计算机组成原理第3章作业参考结果解析讲.docVIP

第三章参考答案 【3-9】 某机字长为16 位，主存容量为64K 字，采用单字长单地址指令，共有50条指令。若有直接寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址四种寻址方式，试设计其指令格式。 解：分析：有50条指令，操作码部分共需要6位；4种寻址方式，寻址方式说明2位；形式地址码部分8位。 OP （6位） M（2位） A（8位） 【3-10】 某机字长为16位，主存容量为64K字，指令格式为单字长单地址，共有64条指令。试说明： （１）若只采用直接寻址方式，指令能访问多少主存单元？ （２）为扩充指令的寻址范围，可采用直接／间接寻址方式，若只增加一位直接／间接标志，指令可寻址范围为多少？ 指令直接寻址的范围为多少？ （３） 采用页面寻址方式，若只增加一位Z／C（零页／现行页）标志，指令寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？ （４） 采用（２） 、（３） 两种方式结合，指令的寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？ 解：（1）分析： 指令共有64条，需要操作码6位；指令格式为单字长单地址，而机器字长为16位，所以地址码部分10位。 指令格式如图所示： OP A 6位 10位 若采用直接寻址方式，即：形式地址等于有效地址，EA=A，所以指令能访问的主存单元为=1K字 （2）为扩充指令的寻址范围，采用直接／间接寻址方式，若只增加一位直接／间接标志，指令格式如图所示： OP @ A 6位 1位 9位 指令直接寻址的范围为=512字。 由于存储单元存储16位字，间接寻址的最大寻址范围是=64K字。 （3）采用页面寻址方式，若只增加一位Z／C（零页／现行页）标志，指令格式如下如所示： OP (Z／C) 形式地址A 6位 1位 9位 由于A为9 位，所以直接寻址的范围是=512字 。 由于：,是16位，所以指令可寻址范围=64K字。 （4）采用（２） 、（３） 两种方式结合，此时需要＠ 和Z／C 两个标志位， 指令格式如下如所示： OP @ (Z／C) 形式地址A 6位 1位 1位 8位 直接寻址范围是；指令可寻址范围仍为=64K字。 【3-12】 已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下： OP R A 6位 2位 8位 其中：OP 为操作码，R 为通用寄存器地址。试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字？ A 为立即数。 A 为直接主存单元地址。 A 为间接地址（非多重间址） 。 A 为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R１ （字长为16位） 解：（1）A 为立即数，由于是包含在指令中，所以能访问的主存区域1个机器字。 （2）A 为直接主存单元地址，能访问的最大主存区域为（256字） （3）若A 为间接地址（非多重间址），EA=（A）为16位，所以能访问的最大主存区域为=64K （4）A 为变址寻址的形式地址，变址寄存器为R１ （字长为16位），EA=(R1)+A 。所以能访问的最大主存区域=64K 【3-14】 假定某机的指令格式如下： 其中： Bit11＝１ ：间接寻址； Bit8＝１ ：变址寄存器I１ 寻址； Bit7＝１ ：变址寄存器I２ 寻址； Bit６（零页／现行页寻址）：Z／C ＝０ ，表示０页面；Z／C ＝ １ ，表示现行页面，即指令所在页面。 若主存容量为２１２ 个存储单元，分为２６ 个页面，每个页面有２６ 个字。 设有关寄存器的内容为 （PC） ＝ 0344Q　　（I1） ＝ 1111Q 　　（I２） ＝ 0256Q 试计算下列指令的有效地址。 （１） 1046Q （２） 2433Q （３） 3215Q （４） 1111Q 解：（1）1046Q=（001 000 100 110）2 由于格式中的11、8、7、6均为0，所以为0页面直接寻址，得：EA=0046Q。 （2）2433Q=（010 100 011 011）2 8#位为1，故为变址寄存器I1寻址，所以 EA = （I1） +（011 011）2 =1111Q+33Q=1144Q （3）3215Q=（011 010 001 101）2 7#位为1，表示变址寄存器I2寻址，故 EA = 0256Q+15Q=0273Q （4）1111Q=（001 001 001 001）2 第6位为1