计算机组成原理作业

计算机组成原理作业

机器的主要存储容量为4M×16位，存储字长等于指令字长。如果机器指令系统能完成97个操作，操作码位数是固定的，有6种寻址方式，包括直接、间接、索引、基址、相对和立即。(1)画出地址指令格式并指出每个字段的功能(2)指令直接寻址的最大范围(3)一次性地址和多次地址的寻址范围(4)立即数的范围(小数表示(5)相对寻址的位移(十进制数)

(6)上述六种寻址模式中，哪一种的执行时间最短？哪一个最长？哪个程序便于用户编译来处理数组问题？哪个容易漂浮？为什么？(7)如何修改指令格式，使指令的直接寻址范围扩展到4M？(8)可以采取什么措施来使转移指令转移到主存储器中的任何位置？请简要解释一下

2假设某台机器的指令长度是可变的(长度在1~4个字节内变化)此外，中央处理器和内存之间的数据传输宽度为32位(每次读取32位)我如何知道一个记忆单词包含多少条指令？

3说明了数据可以以“边界对齐”或“边界未对齐”两种方式存储在内存中的特点，并分析了其优缺点。

4假设指令的字长为16位，操作数的地址码位为6位，指令具有零地址、一个地址、两个地址和三种地址格式

(1)有一个固定的操作码。如果有M种零地址指令和N种一个地址

指令，那么这两个地址指令最多是多少？

(2)采用扩展操作码技术。最多有多少个双地址指令？

(3)采用扩展操作码技术。如果有两个地址指令和零个地址指令，最常见的地址指令有多少？

5机器采用指令系统，其地址格式允许直接和间接寻址。该机器配有以下硬件:

ACC、MAB、MDR、个人计算机、x、MQ、红外线、索引寄存器RX和基本寄存器RB，均为16位

(1)如果使用单字长指令，可以完成105个操作，指令的直接可寻址范围是多少？主地址的寻址范围是什么？画出它的指令格式并解释字段的含义

(2)如果使用双字长指令，并且操作码位数和寻址方法不变，该指令的直接寻址范围是多少？画出它的指令格式并解释字段的含义(3)如果存储器的字长不变，可以用什么方法来访问容量为8MB的主存储器？需要哪些额外的硬件？

6设置相对寻址的分支指令占用两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移，由补码表示每当中央处理器从内存中取出一个字节，它就会自动完成(个人电脑)+1->个人电脑

(1)将当前电脑值设置为3000小时，传输后的目标地址范围是多少？

(2)如果当前的电脑值是2000小时，需要传输到201小时，传输指令的第二个字节的内容是什么？

(3)指令JMP *-9 (*是一个相对寻址功能)的第二个字节的内容是什么，当前的电脑值是2000小时？

7设置相对寻址的分支指令占用3个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移的低8位(补码表示)，第三个字节是相对位移的高8位(补码表示)每当中央处理器从内存中取出一个字节，它就会自动完成(电脑)+1->电脑

(1)如果当前的计算机值是256(十进制)，并且需要转换到290(十进制)，那么转换指令的第二个和第三个字节的机器代码是什么？(2)如果当前的计算机值是128(十进制)，并且需要转换到110(十进制)，那么转换指令的第二个和第三个字节的机器码是多少？