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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑计算机组成原理习题答案4 第4章习题参考答案 第4章习题参考答案 1ASCII码是7位，假设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？ 答：不合理。指令最好半字长或单字长，设16位对比适合。一个字符的ASCII是7位，假设设计主存单元字长为32位，那么一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就滥用了，这样看来就不合理，由于通常单字长指令好多，滥用也就很大了。 2假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指
2、令系统共有70条指令，请设计得志要求的指令格式。 答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令 7位OP 12位操作数 12位操作数 单操作数指令 7位OP 25位操作数 无操作数指令 7位OP - 3指令格式布局如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 OP - 目标寄放器 源寄放器 答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1) 单字长二地址指令。 (2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3) 源和目标都是通用寄放器（可分指向16个寄放器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄放器中。 (4) 这种指令布局常用于
3、RR之间的数据传送及算术规律运算类指令。 4指令格式布局如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 15 10 9 8 7 4 3 0 OP - 源寄放器 变址寄放器 偏移量(16位) 答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1) 双字长二地址指令，用于访问存储器。 (2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3) RS型指令，一个操作数在通用寄放器（选择16个之一），另一个操作数在主存中。有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄放器（选择16个之一）内容加上位移量。 1 第4章习题参考答案 5指令格式布局如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
4、 15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP 寻址方式 寄放器 寻址方式 寄放器 源地址 目标地址 答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1) 该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄放器构成，寄放器均有8个，寻址方式均有8种。根据寻址方式的不同，指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型； (2) 由于OP为4位，所以最多可以有16种操作。 6一种单地址指令格式如下所示，其中为I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为变址寄放器，R1为基值寄放器，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。 寻址方式
5、名称 I 0 0 0 0 1 1 X 00 01 10 11 00 10 有效地址E E=D E=（PC）+D E=（R）+D E=（R1）+D E=(D) E=(R1)+D)，D=0 答： 直接寻址 相对寻址 变址寻址 基址寻址 间接寻址 先基址后间接寻址 7某计算机字长为32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、立刻、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。 答：根据题意，40种指令至少需6位OP；四种寻址方式至少需用2位表示；主存为64K，那么地址需要16位，而机器字长为32位，可设计如下格式： 31 26 25 18 17 16 15 0 OP - 寻址
6、方式X D 设： 寻址方式X=00为直接寻址方式，由16位的D直接给出有效地址，EA=D 寻址方式X=01为立刻寻址方式，由16位的D直接给出操作数，EA=D 寻址方式X=10为变址寻址方式，设变址寄放器为IR，那么EA=(IR)+D 寻址方式X=11为相对寻址方式，设程序计数器为PC，那么EA=(PC)+D(D可正可负) 注：IR和PC的位数与机器的字长相等，均为32位 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，采用寄 2 第4章习题参考答案 存器寻址、寄放器间接寻址、立刻、直接等寻址方式。CPU中有PC，IR，AR，DR和16个通用寄放器。问： (1)指令格式如何安置
7、? (2) 能否增加其他寻址方式? 答： (1) 根据题意，50种操作码至少需6位OP；寻址方式可用2位分别表示最多4种寻址方式；用4位编码选择16个通用寄放器之一作为源操作数或目的操作数，因机器字长为32位，固还剩20位可表示形式地址D 31 26 25 24 23 20 19 0 OP 寻址方式 寄放器 D D字段的寻址方式由25-24位抉择，如： 寻址方式字段=00，表示D为寄放器寻址，实际使用D中的4位举行寄放器选择； 寻址方式字段=01，表示寄放器间接寻址，实际使用D中的4位举行寄放器选择； 寻址方式字段=10，表示立刻寻址，可使用D的全部确定一个立刻数； 寻址方式字段=11，表示直
8、接寻址，20位的D可确定一个存储单元。 (2) 若将形式地址的位数裁减，那么可以增加其他的寻址方式 9设某机字长为32位，CPU中有16个32位通用寄放器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。假设采用通用寄放器作基址寄放器，那么RS型指令的最大存储空间是多少? 答：根据题意，64种操作至少需6位OP；用2位表示四种寻址方式；寄放器16个源操作数和目的操作数各用4位，因机器字长为32位，固还剩16位可表示形式地址D 31 26 25 24 23 20 19 16 15 0 OP 寻址方式 源寄放器 目的寄放器 D 假设采用通用寄放器作基址寄放器，由于寄放器为32，位所以RS型指令可寻址空间最大可
9、达232单元。 10将表4.9的指令系统设计成二地址格式的指令系统。 答：表4.9中的指令共有29条，故操作码字段需要5位；设这些指令支持9种寻址方式：立刻寻址、直接寻址、寄放器寻址、寄放器间接寻址、间接寻址、相对寻址、基址寻址、变址寻址、堆栈寻址，那么源和目的操作数各需要4位来确定其寻址方式；因字长为32位，故还剩余19位用于表示源和目的操作数的形式地址，可取形式地址为9位，多余的1位可以加在操作码字段。即，格式如下： 31 26 25 22 21 13 12 9 8 0 OP 目的寻址方式 目的操作数 源寻址方式 源操作数 11从以下有关RISC的描述中，选择正确答案。 A采用RISC技术
10、后，计算机的体系布局又恢复到早期的对比简朴的处境。 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拣一 3 第4章习题参考答案 片面实现的。 C. RISC的主要目标是裁减指令数。 DRISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。 答：C 12根据操作数所在位置，指出其寻址方式(填空)： (1) 操作数在寄放器中，为(A)寻址方式。 (2) 操作数地址在寄放器，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，为某一寄放器内容与位移量之和，可以是(E，F，G)寻址方式。 答：A. 寄放器 B. 寄放器间接 C. 立刻 D. 直接 E,F,G. 基址、变址、相对 4 7
