指令系统例题1

：
011 100
101 110
×××
110 111
111
000 ： 111 000 ： 111 000 ： 000
××× ×××
×××
××× ×××
××× ×××
000
111 000
001
×××
000 111
(2)指令译码逻辑图:
(地址码) (操作码)
×××
译码 启动 3:8译码器
Baidu Nhomakorabea
×××
×××
×××
4:16译码器 …
6:64译码器 …
4:16译码器 …
(4条)
(16条)
(64条)
(16条)
(3)操作码平均长度L:
L 各类指令操作码的总位 指令总条数 4 16 64 16 8 .7 长
4 3 16 6 64 9 16 12
使用操作码扩展方法的基本原则: (1) 使用频率高的指令,应分配短的操作码；使用频率低的指令 则相应地分配较长的操作码。
例：已知指令字长为12位，每个地址3位。试采用扩展操作码 的方式，设计4条三地址指令、16条二地址指令、64条单地址 指令和16条零地址指令。 （1）画出操作码扩展图； （2）画出指令译码逻辑； （3）计算操作码平均长度。 [解]： （1）操作码扩展图：
000
××× ××× ×××
4条三地 址指令 16条二地 址指令 64条单地 址指令 16条零地 址指令
可解得： X= (24-M)×26-N/26
(2) 应尽量减少操作码的平均码长，有效地缩短操作码在程序 中的长度，既节省存储空间、又可缩短指令的平均译码时 间，提高程序的运行速度，减小控制器的复杂性。
例：某计算机的指令系统指令字长16位，操作数地址需4位， 采用操作码扩展法增加指令条数。已知该系统已有三地址指 令M条、二地址指令N条、没有零地址指令，问：最多还有 多少条单地址指令？ [解]： 已知指令字长16位，操作数地址需4位，则： 对于三地址指令：操作码长度为（16-4×3）=4 位； （可有24条指令） 对于二地址指令：操作码可扩展4 位； 对于单地址指令：操作码又可扩展4 位。 ∵已知三地址指令M条，∴剩下的组合（24-M)可用于扩展；
又已知二地址指令N条，∴剩下的组合[(24-M)×24-N]可用于扩展； ∵ 没有零地址指令， ∴ 单地址指令的条数为： [(24-M)×24-N] ×24
例：某指令系统字长16位，每个地址码位长为6位，若已知有 二地址指令M条；零地址指令N条，问：系统可有单地址指令 多少条？
[解]：设：有单地址指令X条 指令字长16位，地址码6位，∴ 二地址指令可有：24条 已知有二地址指令M条，可用于扩展： (24-M) ∴单地址指令可有： (24-M)×26 已设：有单地址指令X条，可用于扩展： [(24-M)×26-X] ∴零地址指令N条为： [(24-M)×26-X]×26 =N