第二章指令系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-08-07 13:02本頁面
【正文】 令的編碼分別如下： 指令 出現(xiàn)的頻率 編 碼 1 35% 00 2 25% 01 3 20% 10 4 10% 110 5 5% 1110 6 3% 11110 7 2% 11111 這樣 ， 采用 Huffman編碼法得到的操作碼的平均長度為： H = 2 (++) + 3 + 4 + 5 ( + ) =+++ = 三條指令的操作碼分別為 00， 01， 10 設計 16位字長的寄存器 存儲器型變址尋址方式指令如下： 4 3 1 8 （ 2） 設計 8位字長的寄存器 寄存器型變址尋址方式指令如下 ， 因為只有 8個通用寄存器 ， 所以寄存器地址需 3位 ， 操作碼只有兩位 ， 設計格式如下： 2 3 3 操作碼 OP 源寄存器 R1 目的寄存器 R2 操作碼 OP 通用寄存器 變址寄存器 偏移地址 四條指令的操作碼分別為 1100， 1101， 1110， 1111 精簡指令系統(tǒng)計算機 RISC 1. 復雜指令系統(tǒng)計算機 CISC (Complex Instruction Set Computer) 增強指令功能，設置功能復雜的指令。 127。 （ 1） 要求操作碼的平均長度最短 ， 請設計操作碼的編碼 ， 并計算所設計操作碼的平均長度 。要求指令字長應是主存存儲字長的整數(shù)倍。 4) 采用 RR、 RM、 MM等多種地址表示方式，讓每種地址字段有多種長度，使長度不等的操作碼與地址碼配合成規(guī)整長度的指令字。 2) 采用諸如基址、變址、相對尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址等多種尋址方式，以縮短需要在指令中表示的地址碼長度，但不減少地址碼尋址空間的大小。 2) 程序的執(zhí)行速度，即程序在執(zhí)行過程中訪問主存儲器的信息（包括指令和數(shù)據(jù)）量的總和最短。 地址碼個數(shù)選擇： 通常有 3個、 2個、 1個及沒有地址碼等 4種情況。 兩種編碼的信息冗余量： Rn3/7=(1H/I3/7)=Rn2/8=(1H/I2/8)=地址碼的優(yōu)化表示 地址碼在指令 中所占的長度最長。 哈夫曼 1平均碼長： I1=∑Pi I1i = 2+ 2+ 3+ 3+ 4+ 4+ 4+ 5+ 6+ 6=(位 ) 哈夫曼 2平均碼長： I2=∑Pi I2i = 2+ 2+ 3+ 3+ 4+ 4+ 5+ 5+ 5+ 5=(位 ) 可見，平均碼長唯一。哪種擴展編碼比較好？說明理由。 （ 2）寫出這 10條指令的操作碼的哈夫曼編碼，并計算編碼的平均碼長和信息冗余量。已知各種操作碼在程序中出現(xiàn)的概率如下表，如果采用 1235和 24擴展編碼法，計算操作碼平均長度和信息冗余量。每一段中的標識位指出后面還有沒有后續(xù)段。 – 8/64/512法，每一種碼長按 4位分段，每一段中至少要留下 1位或多位作為擴展標識。已經(jīng)用來表示事件的碼點組合不能再作為其它更長代碼的前導部分，否則接收者會混淆。但這并不能說明具體編碼方法，例如下面兩種編碼方法都是 4812法。 ? 碼長表示法： 分等長擴展法和不等長擴展法。 解： Huffman編碼結果如： 指令序號 概率 Huffman編碼法 操作碼長度 I1 0 1位 I2 10 2位 I3 110 3位 I4 1110 4位 I5 11110 5位 I6 111110 6位 I7 111111 6位 采用 Huffman編碼法的操作碼平均長度： 1＋ 2＋ 3＋ 4＋ 5＋ 6＋ 6 ＝ （位） 最優(yōu) Huffman編碼法的操作碼平均長度計算公式： ? ??????????niiainiii PPIPH11)(l o g)(所以，采用最優(yōu) Huffman編碼法的操作碼平均長度為： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＝ （位） 采用固定長度編碼信息冗余量： ? ? %3537l og1 2 ?????HR采用 Huffman編碼法信息冗余量： 與 3位定長操作碼的冗余量 35％相比要小得多。 例： 假設一臺模型計算機共有 7種不同的操作碼，如果采用固定長操作碼需要 3位。 但是平均碼長不可能無限制縮短 ， 它的下限就是熵 （ 即R=0時 ） 。 ????niii lPL1)(信息冗余量： 表明消息編碼中 “ 無用成分 ” 所占的百分比。 這個定義式表明事件的發(fā)生概率越低 ， 關于它的消息中的信息量越大 。 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Huffman編碼樹生成過程 指令序號 概率 Huffman編碼法 操作碼長度 I1 0 1位 I2 10 2位 I3 110 3位 I4 1110 4位 I5 11110 5位 I6 111110 6位 I7 111111 6位 編碼結果： 編碼方法性能指標 信息量： 根據(jù)信息論的基本
范文總結相關推薦
鄂ICP備17016276號-1