计算机组成原理第3章作业参考答案(讲).doc

第三章参考答案【3-9】某机字长为16 位，主存容量为64K 字，采用单字长单地址指令，共有50条指令。若有直接寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址四种寻址方式，试设计其指令格式。解：分析：有50条指令，操作码部分共需要6位；4种寻址方式，寻址方式说明2位；形式地址码部分8位。 OP （6位）M（2位）A（8位）【3-10】 某机字长为16位，主存容量为64K字，指令格式为单字长单地址，共有64条指令。试说明：（）若只采用直接寻址方式，指令能访问多少主存单元？（）为扩充指令的寻址范围，可采用直接间接寻址方式，若只增加一位直接间接标志，指令可寻址范围为多少？ 指令直接寻址的范围为多少？（） 采用页面寻址方式，若只增加一位ZC（零页现行页）标志，指令寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？（） 采用（） 、（） 两种方式结合，指令的寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？解：（1）分析： 指令共有64条，需要操作码6位；指令格式为单字长单地址，而机器字长为16位，所以地址码部分10位。指令格式如图所示：OPA 6位 10位若采用直接寻址方式，即：形式地址等于有效地址，EA=A，所以指令能访问的主存单元为=1K字（2）为扩充指令的寻址范围，采用直接间接寻址方式，若只增加一位直接间接标志，指令格式如图所示：OPA 6位 1位 9位指令直接寻址的范围为=512字。 由于存储单元存储16位字，间接寻址的最大寻址范围是=64K字。（3）采用页面寻址方式，若只增加一位ZC（零页现行页）标志，指令格式如下如所示：OP (ZC)形式地址A 6位 1位 9位由于A为9 位，所以直接寻址的范围是=512字 。 由于：,是16位，所以指令可寻址范围=64K字。（4）采用（） 、（） 两种方式结合，此时需要 和ZC 两个标志位，指令格式如下如所示：OP(ZC)形式地址A 6位 1位 1位 8位直接寻址范围是；指令可寻址范围仍为=64K字。【3-12】 已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下：OPRA 6位 2位 8位其中：OP 为操作码，R 为通用寄存器地址。试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字？（） A 为立即数。（） A 为直接主存单元地址。（） A 为间接地址（非多重间址） 。（） A 为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R （字长为16位）解：（1）A 为立即数，由于是包含在指令中，所以能访问的主存区域1个机器字。（2）A 为直接主存单元地址，能访问的最大主存区域为（256字）（3）若A 为间接地址（非多重间址），EA=（A）为16位，所以能访问的最大主存区域为=64K（4）A 为变址寻址的形式地址，变址寄存器为R （字长为16位），EA=(R1)+A 。所以能访问的最大主存区域=64K【3-14】假定某机的指令格式如下：其中：Bit11 ：间接寻址；Bit8 ：变址寄存器I 寻址；Bit7 ：变址寄存器I 寻址；Bit（零页现行页寻址）：ZC ，表示页面；ZC ，表示现行页面，即指令所在页面。若主存容量为 个存储单元，分为 个页面，每个页面有 个字。设有关寄存器的内容为（PC） 0344Q（I1） 1111Q （I） 0256Q试计算下列指令的有效地址。（） 1046Q（） 2433Q（） 3215Q（） 1111Q解：（1）1046Q=（001 000 100 110）2由于格式中的11、8、7、6均为0，所以为0页面直接寻址，得：EA=0046Q。 （2）2433Q=（010 100 011 011）28#位为1，故为变址寄存器I1寻址，所以 EA = （I1） +（011 011）2=1111Q+33Q=1144Q （3）3215Q=（011 010 001 101）27#位为1，表示变址寄存器I2寻址，故 EA = 0256Q+15Q=0273Q （4）1111Q=（001 001 001 001）2第6位为1，表示现行页面寻址，所以 EA = （PC）H/（001 001）2=03Q / 11Q=0311Q【3-17】设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，用补码表示。假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H ，且CPU 每取一个字节便自动完成（PC）PC的操作。试问当执行JMP +8和JMP -9 指令（为相对寻址特征）时，转移指令第二字节的内容各为多少？ 转移的目的地址各是什么？分析：JMP指令格式示意图：操作码相对位移量（补码） 1字节 1字节（8）补=（0000 1000）2 （-9）补=（1111 0111）2 当前转移指令第一字节所在的地址为2000H ，相对转移指令JMP占2字节，执行JMP指令，程序计数器（指令指针）PC=2002H，当执行JMP+8时，转移指令第二字节的内容为（0000 1000）2，转移的目的地址是200AH；执行JMP -9 时，转移指令第二字节的内容为（1111