计算机组成原理课后答案(高教版)7.ppt

1.什么叫机器指令？什么叫指令系统？为什么说指令系统与机器的主要功能以及与硬件结构之间存在着密切的关系？ 答： 机器指令：把每一条机器语言的语句叫机器指令。 指令系统：将全部机器指令的集合叫做机器的指令系统 机器的指令系统集中反映了机器的功能 计算机设计者主要研究如何确定机器的指令系统，如何用硬件电路，芯片，设备来实现机器指令系统的功能，计算机的使用者则是依据机器提供的指令系统，使用汇编语言来编制各种程序。计算机使用者根据机器指令系统所描述的机器功能，能很清楚地了解计算机内部寄存器-存储器的结构。以及计算机能直接支持的各种数据类型。 2.什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？ 答： 寻址方式实质确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法，他与硬件结构紧密相关，而且也直接影响指令格式和指令功能。 3.什么是指令字长、机器字长和存储字长？ 答： 指令字长即指机器指令中含二进制代码的总位数。 存储字长即指存储单元中二进制代码的个数。 机器字长即指CPU中寄存器的位数。 三这位数可以相等，也可以不等。 4.零地址指令的操作数来自哪里？一地址指令的另一个操作数地址通常可采取什么寻址方式获得？各举一例说明。 答：零地址指令的操作数来自ACC，为隐含约定。 在一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用ACC或者SP隐含寻址方式获得。 5.对于二地址指令而言，操作数的物理地址可安排在什么地方？举例说明。 答：对于二地址指令而言，操作数的物理地址可安排在寄存器内、指令中或内存单元内等。 6. 某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。解：三地址指令格式如下： 4 4 4 4 4位OP0000，……， A1，A2，A3；8条三地址指令0111，1000，0000，……，……， A2，A3；16条二地址指令1000，1111，1001，0000，0000，……，……，……， A3；100条一地址指令1001，0110，0011，1001，0110，0100，……，……，……， 冗余编码1001，1111，1111， 可用来扩充一、零地址指令条数1010，……， 冗余编码1111， 可用来扩充三、二、一、零地址指令条数 7. 设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为6位。如果定义了13条二地址指令，试问还可安排多少条一地址指令？ 解：二地址指令格式如下： 4 6 6 9. 试比较间接寻址和寄存器间接寻址。 间接寻址和寄存器间址都可扩大寻址范围，他们形成有效地址的方式类似：间址需通过访存（若是多次间址还需多次访存）得到有效地址；寄存器间址需通过访问存储器得到有效地址，因有效地址放于寄存器中，故比间接寻址少一次访存。 11. 画出先变址再间址及先间址再变址的寻址过程示意图。解：1）先变址再间址寻址过程简单示意如下： EA=[(IX)+A]， (IX)+1?IX 2）先间址再变址寻址过程简单示意如下： EA=(IX)+(A)， (IX)+1?IX 12. 画出“SUB @R1”指令对操作数的寻址及减法过程的流程图。设被减数和结果存于ACC中，@表示间接寻址，R1寄存器的内容为2074H。 解： SUB @R1指令寻址及减法过程的流程图： 13. 画出执行“ADD *-5”指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果存于ACC中，并假设（PC）=4000H。解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中突出寻址过程的实现。 ADD *-5指令信息流程图如下： （2）A为6位，该指令直接寻址的最大范围为26=64字； （3）一次间址的寻址范围为216=64K字； 多次间址的寻址范围为215=32K字； （4）立即数的范围：若采用补码表示为1FH~20H；十进制表示为+31~ -32；无符号数为0~63； （5）相对寻址的位移量范围在采用补码表示时同立即数范围，为 +31~ -32； （6）立即寻址指令执行时间最短，因为此时不需寻址； 间接寻址指令执行时间最长，因为寻址操作需访存一次到 多次； 相对寻址便于程序浮动，因为此时操作数位置可随程序存储