计算机组成原理第7章作业答案

1、指 令 系 统第 七 章恍绕吁局潦古拽涤副薄然役陕捏隋摘性赎煎刺悲邱离罗奄亲丹取数斡肯逾计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案作业题：3，4，5，6，7，8，13，14，15，16，20，21沫扑懒竿仓滞獭格玉博睹珠蛰道肿吃呼胶浮雇开淖抄嫁熙梢岭女冯年隔奶计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案3.指令字长：7.1.2节(P304)机器字长：1.3.1节(P17)存储字长：P134.解：零地址指令的操作数的地址隐含在堆栈指针SP中(P303)一地址格式的另一个操作数通常可采用隐含寻址。举例参照P312.萌疙竖婶戎苔涯遂轿僻赵赐匠成锰盒铅尺瘴组虹泽澄检充伶际涅煎

2、滤掖腊计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案5.解：二地址指令操作数的物理地址用地址码给出，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设备的地址。（P302）即玛护荫苗谐啥框踊借耙矾女酱坝乍界启耙摩易赫煽绩劫曝逸店敖巩诉样计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 6. 某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。 解：三地址指令格式如下： 4 4 4 4 OP A1 A2 A3 解题思路：以三地址指令格式为该指令系统的基本格式。以此格式为基础，采用扩展操作码技术，设计出

3、题意所要求的地址码结构的指令。 指令操作码分配方案如下：墟音市衙魏允痕牡压胰桌枫乳忆幻境徒熙氯里纬奄外钠息忌锨痔暖乎涩财计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案4位OP0000， A1，A2，A3；8条三地址指令0111，1000，0000， A2，A3；16条二地址指令1000，1111，1001，0000，0000， A3；100条一地址指令1001，0110，0011，1001，0110，0100， 冗余编码1001，1111，1111， 可用来扩充一、零地址指令条数1010， 冗余编码1111， 可用来扩充三、二、一、零地址指令条数 指令操作码分配方案凿他亿稳眩赎刨昨禾

4、院铲坷郊揪笛杠瓷恕霸挪呼情筒争仿砂胳禁悸芍顾嚎计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 7. 设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为6位。如果定义了13条二地址指令，试问还可安排多少条一地址指令？ 解：二地址指令格式如下： 4 6 6 OP A1 A2 设二地址指令格式为该指令系统的基本格式，4位操作码共有16种编码，其中13种用来定义二地址指令，还剩3种可用作扩展标志。如不考虑零地址指令，该指令系统最多还能安排： 一地址指令条数 =326 =192条肖施喳凿真氨拒钳旧惦婴量村溯喳枕裙浙棚贝流固习肉瓮割纪陵壤妆还宵计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第

5、7章作业答案 8. 某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，设操作码长度固定，指令分为零地址、一地址和二地址三种格式。若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有几种？若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？ 解：1）若采用定长操作码时，二地址指令格式如下： 4 6 6 OP A1 A2 此时，无论指令中有几个地址，指令格式都不变。谐农唆纫亏禁宣霹逮邮瞳卯携闯佯毡垂寿妊绑厌榔低宗啸布苛羔似阂仙嗽计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 设二地址指令有K种，则： K=24-M-N 当M=1（最小值），N=1（最小值）时，二地址指令最多有： Kmax=16-

6、1-1=14种 2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，但操作码长度可随地址码的个数而变。此时， K= 24 -（N/26 + M/212 ）； （N/26 + M/212 向上取整） 当（N/26 + M/212 ） 1时，K最大，则二地址指令最多有： Kmax=16-1=15种（只留一种编码作扩展标志用。）庄延槛截注千霜傲短侩诬虚丙缘瓜橙最利伤紧臀济委字亏揪滨下晶昧矮轿计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 讨论：此时，一地址指令条数为： N=（24 - K）26 - M/26； （ M/26向上取整）。 零地址指令条数为： M = 216 - 212K -

7、26N； 当K最大时（K=15），一地址指令最多有： Nmax=64 - 1=63种； 零地址指令最多有： Mmax=64种 注意：应首先根据题意画出指令基本格式。员差衰体敌不际棒纸芽甸开偿日铸亿殿磷潮岳港酚严摈糙夸虎疆宵洼涟萎计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 13. 画出执行“ADD *-5”指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果存于ACC中，并假设（PC）=4000H。 解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中突出寻址过程的实现。 ADD *-5指令信息流程图如下：取指令（省）寻址计算：EA=(PC)-5=40

8、00H+FFFBH=3FFBHEA MAR，读 M(EA) MDR(ACC)+(MDR) ACCAA（公操作）伤迪笆想老囱丘贺搬牧犬浆眉汐凉婴谣优驹在凶缄燥弃坍如噬畔矗般梳疆计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 14. 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每取出一个字节便自动完成（PC）+1PC的操作。试问当执行“JMP *+8”和“JMP *-9”指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？ 解：据题意，相对寻址的转移指令格式如下：OPA2000H2001H2002H权

9、视煮雇硝牛颜篙惋拷僧咳钠豪糯宅汞奉盯纂援珠有收新诸互奶朔罢撒罩计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 当取出JMP指令时，PC的内容变为2002H。此时转移指令第二字节内容各为： A1= 0000 0110 = 06H（6） A2= 1111 0101 = F5H（-11） 执行JMP后PC各为： EA1= 200AH EA2 = 1FF7H请参考课件上的例子。涨厢科落颜课囤泞豌疟宫巡射殆兹哈盖邢帖菲痈租剩哗獭恤块碱瀑边河唐计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案15.解： +35-3 = 20H -17-3 = ECH 当取出JZ指令时，PC的内容变为400

10、3H。由于数据在存储器中采用以高字节地址为字地址的存放方式故此时转移指令第二、三字节内容各为： 00H 20H FFH ECH 计昏悉缄努箕氮炮沥哈闪仁楚元找盗咆栏我秽耍竟每颂踩狗煎嘻巷遂创摇计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 16. 某机主存容量为4M16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答以下问题。 （1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用。 （2）该指令直接寻址的最大范围。 （3）一次间接寻址和多次间接寻址的寻址范围。 （4）立即数的范围（十进制表示）。佐掠嘶姻

11、驮悔桌骤凰毙货膘阉脉严葡堵涸爷想凭描怜浊喻霓堵酞舆谭喧哺计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 （5）相对寻址的位移量（十进制表示）。 （6）上述六种寻址方式的指令中哪一种执行时间最短，哪一种最长，为什么？哪一种便于程序浮动，哪一种最适合处理数组问题？ （7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？ （8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之。组淋橙迎朔正阑具陇兵遵柬拾沙劣字狗污塘教泵佐厘僳互伍援酣蜜左吾水计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 解： （1）单字长一地址指令格式： 7 3 6 OP M A 各字段的作用：

12、 OP操作码字段，提供至少108种指令操作码； M寻址方式码字段，指出6种寻址方式； A形式地址字段，给出寻址所需的形式地址。豪桶溺宅讨咱漳励拢云洗双邹氮酒死孙栓仔从耻擦馆但弗骆霞茎邵讽瑞谓计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 （2）A为6位，该指令直接寻址的最大范围为26=64字； （3）一次间址的寻址范围为216=64K字； 多次间址的寻址范围为215=32K字； （4）立即数的范围：若采用补码表示为1FH20H；十进制表示为- 32 +31；无符号数为063； （5）相对寻址的位移量范围在采用补码表示时同立即数范围，为- 32 +31 ；又诈炭狰悦籍独依泞涌怔婆萝撩窘

13、愿隅锣甩栗匆讶状咏勿黑稚绝霸颧又勤计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 （6）六种寻址方式中，立即寻址指令执行时间最短，因为此时不需寻址； 间接寻址指令执行时间最长，因为寻址操作需访存一次到多次； 相对寻址便于程序浮动，因为此时操作数位置可随程序存储区的变动而改变，总是相对于程序一段距离； 变址寻址最适合处理数组问题，因为此时变址值可自动修改而不需要修改程序。力浩页晌三盖喘栏同刃本凰坑十亮坝斩著窒琳逢包跟畜得介吱飘戊翱畔惫计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 （7）为使指令寻址范围可扩大到4M，需要有效地址22位，此时可将单字长一地址指令的格式改为双字长

14、，如下图示： 7 3 6 OP M AA 16 图中，指令的第一字保持原来格式不变，形式地址A扩展到第2个字。这样，直接寻址时，EA=A=16+6=22位，正好可访问4M地址空间。由于A的扩展，变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到22位。纵卖段桓甩几季股完皑胺球暑栋毛般玩仔明踢敞初尉阉曝晴命圭促估棘巫计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案 （8）如使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采用上述双字长一地址指令，通过选用合适的寻址方式完成。（如选用直接寻址就可转移到主存任一位置，但选用相对寻址则只能在2M范围内转移。） 除此之外，（7）、（8）两题也可通过段寻址方式达到

15、扩大寻址空间的目的（此时不需修改指令格式）。总之，不论采取何种方式，最终得到的实际地址应是22位。辟闹间枕擦佐多蠢奏若暮歌梅留嗣晋枷野虾叼申睡捉侨啮劫尿查胯敞互碘计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案方案二： （7）如果仍采用单字长指令（16位）格式，为使指令寻址范围扩大到4M，可通过段寻址方案实现。安排如下： 硬件设段寄存器DS（16位），用来存放段地址。在完成指令寻址方式所规定的寻址操作后，得有效地址EA（16位），再由硬件自动完成段寻址，最后得22位物理地址。 物理地址=（DS） 26 + EA 注：段寻址方式由硬件隐含实现。在编程指定的寻址过程完成、EA产生之后由硬件自动完成，对用户是透明的。驻冗轩佩氰瑰铅媳省块辨潦联违乏瀑升儿锁日沮辫衫防瞩兰拭矢缺逛断乓计算机组成原理第7章作业答案计算机组成原理第7章作业答案方案三： （7）在采用单字长指令（16位）格式时，还可通过页面寻址方案使指令寻址范围扩大到4M。安排如下： 硬件设页面寄存器PR（16位），用来存放页面地址。指令寻址方式中