【正文】 ， 指令字長度16位或 32位 ， 共 78條指令 ， 設計計算機指令格式 ， 要求有直接 ， 立即數(shù) ，相對 ， 基值四種尋址方式 。 另一方面 ， 為了在有限的字段內確定操作數(shù)地址 ， 可能要采用較復雜的尋址方式 ， 從而使指令執(zhí)行的速度降低 ， 當采用 24位字長的指令結構時 ， 其優(yōu)缺點正好相反 。 （ 2） 如果選用 24位的指令字長 ， 基地址寄存器沒有必要保留 。 16個通用寄存器為一組占用 4位字長 ， 可用 R0—R15命名 ， 哪幾個參與這種方式尋址 ， 可由設計者選定 。⑦ 每個通用寄存器 (Ri)的寬度都是１６位 。 (4)采用 “ 擴充操作碼 ” 方式 。 反之 ，出棧時 ， 先修改堆棧指示器 ， 然后取出數(shù)據(jù) 。 (3)假設主存容量擴充到 32768字 ,且假定硬件結構已經確定不變 ,問采用什么實際方法可解決這個問題 ? 分 析 題 ? 有一存儲器堆棧 ， 棧底地址為 300(8進制 ） ， 且有 a,b,c三個數(shù)據(jù)依次存放在堆棧中 ， a在棧底 。 （ ２ ） 先假設將 DM擴充到１２８ K字 ， 指令字字長保持不變 ， 也不允許進行間接尋址 ， 那么對現(xiàn)有的這一套 DM寄存器進行哪一種簡單改動 ，就能滿足要求 ？ （ ３ ） 在 OP碼域保持不變的條件下 ， 如何增加另外的指令 ？ 分 析 題 （ ４ ） 假定使用 “ 擴充操作碼 ” 碼域 ， 請畫出下述操作的指令格式 。 AC0,AC1均不必在指令中指出 。 由于這些通用寄存器字長是 16位 ， 我們可以組成 20位地址的低 16位 ， 再用 4位形式地址做為高 4位 ， 與低 16位的某些通用寄存器簡單相拼 ， 從而形成頁面尋址方式 。 24位字長指令格式方案如下： 其中 OP占 6位 ， 64位條指令 。 尋址方式由尋址模式 X定義如下： X=00 直接尋址 E=D（ 64K） X=01 立即數(shù) D=操作數(shù) X=10 相對尋址 E=（ PC） +D PC=16位 X=11 基值尋址 E=（ Rb） +D Rb=16位 1 5 9 8 6 5 3 2 0 15 9 8 7 2 0O P X R2 DO P R1 R2分 析 題 ? 現(xiàn)在要設計一個新處理機 ， 指令系統(tǒng)有 64條指令 ， 但機器字長尚懸而未決 ， 有兩種方案等待選擇：一種是指令字長 16位 ， 另一種指令字長 24位 。 OP為操作碼字段 ， 試分析指令格式特點 。 分 析 題 ? 某機的 16位單字長訪內指令格式如下： 　 ４　 ２ 1 　 1 ８ＯＰ Ｍ Ｉ Ｘ Ｄ其中Ｄ為形式地址 ， 補碼表示 （ 其中一位符號位 ） ；Ｉ為直接／間接尋址方式：Ｉ＝１為間接尋址方式 ， Ｉ＝０為直接尋址方式；Ｍ為尋址模式：０為絕對地址 ， １為基地址尋址 ， ２為相對尋址 ， ３為立即尋址；Ｘ為變址尋址 。 其中最高 2位 A23A22用作模塊選擇 ， 它們的譯碼輸出分別驅動 4個模塊的片選信號 Sel。 CPU地址總線為 A15—A0,數(shù)據(jù)總線為 D7—D0,控制信號為 RD(讀 )， WR(寫 )，MREQ(存儲器請求 )， 當且僅當 MREQ和 RD（ 或 WR） 同時有效時 ，CPU才能對有存儲器進行讀 (或寫 )， 試畫出此 CPU與上述 ROM芯片和RAM芯片的連接圖 。 現(xiàn)使用16K 1位的 DRAM芯片 ， 共需 32片 。 應 用 題 ? 解 : 根據(jù)給定條件 ,選用 EPROM: 8K 16位 芯片 1片 SRAM: 8K 16位芯片 4片 4K 16位芯片 1片 3:8譯碼器 1片 ,與非門和反向器 應 用 題 應 用 題 ? 某機字長 16位 ， 常規(guī)設計的存儲空間 Ц ≤ 32K, 若將存儲空間擴至 256K,請?zhí)岢鲆环N可能方案 。 問： (1)共需要多少 RAM芯片 ？ (2)存儲體的組成框圖 (3)采用異步刷新方式 ， 如單元刷新間隔不超過２ ms， 則刷新信號周期是多少 (4)如采用集中刷新方式 ， 存儲器刷新一遍最少用多少讀／寫周期 ？ 死時間率是多少 ？ 應 用 題 解： （ 1） 存儲器的總容量為 16K 16位 =256K位 ， 所以用 RAM芯片為 4K位 ， 故芯片總數(shù)為 256K位 /4K位 = 64片 （ 2） 由于存儲單元數(shù)為 16K， 故地址長度為 14位 （ 設 A13~A0） 。 解：假設 （ 1） 存儲器模塊字長等于數(shù)據(jù)總線寬度 （ 2） 模塊存取一個字的存儲周期等于 T （ 3） 總線傳送周期為 г （ 4） 交叉存儲器的交叉模塊數(shù)為 m. 交叉存儲器為了實現(xiàn)流水線方式存儲 ， 即每經過 τ 時間延遲后啟動下一?？?， 應滿足 T = mτ (1) 交叉存儲器要求其模快數(shù) ≥ m,以保證啟動某?？旌蠼涍^ mτ 時間后再次啟動該模快時 ， 它的上次存取操作已經完成 。 解： 移碼采用雙符號位，尾數(shù)原碼采用單符號位，則有 Mx=, My=, [Ex]移 =00 011, [Ey]移 =11 011, [Ey]補 =00 011 [x]浮 =00 011, , [y]浮 =11 011, (1) 求階碼和 [Ex+Ey]移 =[Ex]移 +[Ey]補 =00 011 + 00 011 = 00 110, 值為移碼形式 2 計 算 題 (2)尾數(shù)乘法運算 0110110 1110010 0000000 0110110 0000000 0000000 0110110 0110110 0110110 1100000001100 符號位為 x0⊕ y0 = 0⊕ 1 =1 ∴ [x y]浮 = 00 110, 計 算 題 ? 設有兩個十進制數(shù)： x = 21,y = 22, (1)將 x,y的尾數(shù)轉換為二進制補碼形式 (2)設階碼 2位，階符 1位，數(shù)符 1位，尾數(shù) 3位，通過補碼運算規(guī)則求出 z = x – y的二進制浮點規(guī)格化結果。 解：設最高位為符號位 ， 輸入數(shù)據(jù)為 [x]原 = 01111 [y]原 = 11101 因符號位單獨考慮 ， 尾數(shù)算前求補器輸出值為： |x| = 1111, |y| = 1101 乘積符號位運算： x0 ⊕ y0 = 0⊕ 1 =1 尾數(shù)部分運算： 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 經算后求補器輸出 ， 加上乘積符號位 ， 得原碼乘積值 [x y] 原 = 111000011 換算成二進制真值 x y = (11000011)2 = (195)10 十進制數(shù)乘法驗證： x y = 15 (13) = 195 計 算 題 ? 已知 x＝ , y＝ ， 用不恢復余數(shù)陣列除法器求 x／ y＝ ？ 解： [y]補 = 被除數(shù) 減 y 余數(shù)為負 0 = Q0 = 0 左移 加 y 余數(shù)為正 0 = Q1 = 1 左移 減 y