【正文】 R) (3) E = Disp (4) E = (B) (5) E = (B) + Disp (6) E = (I) S + Disp (7) E = (B) + (I) + Disp (8) E = (B) + (I) S + Disp (9) 指令地址 = (PC) + Disp 分 析 題 ? 一種二地址 RR型 ， RS型指令結(jié)構(gòu)如下所示 6 位 4 位 4 位 1 位 2 位 1 6 位OP 源寄存器 目標(biāo)寄存器 I X D （偏移量）其中源寄存器 ， 目標(biāo)寄存器都是通用寄存器 ， I為間接尋址標(biāo)志位 ， X為尋址模式字段 .D為偏移量字段 .通過 I,X,D的組合 ， 可構(gòu)成一個操作數(shù)的尋址方式 ， 其有效地址 E的算法及有關(guān)說明列于下表 ,請寫出表中 6種尋址方式名稱 ， 并說明主存中操作數(shù)的位置 。 尋址方式I X 有效地址 E 算法 說明(1) 0 00 E=D D 為偏移量(2) 0 01 指令地址 = ( P C) + D PC 為程序計數(shù)器(3) 0 10 E=(Rx)+D Rx為變址寄存器(4) 1 11 E=(R) R 為通用寄存器（ 5 ） 1 00 E=(D)(6) 0 11 E= ( Rb)+D Rb為基址寄存器分 析 題 解： (1).直接尋址 ， 操作數(shù)在有效地址 E=D的存儲單元中 (2).相對尋址 .操作數(shù)在 E=(PC)+D地存儲單元中 (3).變址尋址 ， 操作數(shù)在 E=(RX) + D的存儲單元中 (4).寄存器間接尋址 ， 通用寄存器的內(nèi)容指明操作數(shù)在主存中的地址 (5).間接尋址 ， 用偏移量做地址訪主存得到操作數(shù)的地址指示器 ， 再按地址指示器訪主存的操作數(shù) ， 因此間接尋址需兩次訪問主存 . (6).基值尋址 ， 操作數(shù)在 E=(Rb) + D 的存儲單元中 . 分 析 題 ? 一臺處理機(jī)具有如下指令格式 ２位 ６位　?。澄弧　　? ３位 X O P 源寄存器 目標(biāo)寄存器 地　址格式表明有８個通用寄存器 （ 長度１６位 ） ， X指定尋址模式 ， 主存實(shí)際容量為２５６ k字 。 （ 1） 假設(shè)不用通用寄存器也能直接訪問主存中的每一個單元 ， 并假設(shè)操作碼域 OP=6位 ， 請問地址碼域應(yīng)分配多少位 ？ 指令字長度應(yīng)有多少位 ？ （ 2） 假設(shè) X=11時 ， 指定的那個通用寄存器用做基值寄存器 ， 請?zhí)岢鲆粋€硬件設(shè)計規(guī)劃 ， 使得被指定的通用寄存器能訪問 1M主存空間中的每一個單元 。 分 析 題 解： （ １ ） 因?yàn)?218=256K， 所以地址碼域＝１８位 , 操作碼域＝６位 指令長度＝ 18 + 3 + 3 + 6 + 2 = 32位 （ ２ ） 此時指定的通用寄存器用作基值寄存器 （ １６位 ） ， 但１６位長度不足以覆蓋 1M字地址空間 ， 為此將通用寄存器左移 ， ４位低位補(bǔ)０形成２０位基地址 。 然后與指令字形式地址相加得有效地址 ， 可訪問主存1M地址空間中任何單元 。 分 析 題 ? 某機(jī)的 16位單字長訪內(nèi)指令格式如下： 　 ４　 ２ 1 　 1 ８ＯＰ Ｍ Ｉ Ｘ Ｄ其中Ｄ為形式地址 ， 補(bǔ)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 。 設(shè)ＰＣ ， Ｒ x， Ｒ b分別為指令計數(shù)器 ， 變址寄存器 ， 基地址寄存器 ， Ｅ為有效地址 ， 請回答以下問題： （ １ ） 該指令格式能定義多少種不同的操作 ？ 立即尋址操作數(shù)的范圍是多少 ？ （２） 在非間接尋址情況下，寫出各計算有效地址的表達(dá)式 （３） 設(shè)基址寄存器為１４位，在非變址直接基地址尋址時，確定存儲器可尋址的地址范圍 （４） 間接尋址時，尋址范圍是多少？ 分 析 題 解： （ 1） 該指令格式可定義 16種不同的操作 ， 立即尋址操作數(shù)的范圍是 –128 ~+127 （ 2） 絕對尋址 （ 直接尋址 ） E ＝ D 基值尋址 E = （ R b） +D 相對尋址 E = （ PC） +D 立即尋址 操作數(shù)在指令中 變址尋址 E = （ R X） +D （ 3） 由于 E = （ R b） +D， R b=14位 ， 故存儲器可尋址的地址范圍為（ 16383+127） ~（ 16383128） （ 4） 間接尋址時 ， 尋址范圍為 64K， 因?yàn)榇藭r從主存讀出的數(shù)作為有效地址 （ 16位 ） 。 分 析 題 ? 指令格式如下所示 。 OP為操作碼字段 ， 試分析指令格式特點(diǎn) 。 31 26 2 2 1 8 17 1 6 15 0 O P － 源寄存器 變址寄存器 偏移量解： (1)操作碼字段為 6位 ， 可指定 26= 64種操作 ， 即 64條指令 。 (2)單字長 （ 32位 ） 二地址指令 (3)一個操作數(shù)在源寄存器 （ 共有 16位 ） ， 另一個操作數(shù)在存儲器中（ 由變址寄存器內(nèi)容 +偏移量決定 ） ， 所以是 RS型指令 。 (4)這種指令結(jié)構(gòu)用于訪問存儲器 。 分 析 題 ? 指令格式如下所示 。 OP為操作碼字段 ， 試分析指令格式特點(diǎn) 。 15 1 0 7 3 2 0OP 源寄存器 基值寄存器偏移量 （ 16 位）解 : （ 1）操作碼字段 OP為 16位，可指定 26 = 64 （ 2）雙字長（ 32位）二地址指令，用于訪問存儲器。 （ 3）一個操作數(shù)在源寄存器（共 32個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由基值寄存器和偏移量決定）。所以是 RS型指令。 分 析 題 ? 設(shè)機(jī)器字長 16位 ， 有 8個通用寄存器 ， 主存容量 128K字節(jié) ， 指令字長度16位或 32位 ， 共 78條指令 ， 設(shè)計計算機(jī)指令格式 ， 要求有直接 ， 立即數(shù) ，相對 ， 基值四種尋址方式 。 解： 由已知條件 ， 機(jī)器字長 16位 ， 主存容量 128KB/2 = 64K字 。 共 78條指令 ，故 OP字段占 7位 。 采用單字長和雙字長兩種指令格式 ， 其中單字長指令用于算術(shù)邏輯和 I/O指令 ， 雙字長用于訪問主存的指令 。 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(shè)計一個新處理機(jī) ， 指令系統(tǒng)有 64條指令 ， 但機(jī)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 。該處理機(jī)的硬件特色是： ① 有兩個基值寄存器 （ 20位 ） 。 ② 有兩個通用寄存器組 ， 每組包括 16個寄存器 。 請問： (1)16位字長的指令和 24位字長的指令各有什么優(yōu)缺點(diǎn) ？ 哪種方案較好 ？ (2)若選用 24位的指令字長 ， 基地址寄存器還有保留的必要嗎 ？ ? 解： （ 1） 采用 16位字長的指令 ， 原則上講 ， 優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件 （ 包括 CPU中的通用寄存器組 ， ALU與主存儲器 ， MDR） ， 缺點(diǎn)是指令字長較短 ， 操作碼字段不會很長 ， 所以指令條數(shù)受到限制 。 另一方面 ， 為了在有限的字段內(nèi)確定操作數(shù)地址 ，