计算机组成原理-第四版课后习题答案(完整版)

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运算类指令。

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;

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