方式特点如下: 双字长二地址指令,用于访问存储器。 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 RS型指令,一个操作数在通用寄存器(选择16个之一),另一个操作数在主存中。有效地址可通过变址寻址求得,即有效地址等于变址寄存器(选择16个之一)内容加上位移量。 5.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP 寻址方式 寄存器 寻址方式 寄存器 源地址 目标地址 答:该指令格式及寻址方式特点如下: 该指令为单字长双操作数指令,源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄存器构成,寄存器均有8个,寻址方式均有8种。根据寻址方式的不同,指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型; 因为OP为4位,所以最多可以有16种操作。 6.一种单地址指令格式如下所示,其中为I间接特征,X为寻址模式,D为形式地址,I、X、D组成该指令的操作数有效地址E,设R为变址寄存器,R1为基值寄存器,PC为程序计数器,请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。 寻址方式名称 I X 有效地址E ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 0 0 0 0 1 1 00 01 10 11 00 10 E=D E=(PC)+D E=(R)+D E=(R1)+D E=(D) E=((R1)+D),D=0 答: ① 直接寻址 ② 相对寻址 ③ 变址寻址 ④ 基址寻址 ⑤ 间接寻址 ⑥ 先基址后间接寻址 7.某计算机字长为32位,主存容量为64K字,采用单字长单地址指令,共有40条指令。试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。 答:根据题意,40种指令至少需6位OP;四种寻址方式至少需用2位表示;主存为64K,则地址需要16位,而机器字长为32位,可设计如下格式: 31 26 25 18 17 16 15 0 OP - 寻址方式X D 设: 寻址方式X=00为直接寻址方式,由16位的D直接给出有效地址,EA=D 寻址方式X=01为立即寻址方式,由16位的D直接给出操作数,操作数=D 寻址方式X=10为变址寻址方式,设变址寄存器为IR,则EA=(IR)+D 寻址方式X=11为相对寻址方式,设程序计数器为PC,则EA=(PC)+D(D可正可负) 注:IR和PC的位数与机器的字长相等,均为32位 8.某机字长为32位,主存容量为1M,单字长指令,有50种操作码,采用寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即、直接等寻址方式。CPU中有PC,IR,AR,DR和16个通用寄存器。问: (1)指令格式如何安排? (2) 能否增加其他寻址方式? 答: (1) 根据题意,50种操作码至少需6位OP;寻址方式可用2位分别表示最多4种寻址方式;用4
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