计算机组成原理课后答案(高教版)

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1、1.什么叫机器指令？什么叫指令系统？为什么说指令系统与机器的主要功能以及与硬件结构之间存在着密切的关系？答：机器指令：把每一条机器语言的语句叫机器指令。指令系统：将全部机器指令的集合叫做机器的指令系统机器的指令系统集中反映了机器的功能计算机设计者主要研究如何确定机器的指令系统，如何用硬件电路，芯片，设备来实现机器指令系统的功能，计算机的使用者则是依据机器提供的指令系统，使用汇编语言来编制各种程序。计算机使用者根据机器指令系统所描述的机器功能，能很清楚地了解计算机内部寄存器-存储器的结构。以及计算机能直接支持的各种数据类型。9

2、/7/202112.什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？答：寻址方式实质确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法，他与硬件结构紧密相关，而且也直接影响指令格式和指令功能。9/7/202123.什么是指令字长、机器字长和存储字长？答：指令字长即指机器指令中含二进制代码的总位数。存储字长即指存储单元中二进制代码的个数。机器字长即指CPU中寄存器的位数。三这位数可以相等，也可以不等。9/7/202134.零地址指令的操作数来自哪里？一地址指令的另一个操作数地址通常可采取什么寻址方式获得？各举一例说明。答：零地址

3、指令的操作数来自ACC，为隐含约定。在一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用ACC或者SP隐含寻址方式获得。9/7/202145.对于二地址指令而言，操作数的物理地址可安排在什么地方？举例说明。答：对于二地址指令而言，操作数的物理地址可安排在寄存器内、指令中或内存单元内等。9/7/202156.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：4444OPA1A2A3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

4、基础，采用扩展操作码技术，设计出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：9/7/202164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

5、令条数指令操作码分配方案9/7/202177.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：466OPA1A2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=3×26=192条9/7/202188.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

6、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：设二地址指令有K种，则：K=24-M-N，当M=1，N=1时，二地址指令最多有：Kmax=16-1-1=14种2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如上图所示，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

7、种编码作扩展标志用）。9/7/202199.试比较间接寻址和寄存器间接寻址。间接寻址和寄存器间址都可扩大寻址范围，他们形成有效地址的方式类似：间址需通过访存（若是多次间址还需多次访存）得到有效地址；寄存器间址需通过访问存储器得到有效地址，因有效地址放于寄存器中，故比间接寻址少一次访存。9/7/20211010.试比较基址寻址和变址寻址。解：比较如下：1）都可有效地扩大指令寻址范围。2）基址寻址时，基准地址由基址寄存器给出，地址的改变反映在位移量A的取值上；变址寻址时，基准地址由A给出，地址的改变反映在变址值的自动修改上，变址

8、值由变址寄存器给出。3）基址寄存器内容通常由系统程序设定，变址寄存器内容通常由用户设定。4）基址寻址适用于程序的动态重定位，变址寻址适用于数组或字符串处理，适用场合不同。9/7/20211111.画出先变址再间址及先间址再变址的寻址过程示意图。解：1）先变址再间址寻址过程简单示意如下：E