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第4章 指令系统 3、指令格式结构如下所示，试分析指令格式与寻址方式特点。 单字长双地址码的RR型指令。 操作码6位，系统中可以包含64种不同的指令。 源、目的操作数只能采用寄存器寻址方式。 OP —— 目标寄存器 源寄存器 15 10 9 8 7 4 3 0 4、指令格式结构如下所示，试分析指令格式与寻址方式特点。 双字长双地址码的RS型指令。 操作码6位，系统中可以包含64种不同的指令。 源操作数只能使用寄存器寻址方式；目的操作数只能使用变址寻址方式； 其中，变址寄存器可使用16个通用寄存器之一；偏移量为16位。 OP —— 源寄存器 变址寄存器 15 10 9 8 7 4 3 0 偏移量（16位） 6、一种单地址指令格式如下所示，R变址寄存器，R1基址寄存器，PC程序计数器，填写下列寻址方式。 寻址方式 I X 有效地址E 直接寻址 0 00 E=D 相对寻址 0 01 E=(PC)+D 变址寻址 0 10 E=(R)+D 基址寻址 0 11 E=(R1)+D 间接寻址 1 00 E=(D) 基址间接寻址 1 11 E=((R1)+D) 操作码OP 间接特征I 寻址模式X 形式地址D 7、某计算机字长为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。 40条指令 指令操作码需6位，26=64，其中24种编码未用； 4种寻址方式 寻址特征需2位； 单字长单地址指令 剩余8位作为形式地址； 设计方案： 方案1：专用变址寄存器； 方案2：通用寄存器作为变址寄存器； 寻址方式 寻址特征X 有效地址E 直接寻址方式 00 E=D 立即寻址方式 01 D=Imm 变址寻址方式 10 E=(R)+D 相对寻址方式 11 E=(PC)+D 方案1：专用变址寄存器 各操作数的寻址范围： 立即数寻址方式 指令中的立即数不能超过8位； 直接寻址方式 直接地址为8位，可直接寻址范围为28个单元； 变址寻址方式 E=（R）+D，其中变址寄存器R为16位； 由于主存容量64K字，可直接寻址整个主存空间； 相对寻址方式 E=（PC）+D，可直接寻址整个主存空间； 6位 OP 2位 寻址特征 8位 形式地址 方案2：通用寄存器作为变址寄存器 各操作数的寻址范围： 立即数寻址方式 指令中的立即数不能超过4位； 直接寻址方式 直接地址为4位，可直接寻址范围为24个单元； 变址寻址方式 E=（R）+D，其中变址寄存器R为16位； 由于主存容量64K字，可直接寻址整个主存空间； 相对寻址方式 E=（PC）+D，可直接寻址整个主存空间； 6位 OP 2位 寻址特征 4位 寄存器 4位 形式地址 9、某机字长为32位，CPU中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统，如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则RS型指令的最大存储空间是多少？ 指令格式 64种操作 操作码占6位； 16个通用寄存器一个操作数和基址寄存器各占4位； 单字长指令 形式地址占32 – 6 – 4 – 4 = 18位； 操作数S的地址E ＝（R1）＋D，其中R1为32位的； 若系统的地址总线≤32位，则可寻址整个主存； 若系统的地址总线＞32位，则可寻址的最大存储空间为232+218 操作码OP 操作数R 基址寄存器R1 形式地址D 6位 4位 4位 18位 12、根据操作数所在的位置，指出其寻址方式。 操作数在寄存器中，为 寻址方式； 操作地址在寄存器，为 寻址方式； 操作数在指令中，为 寻址方式； 操作数地址（主存）在指令中，为 方式； 操作数的地址为某一寄存器内容与位移量之和，可以是 寻址方式； 寄存器 寄存器间接 立即数 直接寻址 相对，基址，变址