第6章练习与作业讲解

练习1某机型字长为16位，访问内存指令格式如下：OPMA其中，OP是操作码；M定义寻址方式；A为形式地址。设PC为程序计数器，Ri为变址寄存器，字长为16位，问：（1）该指令能定义多少种指令解：OP字段为5位，25=32种指令151110870OPMA（2）表中各种寻址方式的范围为多少？（3）写出表中各种寻址方式的有效地址EA的计算公式解：151110870寻址方式EA计算公式寻址范围立即寻址直接寻址间接寻址变址寻址相对寻址EA=（PC）指令自身EA=A256BEA=（A）64KBEA=（Ri）+A64KBEA=（PC）+A（PC）-128B~（PC）+127B练习2某机型指令格式如下：OPMA其中M定义寻址方式，M=0时，不变址；M=1时，用变址寄存器X1进行变址；M=2时，用变址寄存器X2进行变址；X=3时，相对寻址。设（PC）=1234H，（X1）=0037H，（X2）=1122H，请确定下列指令的有效地址。（1）4420H（2）2244H（3）1322H（4）3521H（5）6723H15109870练习2OP（6位）M（2位）A（8位）解：（1）指令码为4420H将指令码展开：0100010000100000BM=00，不变址，有效地址EA=A=20H15109870（2）指令码为2244H将指令码展开：0010001001000100BM=10，用变址寄存器X2进行变址有效地址EA=（X2）+A=1122H+44H=1166H练习2OP（6位）M（2位）A（8位）（3）指令码为1322H将指令码展开：0001001100100010BM=11，相对寻址有效地址EA=（PC）+A=1234H+22H=1256H15109870（4）指令码为3521H将指令码展开：0011010100100001BM=01，用变址寄存器X1进行变址有效地址EA=（X1）+A=0037H+21H=0058H练习2OP（6位）M（2位）A（8位）（5）指令码为6723H将指令码展开：0110011100100011BM=11，相对寻址有效地址EA=（PC）+A=1234H+23H=1257H15109870练习3某机存储字长为16位，采用一地址格式的指令系统，允许直接、间接、变址、基址寻址且变址寄存器和基址寄存器均为16位，试回答：（1）若采用单字指令，共能完成108种操作，画出指令格式，并指出直接寻址和间接寻址的寻址范围解：26=64，27=128，所以要完成108种操作需7位操作码指令系统中有4种寻址方式，所以寻址方式字段需2位由于是一地址格式所以地址码字段位数=16-7-2=7位格式如下OP（7位）M（2位）A（7位）1587609直接寻址寻址范围：27间接寻址寻址范围：216（2）若采用双字指令，操作码位数和寻址方式不变，指令可直接寻址的范围是多少，画出指令格式。解：若采用双字指令，指令字长为32位操作码位数和寻址方式不变所以地址码字段位数=7位+16位=23位格式如下OP（7位）M（2位）A（23位）31242322025直接寻址寻址范围：223作业1（6.10）某机型16位字长指令格式如下：OPMD5位3位8位其中，D是形式地址，采用补码表示（包括一位符号）；M是寻找方式M=0立即寻址M=1直接寻址（这时D为地址，是无符号数）M=2间接寻址M=3变址寻址（变址寄存器Ri，16位）M=4基址寻址（基址寄存器Rb，16位）M=5相对寻址OP（5位）M（3位）D（8位）（1）该指令格式最多可以定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是什么？解：由于操作码字段为5位，所以该指令最多可以定义25=32种不同的操作指令在地址码字段直接给出操作数，而地址码字段为8位补码，所以立即数的范围：-128~+127（2）写出各寻址方式的有效地址的计算表达式（3）各种寻址方式能访问的最大主存空间访问是什么？解：寻址方式EA计算公式寻址范围M=0，立即寻址EA=（PC）指令自身M=1，直接寻址EA=D256BM=2，间接寻址EA=（D）64KBM=3，变址寻址EA=（Ri）+D64KBM=4，基址寻址EA=（Rb）+D64KBM=5，相对寻址EA=（PC）+D（PC）-128B~（PC）+127BOP（5位）M（3位）D（8位）直接寻址时，D是地址，是无符号数间接寻址时，操作数的地址在存储器中，存储器字长为16位基址、变址寻址时，操作数的地址由寄存器和形式地址D共同给出，寄存器字长为16位?相对寻址是指令寻址（转移）?转移地址：PC的当前值再加上一个相对偏移量D作业2（6.13）某机器内有16个32位通用寄存器，设计一种有60种操作、8种寻址方式的指令系统。假设指令字长等于机器字长（32位），请回答：（1）若主存可以直接寻址或间接寻址，存储器字长32位，采用“寄存器-存储器”型指令，能寻址的最大存储空间是多少？试画出指令格式，并说明各字段的含义。解：因为26=64，所以定义60种操作，操作码字段需要6位共有8种寻址方式，23=8，所以MOD字段需要3位共有16个通用寄存器，24=16，所以在指令中需要4位编码选择寄存器?采用寄存器间接寻址时，寄存器存放操作数的地址，EA=（Ri），寄存器为32位，操作数地址即为32位，所以寻址最大空间为：232B?采用直接寻址，地址码字段的形式地址就是有效地址，EA=A，为19位，所以寻址最大空间为：219BOP（6位）MOD（3位）REG（4位）A（19位）018192223252631?指令格式指令字长为32位，OP需6位、MOD需3位、Ri需4位A的位数=32-6-3-4=19位指令格式如下（2）若采用通用寄存器作基址寄存器，则“寄存器-存储器”型指令的格式是怎样的？能寻址的最大存储空间是多少？解：OP（6位）MOD（3位）Rb（4位）A（19位）018192223252631寻址最大空间：232B