2022年计算机系统结构复习资料.docx

《2022年计算机系统结构复习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年计算机系统结构复习资料.docx（67页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章运算机系统结构的分布处理系统；每一级为了执行一条指令,需基本概念并行性的开发途径有时要下一级的N 条指令来说明；从处理数据的角度看,并间重叠Time 假如执行第1 级的一条指令要行级别有位串字串, 位并字串,Interleaving,资源重复Kns 时间,那么执行第2、第位片串字并,全并行；位串字Resource 3 和第 4 级的一条指令各需要串和位并字串基本上构成了Replication, 资 源 共 享用多少时间？SIMD ；位片串字并的例子有：Resource Sharing；解答：执行第 2

2、 、第 3 和第相联处理机STARAN,MPP；时间重叠是指在并行性4 级的一条指令各需要KNns 、全并行的例子有：阵列处理机概念中引入时间因素,让多个KN2ns 、KN3ns 的时间；ILLIAC IV；处理过程在时间上错开,轮番1. 有一个运算机系统可按功重复地执行使用同一套设备的从加工信息的角度看,并能分成 4 级,每级的指令互不行级别有储备器操作并行,处各个部分,加快硬件周转来赢相同,每一级的指令都比其下理器操作步骤并行,处理器操得速度；例子有流水线处理机；一级的指令在效能上强M倍,作并行,指令、任务、作业并资源重复是指一个指令即第 i 级的一条指令能完成第行；部件同时掌握多个处理单

3、元,i-1级的 M条指令的运算量；储备器操作并行是指可实现一条指令对多个数据的操现如需第 i 级的 N 条指令说明以在一个储备周期内并行读出作；例子有阵列处理机,相联第 i+1级的一条指令, 而有一多个CPU 字的,采纳单体多处理机；段第 1 级的程序需要运行Ks ,字、多体单字或多体多字的交资源共享是指用软件方问在第 2 、3 和 4 级上一段等叉拜访主存系统,进而采纳按法让多个用户按肯定时间次序效程序各需要运行多长时间？内容拜访方式,位片串字并或轮番使用同一套资源以提高资答：第 2 级上等效程序需运全并行方式,在一个主存周期源的利用率,从而提高系统性行： N/M*Ks；第 3 级上等内实现

4、对储备器中大量字的高能；例子有多处理机,运算机效程序需运行：速并行操作；例子有并行储备网络,分布处理系统；N/M*N/M*Ks；第 4 级上器系统,以相联储备器为核心 SISD:一个指令部件掌握等效程序需运行：构成的相联处理机；一个操作部件,实现一条指令N/M*N/M*N/M*Ks；处理器操作步骤并行是对一个数据的操作；例子有传note: 由题意可知：第指在并行性概念中引入时间因统的单处理机 SIMD:一i 级的一条指令能完成第i-1素,让多个处理过程在时间上个指令部件同时掌握多个处理级的 M条指令的运算量；而现错开,轮番重复地执行使用同单元,实现一条指令对多个数在第 i级有 N 条指令说明第

5、一套设备的各个部分,加快硬据的操作；例子有阵列处理机,i+1级的一条指令,那么,我件周转来赢得速度；例子有流相联处理机； MIMD:多个们就可以用N/M 来表示N/M 水线处理机；独立的处理机分别执行各自的表示第i+1级需 N/M条指处理器操作并行是指一指令、 任务、作业, 实现指令、令来完成第i 级的运算量；所个指令部件同时掌握多个处理任务、作业并行的多机系统,以,当有一段第1 级的程序需单元,实现一条指令对多个数是多个 SISD 的集合,也称多要运行 Ks 时,在第2 级就需据的操作；善于对向量、数组倍 SISD 系统 MSISD；例子要N/MKs,以此类推进行处理；例子有阵列处理机；有多

6、处理机,运算机网络,分2. 硬件和软件在什么意义上指令、 任务、作业并行是布处理系统；是等效的？在什么意义上又是指多个独立的处理机分别执行exercises: 不等效的？试举例说明；各自的指令、任务、作业；例1. 有一台经说明实现的运算答：软件和硬件在规律功能上子有多处理机,运算机网络,是等效的,原理上,软件的功机,可以按功能划分成4 级,名师归纳总结 第 1 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思能可用硬件或固件完成,硬件采纳面对寄存器的系统结构,随不同时期及不同的运算机系的功能也可用软件模拟完成；也

7、可采纳面对主存的三地址寻统会有差异；软件的硬化和硬但是实现的性能价格比,实现址方式的系统结构；要提高运件的软件都反映了这一事实；的难易程序不同；行速度,可让相加与相乘并行,VLSI的进展更使结构组成和在 DOS 操作系统时代,为此这两种结构在组成上都要实现融为一体,难以分开；求设置独立的加法器和乘法4. 什么是透亮性概念？对计汉字系统是一个重要问题,早期的汉字系统的字库和处理程器；但对面对寄存器的系统结算机系统结构,以下哪些是透序都固化在汉卡（硬件）上,构仍要求寄存器能同时被访明的？哪些是不透亮的？而随着 CPU、硬盘、内存技术问,而对面对主存的三地址寻储备器的模m交叉存取；浮点的不断进展,

8、UCDOS把汉字系址方式的系统结构并无此要数据表示； I/O系统是采纳通统的全部组成部份做成一个软求,倒是要求能同时形成多个道方式仍是外围处理机方式；件；访存操作数地址和能同时访数据总线宽度；字符行运算指3. 试以实例说明运算机系统存；又如微程序掌握是组成影令；阵列运算部件；通道是采结构、运算机组成与运算机实响结构的典型；通过转变掌握用 结 合 型 仍 是 独 立 型 ；现之间的相互关系与影响；储备器中的微程序,就可转变PDP-11系列的单总线结构；答：运算机系统结构、运算机系统的机器指令,转变结构；拜访方式爱护；程序性中断；组成、运算机实现互不相同,假如没有组成技术的进步,结串行、重叠仍是流

9、水掌握方式；但又相互影响；构的进展是不行能的；堆栈指令；储备器最小编址单（1 ）运算机的系统结构综上所述,系统结构的设位； Cache 储备器；计必需结合应用考虑,为软件答：透亮指的是客观存在的事相同,但可采纳不同的组成；如 IBM370系列有 115 、125 、和算法的实现供应更多更好的物或属性从某个角度看不到；135 、158 、168等由低档到支持,同时要考虑可能采纳和透亮的有： 储备器的模m预备采纳的组成技术；应防止高档的多种型号机器；从汇编交叉存取；数据总线宽度；阵语言、机器语言程序设计者看过多地或不合理地限制各种组列运算部件；通道是采纳结合到的概念性结构相同,均是由成、实现技术的

10、采纳和进展,型仍是独立型；PDP-11系列中心处理机/ 主存,通道、设尽量做到既能便利地在低档机的单总线结构串行、重叠仍是备掌握器,外设4 级构成；其上用简洁廉价的组成实现,又流水掌握方式；Cache储备中,中心处理机都有相同的机能在高档机上用复杂较贵的组器；器指令和汇编指令系统,只是成实现,这样,结构才有生命不透亮的有： 浮点数据表指令的分析、执行在低档机上力；组成设计上面打算于结构,示； I/O系统是采纳通道方式采纳次序进行,在高档机上采下面受限于实现技术；然而,仍是外围处理机方式；字符行用重叠、流水或其它并行处理它可与实现折衷权衡；例如,运算指令；拜访方式爱护；程方式；为达到速度要求,可

11、用简洁的序性中断；堆栈指令； 储备器（2 ）相同的组成可有多组成但却是复杂的实现技术,最小编址单位；也可用复杂的组成但却是一般5. 从机器（汇编）语言程序员种不同的实现；如主存器件可用双极型的,也可用MOS 型速度的实现技术；前者要求高看,以下哪些是透亮的？的；可用VLSI单片,也可用性能的器件,后者可能造成组指令地址寄存器； 指令缓冲器；多片小规模集成电路组搭；成设计复杂化和更多地采纳专时标发生器；条件寄存器；乘（3 ）运算机的系统结构用芯片；法器；主存地址寄存器；磁盘组成和实现的权衡取决外设；先行进位链；移位器；不同,会使采纳的组成技术不同,反之组成也会影响结构；于性能价格比等因素；结构、

12、通用寄存器；中断字寄存器；如为实现 A:=B+CD:=E*F,可组成和实现所包含的详细内容答：透亮的有：指令缓冲器、名师归纳总结 第 2 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思时标发生器、乘法器、先进先（3）在 CPU 和主存之间增设8. 并行处理运算机除分布处出链、移位器、主存地址寄存Cache 储备器, 以克服因主存理、 MPP 和机群系统外,有哪器；拜访速率过低而造成的系统性4 种基本结构？列举它们各自6. 以下哪些对系统程序员是能瓶颈；要解决的主要问题；（4 ）为解决运算误差较大,答：除了分布处

13、理,MPP和机透亮的？哪些对应用程序员是透亮的？将机器中浮点数的下溢处理方群系统外,并行处理运算机按系列机各档不同的数据通路宽法由原先的恒置“ 1”法,改为其基本结构特点可分为流水线度；虚拟储备器； Cache 储备用 ROM 存取下溢处理结果的运算机,阵列处理机,多处理器；程序状态字； “ 启动 I/O ”查表舍入法；机和数据流运算机四种不同的指令； “ 执行 ” 指令；指令缓冲（5 ）为增加寻址敏捷性和减结构；寄存器；少平均指令字长,将原等长操流水线运算机主要通过答：对系统程序员透亮的有：作码指令改为有3 类不同码长时间重叠,让多个部件在时间系列机各档不同的数据通路宽的扩展操作码；将源操作

14、数寻上交划重叠地并行款待运算和度；Cache 储备器； 指令缓冲址方式由操作码指明改成如处理,以实现时间上的并行；寄存器；VAX-11那种设寻址方式位字它主要应解决：拥塞掌握,冲对应用程序员透亮的有：段指明；突防止,流水线调度等问题；系列机各档不同的数据通路宽（6）将 CPU 与主存间的数据阵列处理机主要通过资度；Cache 储备器； 指令缓冲通路宽度由16位扩展成32源重复实现空间上的并行；它寄存器；虚拟储备器；程序状位,以加快主机内部信息的传主要应解决：处理单元敏捷、态字； “ 启动 I/O ” 指令；送；规律的互连模式和互连网络设note:系列机各档不同的数据（7 ）为削减公用总路线的使

15、计,数据在储备器中的分布算通路宽度、 Cache存贮器、 指用冲突,将单总线改为双总线；法等问题；令缓冲寄存器属于运算机组（8）把原0 号通用寄存器改多处理机主要通过资源成,对系统和程序员和应用程作堆栈指示器；共享,让一组运算机在统一的序员都是透亮的；答 ： 可 以 考 虑 的 有 ：操作系统全盘掌握下,实现软虚拟存贮器、程序状态1,3,4,6,7；不行以考虑的件和硬件各级上的相互作用,字、“ 启动 I/O ” 指令, 对系统达到时间和空间上的异步并有： 2,5,8；程序员是不透亮的,而对应用原就是看改进后能否保行；它主要应解决：处理机间程序员却是透亮的；“ 执持软件的可移植性；互连等硬件结构

16、,进程间的同行 ” 指令就对系统程序员和应 P.S.为了能使软件长期上步和通讯,多处理机调度等用程序员都是不透亮的；稳固,就要在相当长的时期里问题；7. 想在系列机中进展一种新保证系统结构基本不变,因此数据流运算机设有共享在确定系列结构时要特别慎变量的概念,指令执行次序只型号机器,你认为以下哪些设想是可以考虑的,哪些就不行重；其中最主要是确定好系列受指令中数据的相关性制约；的？为什么？机的指令系统、数据表示及概数据是以表示某一操作数或参新增加字符数据类型和如干条念性结构；既要考虑满意应用数已预备就绪的数据令牌直接字符处理指令,以支持事务处的各种需要和进展,又要考虑在指令之间传递；它主要应解理程

17、序的编译；能便利地采纳从低速到高速的决：争论合适的硬件组织和结（ 2 ）为增强中断处理功能,各种组成的实现技术,即使用构,高效执行的数据流语言等将中断分级由原先的4 级增加复杂、昂贵的组成实现时,也问题；到 5 级,并重新调整中断响应仍能充分发挥该实现方法所带9. 运算机系统的3T 性能目标的优先次序；来的好处；是什么？名师归纳总结 第 3 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思答：运算机系统的3T 性能目（1） 要求操作码的平均长最答：数据表示是能由硬件直接标 是1TFLOPS计 算 能短,请设计操作

18、码的编码,并识别和引用的数据类型；数据力 ,1TBYTE主 存 容 量和运算所设计操作码的平均长；结构反映各种数据元素或信息1TBYTES 的 I/O带宽（4 分）单元之间的结构关系；其次章数据表示与指令系统（2） 设计 8 位长度的寄存器数据结构要通过软件映1. 尾数的 rm 进制数位 m 和尾寄存器型指令3 种, 16 位象变换成机器所具有的各种数长度的寄存器储备器变址寻据表示实现,所以数据表示是数的二进制数位m的关系存在 m=m/log2rm址方式指令4 条,变址范畴不数据结构的组成元素；不同的小于正、负127 ；请写出指令数据表示可为数据结构的实现这种关系是由于,在机器中,一个 rm

19、进制的数位是用格式,并给出各字段的长度和供应不同的支持,表现在实现log2rm个机器数位来表示操作码编码； （6 分）效率和便利性不同；数据表示解答： 1全 Huffman编和数据结构是软件、硬件的交的；假设 rm=8 ,尾数为 20 ,码的平均码长是可用的二进制界面；就 m=2,八进制数 20 转换成位编码中平均码长最短的编除基本数据表示不行少二进制数为10000 ,其二进制码；外,高级数据表示的引入遵循数位,即机器数位m=5；全 Huffman编码的平均码长以下原就：2=5/log28；=2*0.35+0.25+0.20+3（1）看系统的效率有否 note:这里的等号并不*0.10+4*0

20、.05+5*0.02+提高,是否养活了实现时间和0.03=2.35 储备空间；表示纯粹数学意义上的“ 等于” ； 2 由于有 8 个通用数（2）看引入这种数据表2. 可表示的尾数个数公据寄存器和2 个变址寄存器,示后,其通用性和利用率是否式 rmmrm-1/rm；所以通用寄存器用3 位表示,高；对于 rm 进制的数来说,变址寄存器用1 位表示 ,8位2. 标志符数据表示与描述符的寄存器 - 寄存器型指令,3每个数位均可以有0 到 rm-1 ,数据表示有何区分？描述符数即 rm 个码； m 个 rm 进制数个操作码编码为00 、01 、10 ,据表示与向量数据表示对向量位共有 rmm 种编码；

21、但课本16 位的寄存器 - 储备器变址寻数据结构所供应的支持有什么中争论的是规格化数,即尾数址方式指令, 4 个操作码编码不同？的小数点后第一个数位不为零为 1100 、1101 、1110 、1111 ,答：标志符数据表示与描述符的数,所以,应当去掉小数点2 位 3位 3位数据表示的差别是标志符与每后第一个数位是0 的那些非规个数据相连,合存于同一储备OP R1 R2 格化的数；明显,非规格化数操作码寄存器 1 寄存器 2 单元,描述单个数据的类型特的个数占了全部尾数编码总数4 位 3位 1位性; 描述符是与数据分开存的 1/rm的比例,所以可表示8 位放,用于描述向量、数组等成的浮点数规格

22、化的尾数个数应块数据的特点；OP R1 X 该是： rmm （1-1/rm；d 描述符数据表示为向量、exercises: 操作码寄存器 1 变址寄存器数组的的实现供应了支持,有1. 某模型时机共有7 种指令,利于简化高级语言程序编译中相对位移主存规律地址的代码生成,可以比变址法更各指令使用频率分别为0.35 ,0.25 ,0.20 ,0.10 ,1. 数据结构和机器的数据表快地势成数据元素的地址；但描述符数据表示并不支持向0.05 ,0.03 ,0.02 ,有 8 个示之间是什么关系？确定和引通用数据寄存器和2 个变址寄入数据表示的基本原就是什量、数组数据结构的高效实现；存器；么？而在有向量

23、、数组数据表示的名师归纳总结 第 4 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思向量处理机上,硬件上设置有4. 设某机阶值6 位、尾数 48值丰富的赂量或阵列运算指令,位,阶符和数符不在其内,当可表263*1863*11663*配有流水或阵列方式处理的高尾数分别以2、8、16 为基时,示的-2-48-8-161-16-速运算器,不仅能快速形成向在非负阶、正尾数、规格化数最大 12 量、数组的元素地址,更重要情形下,求出其最小阶、最大值的是便于实现把向量各元素成阶、阶的个数、最小尾数值、阶的块预取到中心处理机

24、,用一条最大尾数值、可表示的最小值个数26 26 26 向量、数组指令流水或同时对和最大值及可表示的规格化数2p整个向量、数组高速处理如的总个数； 让硬件越界判定与元素运算并解：依题意知： p=6 m=48 可表行；这些比起用与向量、阵列rm=2, 8, 16,示的248*2816*81612*无关的机器语言和数据表示串m=m/log2rm,列下表：尾数16-1/1-1/2 -1/8 行实现要高效的多；p=6,m=4p=6,m=4p=6,m=4的个6 3. 堆栈型机器与通用寄存器8,rm=28,rm=88,rm=16数型机器的主要区分是什么？堆m=48 m=16 m=12 可表栈型机器系统结构

25、为程序调用最小示的26*2426*8126*16的哪些操作供应了支持？阶规格答：通用寄存器型机器对堆栈8*2-16*8-112*16- 非化数数据结构实现的支持是较差/2 /8 1/16 负0 0 0 的个的；表现在： 1 堆栈操作的阶,数指令少,功能单一；2堆栈最小note: 可表示的最小值在储备器内, 拜访堆栈速度低；为 0 =rm 最小阶 * 最小尾数值3堆栈通常只用于储存于程最大=rm0*rm-1=rm-1; 序调用时的返回地址,少量用阶26-1 26-1 26-1 可表示的最大值堆栈实现程序间的参数传递；2p=rm 最大阶 * 最大尾数值而堆栈型机器就不同,表-1 =rm2p-1*1

26、-rm-m现在： 1 有高速寄存器组成最小; 的硬件堆栈,并与主存中堆栈尾数可表示的尾数的个数区在规律上组成整体,使堆栈值1/2 1/8 1/16 =rmm*rm-1/rm; 的拜访速度是寄存器的,容量rm可表示的规格化数的是主存的； 2丰富的堆栈指-1个数 =阶的个数 * 尾数的个数令可对堆栈中的数据进行各种 =2p*rmm*rm-1/rm；运算和处理； 3 有力地支持最大5. （1）浮点数系统使用的阶高级语言的编译；4 有力地尾数1-8-11-16-基 rp=2,阶值位数 p=2, 尾数支持子程序的嵌套和递归调值1-2-46 ,即12 ,即基值 rm=10 ,以 rm 为基的尾用；1-r8

27、 1-2-1-2-数位数 m=1,依据使用的倍堆栈型机器系统结构有m-48 48 数来说, 等价于 m=4, 试运算力地支持子程序的嵌套和递归m 在非负阶、正尾数、规格化情调用；在程序调用时将返回地可表况下的最小尾数值、最大尾数址、条件码、关键寄存器的内示的1/2 1/8 1/16 值、最大阶值、可表示的最小容等全部压入堆栈,待子程序值和最大值及可表示数的个最小返回时,再从堆栈中弹出；第 5 页,共 38 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思数；数址位结合,就能达到要求了；110（2 ）对于题中 “

28、依据使用的倍数来8. 经统计,某机器14 条指令rp=2,p=2,rm=4,m=2,重说,等价于 m=4,” 这个 m=4,的使用频度分别为：复以上运算；由于 231024,等价为实0.01,0.15,0.12,0.03,0解：依题意列下表：际要 4 个二进制位,表示.02,0.04,0.02,0.04,0.p=2,rm=10,mp=2,rm=4,m=RM=10 为基的一位01,0.13,0.15,0.14,0.1=1 2 6. 由 4 位数（其中最低位为下1,0.03；分别求出用等长码、最溢附加位）经ROM查表舍入Huffman码、只有两种码长的小法,下溢处理成3 位结果,设扩展操作码3 种

29、编码方式的操尾10-1=0.1 4-1=0.25 计使下溢处理平均误差接近于作码平均码长；数零的 ROM表,列出 ROM编码解：等长操作码的平均码长=4值表地址与内容的对应关系；位;Huffman编码的平均码长最解： ROM编码表地址与内=3.38位; 只有两种码长的扩大容的对应关系展操作码的平均码长=3.4尾1-10-1=0.9 1-4-2=15/16 地 址内 容位；0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 9. 如某机要求：三地址指令 4数值条,单地址指令255 条,零地最000 001 001 010 010

30、 址指令 16 条；设指令字长为 011 011 100 100 101 101 大2p-1=3 3 12 位每个地址码长为3 位；7. 变址寻址和基址寻址各适问能否以扩展操作码为其编码.阶用于何种场合？设计一种只用假如其中单地址指令为254值6 位地址码就可指向一个大地条呢 .说明其理由；可址空间中任意64 个地址之一答：不能用扩展码为其编表的寻址机构；码；示答：基址寻址是对规律地址空指令字长12 位,每个的0.1 0.25 间到物理地址空间变换的支地址码占 3 位；最持,以利于实现程序的动态再三地址指令最多是小定位；变址寻址是对数组等数212-3-3-3=8条, 现三值据块运算的支持, 以

31、利于循环；地址指令需4 条, 可将大地址空间64 个地址分块,可有 4 条编码作为扩表用基址寄存器指出程序所在块展码,示号,用指令中6 位地址码表示单地址指令最多为的103*0.9=900 43*15/16=60 该块内 64 个地址之一,这样4 23 23=28=256条,最基址和变址相结合可拜访大地现要求单地址指令255大址任意 64 个地址之一；比如条,可有一条编码作扩展码值地址空间很大,为0-1023,零地址指令最多为可只用 6 位地址码就可以指向这1 238 条表1024 个地址中的任意64 个；不满意题目要求示36 48 剖析：比如地址空间很大,不行能以扩展码为其数1024 ,就是

32、分成16 个块,块编码；的号放在寄存器中,块内地址放如单地址指令254 条,个在地址位中,寄存器内容和地可以用扩展码为其编码；名师归纳总结 第 6 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思依据中推导, 单地址16-X 26=256条考虑其它要求,设计出全Huf指令中可用2 条编码作为扩展11. 何谓指令格式的优化. 简Huffman操作码,运算其平均码要列举包括操作码和地址码两码长 ; 2考虑题目全部要零地址指令为2 23部分的指令格式优化可采纳的求,设计优化有用的操作形式,各种途径和思路；并运算其操作码

33、的平均码长; 16 条,满意题目要求note: 答：指令格式的优化指如何3 该机答应使用多少可编址三地址指令格式：操作码地用最短位数表示指令的操作信的通用寄存器？址码地址码地址码息和地址信息,使程序中指令4 画出该机两种指令字格 3位的平均字长最短；式,标出各字段之位数; 3 位 3位 3位操作码的优化5 指出访存操作数地址寻址单地址指令格式：操作码地采纳 Huffman编码和扩的最大相对位移量为多少个字址码展操作码编码；节？ 9位对地址码的优化：解：第1和2中3 位采纳多种寻址方式; Huffman和扩展操作码的编所以前面 9 位由于三地采纳 0 、1、2、3 等多种码及平均码长如下表：址指

34、令用了最前面3 位,仍有地址制 ; 指令 Ii 使用频度 Pi 中间 6 位可作为编码（也就是在同种地址制内再采纳I1 30% 总共可以有9 位作为单地址指多种地址形式,如寄存器- 寄I2 24% 令的指令操作码的编码）；减存器型、寄存器- 主存型、主I3 20% 去 3 地址指令的4 条,有存- 主存型等 ; 在维护指I4 7% 4*26=256条,但由于韪目令字在储备器内按整数边界存I5 7% 要求要有 255 条,所以剩下一储的前提下,使用多种不同的I6 6% 个编码,已经用了9 位的全部指令字长度；I7 3% 编码,最终零地址指令（全部12. 某模型机 9 条指令使用频I8 2% 12

35、 位都可作为操作码的编码）率为：I9 1% 仍有 1*23=8 这是 12 位编ADD加 30% SUB减 西个马 pili 码中最终三位的）如只要求24% JOM按负转移 6% 38个；254 种,就可以有 （256-254）STO存 7% JMP转移 4两种指令格式如下7% SHR右移 2% *23=16条图所示：10. 某机指令字长16 位；设有CIL 循环 3% CLA 清加 20% 2 位 3位 3位单地址指令和双地址指令两STP停机 1% OP R1 R2 类；如每个地址字段为6 位.要求有两种指令字长,都按双操作码寄存器 1 寄存器 2 且双地址指令有X 条；问单地操作数指令格式

36、编排,采纳扩5 位 3位 3位址指令最多可以有多少条. 展操作码,并限制只能有两种5 位答：单地址指令最多为操作码码长；设该机有如干通OP R1 X d 16-X 26 用寄存器,主存为16 位宽,操作码寄存器 1 变址寄存器 P.S.双地址指令最多按字节编址,采纳按整数边界相对位移是 216-6-6=24=16条,储备；任何指令都在一个主存主存规律现双地址指令有X 条 , 周期中取得,短指令为寄存器地址可有 16-X条编码作- 寄存器型, 长指令为寄存器- 5访存操作数地址寻为扩展码,主存型,主存地址应能变址寻址的最大相对位移量为32 个单地址指令最多为址； 1仅依据使用频率,不字节；名师归

37、纳总结 第 7 页,共 38 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思13. 设计 RISC 机器的一般原. 之后发生,使预取指令不作废,.优缺点 , 在设计时,应向着两节约一个机器周期；者结合,取长补短方向进展；就及可采纳的基本技术有那些答：一般原就： 5优化设计编译系统；第三章总线、中断与输入输 1确定指令系统时, 只即尽力优化寄存器安排,削减访存次数；不仅要利用常规手出系统挑选使用频度很高的指令及少量有效支持操作系统,高级语段优化编译,仍可调整指令执中断嵌套的原就： 在处理言及其它功能的指令；行次序,以尽量削减机

38、器周期某级中断恳求时,只能比它的 2削减寻址方式种类,等；中断处理级别高的中断恳求才一般不超过两种；14. 简要比较CISC机器和能中断其处理,等呼应和处理 3让全部指令在一个完后再连续处理原先的那个中RISC机器各自的结构特点,断恳求；机器周期内完成；它们分别存在哪些不足和问题 4扩大通用寄存器个为 什 么 说 今 后 的 发 展 应 是为了领悟中断响应排队CISC 和 RISC 的结合 . 器对中断响应优先次序是用硬数,一般不少于32 个,尽量削减访存次数；件固定的,以及通过由操作系答： CISC结构特点：机器指 5大多数指令用硬联令系统巨大复杂；统给各中断级服务程序现行程实现,少数用微程

39、序实现； RISC结构特点：机器指序状态字中的中断级屏蔽位设 6优化编译程序, 简洁置不同的状态,可以转变中断令系统简洁,规模小,复杂度低；处理 完 的次序这两个要点,有效地支持高级语言实现；基本技术： CISC的问题：下图给出了一个中断响应硬件 1按 RISC 一般原就设部分的简洁规律原理示意图； 1指令系统巨大, 一般计,即确定指令系统时,选最200 条以上；图中略去了某些实现上的详细常用基本指令,附以少数对操细节,由于这些已不是本课程 2指令操作纷杂, 执行作系统等支持最有用的指令,要争论的内容；速度很低；使指令精简；编码规整,寻址 3难以优化生成高效中断级屏蔽位是程序状态字方式种类削减到1、2 种；