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