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指令系统-7.ppt

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指 令 系 统,第 七 章,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,解题思路:以三地址指令格式为该指令系统的基本格式。以此格式为基础,采用扩展操作码技术,设计出题意所要求的地址码结构的指令。指令操作码分配方案如下:,4位OP 0000, ……, 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,指令操作码分配方案,,,,,,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,设二地址指令格式为该指令系统的基本格式,4位操作码共有16种编码,其中13种用来定义二地址指令,还剩3种可用作扩展标志。如不考虑零地址指令,该指令系统最多还能安排:一地址指令条数 =3×26 =192条,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几种?若操作码位数可变,则二地址指令最多允许有几种? 解:1)若采用定长操作码时,二地址指令格式如下: 4 6 6,此时,无论指令中有几个地址,指令格式都不变。,设二地址指令有K种,则: K=24-M-N 当M=1(最小值),N=1(最小值)时,二地址指令最多有: Kmax=16-1-1=14种 2)若采用变长操作码时,二地址指令格式仍如1)所示,但操作码长度可随地址码的个数而变。此时, K= 24 -(N/26 + M/212 ); (N/26 + M/212 向上取整) 当(N/26 + M/212 ) 1时,K最大, 则二地址指令最多有: Kmax=16-1=15种(只留一种编码作扩展标志用。),讨论:此时,一地址指令条数为: N=(24 - K)×26 - M/26; ( M/26向上取整)。 零地址指令条数为: M = 216 - 212K - 26N; 当K最大时(K=15),一地址指令最多有: Nmax=64 - 1=63种; 零地址指令最多有: Mmax=64种 注意:应首先根据题意画出指令基本格式。,10. 试比较基址寻址和变址寻址。 解:比较如下: 1)都可有效地扩大指令寻址范围。 2)基址寻址时,基准地址由基址寄存器给出,地址的改变反映在位移量A的取值上;变址寻址时,基准地址由A给出,地址的改变反映在变址值的自动修改上,变址值由变址寄存器给出。 3)基址寄存器内容通常由系统程序设定,变址寄存器内容通常由用户设定。 4)基址寻址适用于程序的动态重定位,变址寻址适用于数组或字符串处理,适用场合不同。,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,IX,,+1,IR,,,,,主存,,,IX:变址寄存器, 既可是专用寄存器, 也可是通用寄存器之一。,设一重间接,2)先间址再变址寻址过程简单示意如下: EA=(IX)+(A), (IX)+1IX,IX,,+1,IR,,,,,,,,EA,,,操作数,主存,IX:变址寄存器, 既可是专用寄存器, 也可是通用寄存器之一。,,,,,,设一重间接,注意: 1)英文缩写EA表示有效地址,不能乱用。 2)示意图中应标明EA(有效地址)的位置。,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:,,取指令(省),寻址操作: 寄存器
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