第4章指令系统-堆栈寻址及习题

1、10. 堆栈寻址堆栈寻址(1) 堆栈的特点堆栈的特点堆栈堆栈硬堆栈硬堆栈软堆栈软堆栈多个寄存器多个寄存器指定的存储空间指定的存储空间先进后出先进后出（一个入出口）（一个入出口） 栈顶地址栈顶地址 由由 SP 指出指出 11FFFH +12000 H进栈进栈 （SP） 1 SP出栈出栈 （SP）+ 1 SP栈顶栈顶栈底栈底2000 HSP2000 H1FFF HSP1FFFH栈顶栈顶栈底栈底进栈进栈出栈出栈 1FFF H栈顶栈顶 2000 H栈顶栈顶(2) 堆栈寻址举例堆栈寻址举例15200HACCSPX栈顶栈顶200H栈底栈底主存主存151FFHACCSP15栈顶栈顶200H栈底栈底主存主存X

2、1FFHPUSH A 前前PUSH A 后后POP A 前前POP A 后后Y1FFHACCSPX栈顶栈顶200H栈底栈底主存主存151FFH15200HACCSP栈顶栈顶200H栈底栈底主存主存X15(3) SP 的修改与主存编址方法有关的修改与主存编址方法有关 按按 字字 编址编址进栈进栈出栈出栈（SP） SP（SP）+ 1 SP 按按 字节字节 编址编址存储字长存储字长 16 位位进栈进栈出栈出栈（SP） 2 SP（SP）+ 2 SP存储字长存储字长 32 位位进栈进栈出栈出栈（SP） 4 SP（SP）+ 4 SP【例例4.1】某计算机存储器按字某计算机存储器按字(16位位)编址，每取编

3、址，每取出一条指令后出一条指令后PC值自动加值自动加1，说明其指令长度，说明其指令长度是是( )。A.1个字节个字节 B.2个字节个字节 C.3个字节个字节 D.4个字节个字节第第4章章 指令系统例题指令系统例题第第4章章 指令系统指令系统【例例4.2】在关于一地址运算类指令的叙述中，在关于一地址运算类指令的叙述中，正确的是正确的是( )A.仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供供B.可能有一个操作数，也可能有两个操作数可能有一个操作数，也可能有两个操作数C.一定有两个操作数，另一个是隐含的一定有两个操作数，另一个是隐含的D.指令的地址码字段存放的一定是

4、操作码指令的地址码字段存放的一定是操作码第第4章章 指令系统指令系统【例例4.3】一个计算机系统采用一个计算机系统采用32位单字长指令，位单字长指令，地址码为地址码为12位，如果定义了位，如果定义了250条二地址指令，条二地址指令，那么单地址指令的条数有那么单地址指令的条数有( )A.4K B.8K C.16K D.24K第第4章章 指令系统指令系统【例例4.4】设机器字长设机器字长32位，一个容量位，一个容量为为16MB的存储器，的存储器，CPU按半字寻址，按半字寻址，其寻址单元数是其寻址单元数是( )A.224 B.223 C.222 D.221【例例4.5】设机器字长设机器字长32位，一

5、个容量位，一个容量为为16MB的存储器，若按双字编址，的存储器，若按双字编址，其寻址单元数是其寻址单元数是( )A.8MB B.2M C.4M D.16M第第4章章 指令系统指令系统【例例4.6】在一个在一个36位长的指令系统中，位长的指令系统中，设计一个扩展操作码，使之能表示设计一个扩展操作码，使之能表示下列指令：下列指令：(1)7条具有两个条具有两个15位地址和一个位地址和一个3位位地址的指令；地址的指令；(2)500条具有一个条具有一个15位地址和一个位地址和一个3位地址的指令；位地址的指令；(3)50条无地址指令。条无地址指令。第第4章章 指令系统指令系统(1)(2)(3)OP (3)

6、A1 (15)A2 (15)A3 (3)000010OP1 (3)OP2(15)A1 (15)A2 (3)111000000000000000000000111110011OP1 (3)OP2(15)OP3(18)111000000111110100000000000000000000000001000100101000000000000000000第第4章章 指令系统指令系统【例例4.7】某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，变址时的位移量为字，变址时的位移量为-6463,16个通用寄存个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，器可作为变址寄存器

7、。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。满足下列寻址类型的要求。（1）直接寻址的二地址指令）直接寻址的二地址指令3条。条。（2）变址寻址的一地址指令）变址寻址的一地址指令6条。条。（3）寄存器寻址的二地址指令）寄存器寻址的二地址指令8条。条。（4）直接寻址的一地址指令）直接寻址的一地址指令12条。条。（5）零地址指令）零地址指令32条。条。试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址的一地址指令，还能容纳多少条？的一地址指令，还能容纳多少条？第第4章章 指令系统指令系统某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，字，变址

8、时的位移量为变址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。足下列寻址类型的要求。（1）直接寻址的二地址指令）直接寻址的二地址指令3条。条。000110OP（2）A1（7）A2（7）第第4章章 指令系统指令系统某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，字，变址时的位移量为变址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。足下列寻址类型的要求

9、。（2）变址寻址的一地址指令）变址寻址的一地址指令6条条。110001100111101OP（5）Rx（4）A（7）第第4章章 指令系统指令系统某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，字，变址时的位移量为变址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。足下列寻址类型的要求。（3）寄存器寻址的二地址指令）寄存器寻址的二地址指令8条。条。111100001111000111110111OP（8）Ri（4）Rj（4）第第4章章 指令系统指令系统某机字长某

10、机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，字，变址时的位移量为变址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。足下列寻址类型的要求。（4）直接寻址的一地址指令）直接寻址的一地址指令12条。条。111110000111110001111111011OP（9）A（7）第第4章章 指令系统指令系统某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，字，变址时的位移量为变址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可个通用寄存器可作为变址寄存器。设

11、计一套指令系统格式，满作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。足下列寻址类型的要求。（5）零地址指令）零地址指令32条。条。111111100000000011111110000000011111111000011111OP（16）第第4章章 指令系统指令系统某机字长某机字长16位，存储器直接寻址空间位，存储器直接寻址空间128字，变字，变址时的位移量为址时的位移量为-6463，16个通用寄存器可作为个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。寻址类型的要求。试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址

12、的试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址的一地址指令，还能容纳多少条一地址指令，还能容纳多少条？（480，30）11111110000111111111111111111111OP（12）Ri（4）第第4章章 指令系统指令系统【例例4.8】假设寄存器假设寄存器R中的数值为中的数值为200，主存地，主存地址为址为200和和300的地址单元中存放的内容分别是的地址单元中存放的内容分别是300和和400，若访问到的操作数是，若访问到的操作数是200，则寻址，则寻址方式是方式是( )A.直接寻址直接寻址200 B.寄存器间接寻址寄存器间接寻址(R) C.存储器间接寻址存储器间接寻址(200) D.寄

13、存器寻址寄存器寻址R分析：直接寻址分析：直接寻址200和寄存器间接寻址和寄存器间接寻址(R)获得的获得的操作数是操作数是300，存储器间接寻址，存储器间接寻址(200)获得操作获得操作数是数是400，寄存器寻址，寄存器寻址R获得操作数获得操作数200.第第4章章 指令系统指令系统【例例4.9】在变址寄存器寻址方式中，在变址寄存器寻址方式中，若变址寄存器的内容是若变址寄存器的内容是4E3CH，指，指令中的形式地址是令中的形式地址是63H，则它对应的，则它对应的有效地址是有效地址是( )A.63HB.4D9FHC.4E3CHD.4E9FH第第4章章 指令系统指令系统【例例4.10】一条双字长的一条

14、双字长的LOAD指令存储在地址为指令存储在地址为200和和201的存的存储位置，该指令将指定的内容装入累加器储位置，该指令将指定的内容装入累加器AC中。指令的第一个字中。指令的第一个字指定操作码和寻址方式，第二字是地址部分。寄存器与主存内容指定操作码和寻址方式，第二字是地址部分。寄存器与主存内容示意图如图所示，指令的寻址方式字段可指定任何一种寻址方式。示意图如图所示，指令的寻址方式字段可指定任何一种寻址方式。问在下列寻址方式中，装入问在下列寻址方式中，装入AC的值。的值。(1)直接寻址直接寻址(2)立即寻址立即寻址(3)间接寻址间接寻址(4)相对寻址相对寻址(5)变址寻址变址寻址(6)寄存器寄

15、存器R1寻址寻址(7)寄存器寄存器R1间接寻址间接寻址 (800)(500)(300)(325)(900)(400)(700)第第4章章 指令系统指令系统【例例4.11】堆栈寻址中，设堆栈寻址中，设A为累加器，为累加器，SP为堆栈指示器，为堆栈指示器，MSP为为SP指示的指示的栈顶单元，如果进栈操作的动作顺栈顶单元，如果进栈操作的动作顺序是序是(A)MSP，(SP)-1SP，那么，那么出栈操作动作顺序应为出栈操作动作顺序应为( )A.(MSP)A, (SP)+1SP B. (SP)+1SP , (MSP)AC. (SP)-1SP , (MSP)AD.以上都不对以上都不对第第4章章 指令系统指令

16、系统【例例4.12】在向上生成在向上生成(地址码减小方地址码减小方向向)堆栈中，若约定为实顶栈堆栈中，若约定为实顶栈(即堆栈即堆栈指针随时指向实有数据的堆栈指针随时指向实有数据的堆栈)，则，则正确的弹出数据操作为正确的弹出数据操作为( )A.先使先使(SP)+1，再读出数据，再读出数据B.先读出数据，再使先读出数据，再使(SP)+1C.先使先使(SP)-1 ，再读出数据，再读出数据D.先读出数据，再使先读出数据，再使(SP)-1第第4章章 指令系统指令系统【通考真题通考真题1】 某机器字长某机器字长16位，主存按字节编址，位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组转移指令采用相对寻

17、址，由两个字节组成，第一个字节为操作码字段，第二字成，第一个字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节每取一个字节PC自动加自动加1。若某转移指令。若某转移指令所在主存地址为所在主存地址为2000H，相对位移量字段，相对位移量字段的内容为的内容为06H，则该转移指令成功转移后，则该转移指令成功转移后的目标地址是的目标地址是( )A.2006H B.2007H C.2008H D.2009H第第4章章 指令系统指令系统【通考真题通考真题2】下列关于下列关于RISC的叙述中，错误的是的叙述中，错误的是( )A.RISC普遍采用微程序控制

18、器普遍采用微程序控制器B.RISC大多数指令在一个时钟周期内大多数指令在一个时钟周期内完成完成C.RISC的内部通用寄存器数量相对的内部通用寄存器数量相对CISC多多D.RISC的指令数、寻址方式和指令格的指令数、寻址方式和指令格式种类相对式种类相对CISC少少第第4章章 指令系统指令系统【通考真通考真题题3】 某计算机字长某计算机字长16位，主存地址空间大小为位，主存地址空间大小为128KB，按字编址，采用定长指令格式，指令各，按字编址，采用定长指令格式，指令各字段定义如下：字段定义如下：转移指令采用相对寻址方式，相对偏移是用补码转移指令采用相对寻址方式，相对偏移是用补码表示，寻址方式定义如下：表示，寻址方式定义如下：第第4章章 指令系统指令系统(1)该指令系统最多可有多少条指令？该计算机最多该指令系统最多可有多少条指令？该计算机最多有多少个通用寄存器？存储器地址寄存器有多少个通用寄存器？存储器地址寄存器(MAR)和和存储器数据寄存器存储器数据寄存器(MDR)至少各需多少位？至少各需多少位？(16，8，16，16)(2)转移指令的目标地址范围是多少？转移指令的目标地址范围是多少？(0216-1)(3)若操作码若操作码0010B表示加法操作表示加法操作(助记符助记符add)，寄存，寄存器器R4和和R5的编号分别为的编号分别为100B和和101B，R