计算机组成原理18-计算机组成原理答案-第七章

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1、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：466OPA1A2此时，无论指令中有几个地址，指令格式都不变。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=16-1-1=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。Kmax=16-1=15种（只

2、留一种编码作扩展标志用。）10.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。11.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）设形式地址为A，变址寄存器为IX，则先变址再间址寻址过程示意如下：（一重间址）EA=[(IX

3、)+A](IX)+1IXOPMAIRIXEA操作数+1ALUMM2）先间址再变址寻址过程示意：EA=(IX)+(A)(IX)+1IXOPMAIRIX操作数+1ALUMMEA12.画出SUB@R1指令对操作数的寻址及减法过程的流程图。设被减数和结果存于ACC中，@表示间接寻址，R1寄存器的内容为2074H。解：SUB@R1指令寻址及减法过程的流程图：取指令（可省）寻址操作：寄存器间址EA=(R1)=2074HEAMAR，读M(EA)MDR(ACC)-(MDR)ACCAA（公操作）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

4、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（可省）寻址计算：EA=(PC)-5=4000H+FFFBH=3FFBHEAMAR，读M(EA)MDR(ACC)+(MDR)ACCAA（公操作）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）+1PC的操作。试问当执行JMP*+8

5、和JMP*-9指令时，操作数的地址是什么？解：据题意，相对寻址的转移指令格式如下：OPA2000H2001H2002H当执行JMP指令时，指令第二字节的内容不变，PC的内容变为2002H。此时转移指令第二字节内容各为：A1=+8=00001000=08HA2=-9=11110111=F7H其有效地址各为：EA1=(PC)+8=2002H+0008H=200AHEA2=(PC)–9=2002H+FFF7H=1FF9H16.某机主存容量为4M16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

6、方式，试回答：（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；解：（1）单字长一地址指令格式：736OPMA各字段的作用：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。16.某机主存容量为4M16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：（2）该指令直接寻址的最大范围；（3）一次间址和多次间址的寻址范围；（4）立即数的范围（十进制表示）；（5）相对寻址的位移量（十进制表示）；解：

7、（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；（多次间址寻址时：首位为1：继续访问寻址，首位0：寻址结束。）（4）立即数的范围：若采用补码表示为1FH~20H；十进制表示为31~-32；无符号数为0~63；（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。OP7M3A616.某机主存容量为4M16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