2012-2013学年第二学期：2011级软件工程专业本科生：计算机组成原理(总复习----第七章).pptVIP

还有（128-32）+128+128+128=480种代码未用 11111 1100 0100000 ………………………….. 11111 1100 1111111 11111 1101 0000000 ………………………….. 11111 1101 1111111 11111 1110 0000000 ………………………….. 11111 1110 1111111 11111 1111 0000000 …………………………. 11111 1111 1111111 128-32 128 128 128 若安排寄存器寻址的一地址指令，除去末4位为寄存器地址外，还可容纳30条这种指令 11111 1100 010 XXXX ………………………….. 11111 1100 111 XXXX 11111 1101 000 XXXX ………………………….. 11111 1101 111 XXXX 11111 1110 000 XXXX ………………………….. 11111 1110 111 XXXX 11111 1111 000 XXXX …………………………. 11111 1111 111 XXXX 8 8 8 6 例7.5：某机器配有基址寄存器和变址寄存器，采用一地址格式的指令系统，允许直接和间接寻址，且指令字长、机器字长和存储字长均为16位： （1）若采用单字长指令，共能完成105种操作，则指令可直接寻址的范围是多少？一次间接寻址的寻址范围是多少？画出其指令格式并说明各字段的含义。 （2）若存储字长不变，可采用什么方式直接访问容量为16MB的主存？ 解：（1）105种操作 - 操作码=7位 允许直接和间接寻址，有基址寄存器和变址寄存器 - 2位寻址特征位（4种组合） 可直接寻址 27=128；一次间接寻址的范围是216=65536 OP M AD 7 2 7 （2）采用双字长指令 形式地址为AD1//AD2，共7+16=23位，223=8M，存储字长为16位，故可以访问16MB的主存（采用双字长指令直接访问容量为16MB的主存） OP M AD1 7 2 7 AD2 例7.6：某模型机共有64种操作，操作码位数固定，且有以下特点： （1）采用一地址或二地址格式。 （2）有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址（ -128 ～ +127 ）三种寻址方式。 （3）有16个通用寄存器，算术运算和逻辑运算的操作数均在寄存器中，结果也在寄存器中。 （4）取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送数据。 （5）存储器容量为1MB，按字节编址。 要求设计算术逻辑指令、取数/存数指令和相对转移指令的格式，并简述理由。 解：（1）算术逻辑指令格式为寄存器-寄存器型 M为寻址模式：可反映寄存器寻址、直接寻址、相对寻址三种寻址方式。 OP M Rj 6 2 4 4 Ri （2）取数/存数寻址为寄存器-存储器型 存储器地址=A1//A2=20位，可访问1MB容量的存储器 M为寻址模式 OP M A1 6 2 4 Ri A2 4 （3）相对转移指令为一地址格式 A为位移量：相对寻址（ -128 ～ +127 ） M为寻址模式 OP M A 6 2 8 例7.7：某机共能完成110种操作，CPU有8个通用寄存器（16位），主存容量为4M字，采用寄存器-存储器型指令： （1）欲使指令可直接访问主存的任一地址，指令字长应取多少位？画出指令格式。 （2）若在上述设计的指令字中设置一寻址特征位X，且X=1表示某个寄存器作基址寄存器，画出指令格式。试问基址寻址可否访问主存的任一单元？为什么？如果不能，提出一种方案，使其可访问主存的任一位置。 （3）若主存容量扩大到4G字，且存储字长等于指令字长，则在不改变上述硬件结构的前提下，可采用什么方法使指令可访问存储器的任一位置？ 解：（1）欲使指令可直接访问主存的任一地址，采用寄存器-存储器型指令： OP=7：110种操作 R=8：8个通用寄存器 A=22：222=4M OP R A 7 3 22 (2)在上述设计的指令字中设置一寻址特征位X，且X=1表示某个寄存器作基址寄存器RB 基址寻址方式不能访问主存的任一单元（RB=16位、A=18位，得不到4M字的地址----需要22位） 可将RB寄存器内容左移6位，低位补0，形成22位基地址，然后与形式地