计算机组成原理答案-白中英

第四章答案

1.ASCll码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理?为什

么?

解:指令字长设计为12位不是很合理。主存单元字长为32位,一个存储单元可存放4个ASCII码,

余下4位可作为ASCII码的校验位(每个ASCII码带一位校验位),这样设计还是合理的。

但是,设计指令字长为12 位就不合理了,12位的指令码存放在字长32位的主存单元中,

造成19位不能用而浪费了存储空间。

2.假设某计算机指令长度为20位,具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式,每个操作数地址规定用6位表示。问:

若操作码字段固定为8位,现已设计出m条双操作数指令,n条无操作数指令,在此情况下,这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令?

解:这台计算机最多可以设计出256-m-n条单操作数指令 3.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 解:指令格式及寻址方式特点如下: ① 单字长二地址指令;

② 操作码OP可指定 =64条指令;

③ RR型指令,两个操作数均在寄存器中,源和目标都是通用寄存器(可分别指定16个寄存器

之一);

④ 这种指令格式常用于算术逻辑类指令。

4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 解:指令格式及寻址方式特点如下:

① 双字长二地址指令;

② 操作码OP可指定 =64条指令;

③ RS型指令,两个操作数一个在寄存器中(16个寄存器之一),另一个在存储器中;

④ 有效地址通过变址求得:E=(变址寄存器)± D,变址寄存器可有16个。

5.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 解:指令格式及寻址方式特点如下: ① 单字长二地址指令;

② 操作码OP可指定 =16条指令;

③ 有8个通用寄存器,支持8种寻址方式; ④ 可以是RR型指令、SS型指令、RS型指令、

6.一种单地址指令格式如下所示,其中I为间接特征,X为寻址模式,D为形式地址。I,X,D组成该指令的操作数有效地址E。设R为变址寄存器,R1 为基值寄存器,PC为程序计数器,请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。

解: ① 直接寻址 ② 相对寻址 ③ 变址寻址 ④ 基址寻址 ⑤ 间接寻址 ⑥ 基址间址寻址

7.某计算机字长16位,主存容量为64K字,采用单字长单地址指令,共有40条指令,试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。 解:40条指令需占用操作码字段(OP)6位,这样指令余下长度为10位。为了覆盖主存640K字的地

址空间,设寻址模式(X)2位,形式地址(D)8位,其指令格式如下:

寻址模式定义如下:

X= 0 0 直接寻址 有效地址 E=D(直接寻址为256个存储单元) X= 0 1 立即寻址 D字段为操作数

X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= (RX)+D (可寻址64K个存储单元) X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=(PC)+D (可寻址64K个存储单元) 其中RX为变址寄存器(16位),PC为程序计数器(16位),在变址和相对寻址时,位移量D可 正可负。

8.某机字长为32位,主存容量为1M,单字长指令,有50种操作码,采用页面寻址、立即、直接等寻址方式。CPU中有PC,IR,AR, DR和16个通用寄存器,页面寻址可用PC高位部分与形式地址部分拼接成有效地址。问:

(1)指令格式如何安排?

(2)主存能划分成多少页面?每页多少单元? (3)能否增加其他寻址方式?

解: (1)依题意,指令字长32位,主存1M字,需20位地址A19-A0。50种操作码,需6位OP,指令

寻址方式Mode为2位,指定寄存器Rn需4位。设有单地址指令、双地址指令和零地址指

令,现只讨论前二种指令。 单地址指令的格式为:

Mode=00时为立即寻址方式,指令的23-0位为立即数; Mode=01时为直接寻址方式,指令的19-0位为有效地址。 双地址指令的格式为:

Mode1=01时为寄存器直接寻址方式,操作数S=(Rn);

Mode1=11时为寄存器间址寻址方式, 有效地址E=(Rn)。 Mode2=00时为立即寻址方式,指令的13-0位为立即数; Mode2=01时为页面寻址方式;

Mode2=10时为变址寻址方式,E=(Rn)+D; Mode2=11时为变址间址寻址方式, E=((Rn)+D)。

(2)由于页面寻址方式时,D为14位,所以页面大小应为=16K字,则1M字可分为

=64个页面。可由PC的高6位指出页面号。

(3)能增加其它寻址方式,例上述间址方式、变址间址寻址方式。 14. 从以下有关RISC的描述中,选择正确答案。

A.采用RISC技术后,计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。 B.为了实现兼容,新设计的RISC,是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分实现的。

C.RISC的主要目标是减少指令数,提高指令执行效率。 D.RISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。 解: C

15. 根据操作数所在位置,指出其寻址方式(填空): (1)操作数在寄存器中,为(A)寻址方式。 (2)操作数地址在寄存器,为(B)寻址方式。 (3)操作数在指令中,为(C)寻址方式。

(4)操作数地址(主存)在指令中,为(D)寻址方式

(5)操作数的地址,为某一寄存器内容与位移量之和可以是(E,F,G)寻址方式。

解:A:寄存器直接; B: 寄存器间接; C:立即; D: 直接; E:相对; F:基值;G:变址

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)