第25讲习题课三(第7-8章典型题分析讲解)

计算机组成原理课程教案（第25次课）章节名称习题课三(第7-8章典型题分析讲解)课时安排第13周2学时授课方式习题课教学环境及教具准备有投影仪的教室PPT多媒体教学课件教学目的通过第7-8章典型题分析讲解，让学生巩固所学知识，并能梳理知识点，达到举一反三的学习目的教学内容7.6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。答：16-4-4-4=4，三地址指令最多可有24=16种，现在只需8种，16-8=8，剩余8种三地址指令，这8条三地址指令可变为8*24=128二地址指令，128-16=112，完全可以保证有100条一地址指令。7.8某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，设操作码长度固定，指令分为零地址、一地址和二地址三种格式。若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有多少种？若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？答：16-6-6=4，二地址格式最多有24-M-N种，若操作码位数可变则为[（24*26*26-M）/26-N]/26种。7.15一相对寻址的转移指令占3个字节，第一字节是操作码，第二、三字节是相对位移量，而且数据在存储器中采用以高字节地址为字地址的存放方式。假设PC当前值是4000H。试问当结果为0，执行“JZ*+35”和“JZ*-17”指令时，该指令的第二、第三字节的机器代码各为多少？答：因为结果为0，所以JZ跳转会实现，PC当前值为4000H。执行JZ*+35时，要转移的位移量为+35，转换成补码为23H，高位补0，所以第二字节为00H，三字节为23H。执行JZ*-17时，要转移的位移量为-17，转换为补码为EFH，高位补1，所以第二字节为FFH，第三字节为EFH。8.12在5个功能段的指令流水线中，假设每段的执行时间分别是10ns、8ns、10ns、10ns和7ns。对于完成12条指令的流水线而言，其加速比为多少？该流水线的实际吞吐率为多少？解：流水线的时钟周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线的时钟周期应取10ns。根据流水线时空图，第一条指令出结果需要5个时钟周期，当流水线满载时，以后每个时钟周期可以出一个结果，即执行完一条指令。完成12条指令需要16个时钟周期，故实际吞吐率为：12/(10ns*16)=0.75*108条指令/秒对于本题五级流水线而言，处理12条指令所需的时钟周期数为T=5+（12-1）=16个，而非流水线处理12条指令需要5*12=60个，故该流水处理器的加速比为60/16=3.75。8.25设某机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0、L1、L2、L3、L4，现要求中断处理程序改为L1、L4、L2、L0、L3，根据下面的格式，写出各中断源的屏蔽字。解：各中断源屏蔽状态见下表：设屏蔽位=1，表示屏蔽；屏蔽位=0，表示中断开放。