06-计算机组成原理答案-第七章.pptx

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1、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。第1页/共12页 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）设形式地址为A，变址寄存器为IX，则先变址再间址寻址过程示意如下：（一重间址）EA=(IX)+A (IX)+1IXOP M A

2、OP M AIRIRIXIXEAEA操作数操作数+1ALUALUMMMM第2页/共12页 2）先间址再变址寻址过程示意：EA=(IX)+(A)(IX)+1IXOP M AOP M AIRIRIXIX操作数操作数+1ALUALUMMMMEAEA第3页/共12页 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（可省）取指令（可省）寻址操作：寻址操作：寄存器间址寄存器间址EA=(R1)=2074HEA=(R1)=2074HEA EA MARMAR，读，读 M(EA)

3、M(EA)MDRMDR(ACC)-(MDR)(ACC)-(MDR)ACCACC A A A A （公操作）（公操作）第4页/共12页 13.画出执行ADD *-5指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果存于ACC中，并假设（PC）=4000H。解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中突出寻址过程的实现。ADD *-5指令信息流程图如下：取指令（可省）取指令（可省）寻址计算：寻址计算：EA=(PC)-5EA=(PC)-5=4000H+FFFBH=4000H+FFFBH=3FFBH=3FFBHEA EA MARMAR，读，读 M(EA)M(EA

4、)MDRMDR(ACC)+(MDR)(ACC)+(MDR)ACCACC A A A A （公操作）（公操作）第5页/共12页 14.设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，用补码表示。假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H，且CPU每取出一个字节便自动完成（PC）+1PC的操作。试问当执行JMP *+8和JMP *-9指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？解：据题意，相对寻址的转移指令格式如下：OPOPA A2000H2000H2001H2001H2002H2002H 当执行当执行JMP指令时，指令时，指令第二字节的内容不变指令第二字节的内容不变，

5、PC的内容变为的内容变为2002H。此时转移指令第二字节内容各为：。此时转移指令第二字节内容各为：A1=+8=0000 1000=08H A2=-9 =1111 0111=F7H 其有效地址各为：其有效地址各为：EA1=(PC)+8=2002H+0008H=200AH EA2=(PC)9=2002H+FFF7H =1FF9H第6页/共12页 16.某机主存容量为4M 16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；解：解：（1）单字长一地址指令）单字长一

6、地址指令格式格式：7 3 6 OP M A OP M A 各字段的作用：各字段的作用：OPOP操作码操作码字段，提供至少字段，提供至少108108种指令操作码；种指令操作码；MM寻址方式码寻址方式码字段，指出字段，指出6 6种寻址方式；种寻址方式；AA形式地址形式地址字段，给出寻址所需的形式地址。字段，给出寻址所需的形式地址。第7页/共12页 16.某机主存容量为某机主存容量为4M 16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基

7、址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：即等六种寻址方式，试回答：（2）该指令直接寻址的最大范围；）该指令直接寻址的最大范围；（3）一次间址和多次间址的寻址范围；）一次间址和多次间址的寻址范围；（4）立即数的范围（十进制表示）；）立即数的范围（十进制表示）；（5）相对寻址的位移量（十进制表示）；）相对寻址的位移量（十进制表示）；解：（2）A为6位，该指令直接寻址的最大范围为26=64字；（3）一次间址的寻址范围为216=64K字；多次间址的寻址范围为215=32K字；（多次间址寻址时：首位为1：继续访问寻址，首位0：寻址结束。）（4）立即数的范围：若采用补码表示为1FH20H；十进制表示为31-

8、32；无符号数为063；（5）相对寻址的位移量范围在采用补码表示时同立即数范围。OP 7 M 3 A 6 OP 7 M 3 A 6 第8页/共12页 16.某机主存容量为某机主存容量为4M 16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：即等六种寻址方式，试回答：（6）上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一种最长？）上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一种最长？为什么？哪一种便

9、于程序浮动？哪一种最适合处理数组问题？为什么？哪一种便于程序浮动？哪一种最适合处理数组问题？（7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？（8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之。简要说明之。解：（6）六种寻址方式中，立即寻址指令执行时间最短，因为此时不需寻址；间接寻址指令执行时间最长，因为寻址操作需访存一次到多次；相对寻址便于程序浮动，因为此时操作数位置可随程序存储区的变动而改变，总是相对于程序一段距离；变址寻址最适合处理数组问题，因为此时变址值可自动

10、修改而不需要修改程序。第9页/共12页 16.某机主存容量为某机主存容量为4M 16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：即等六种寻址方式，试回答：（7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？（8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之。简要说明之。

11、解：（7）为使指令寻址范围可扩大到4M，需要有效地址22位，此时可 将单字长一地址指令的格式改为双字长，如下图示：OP 7 M 3 A 6 OP 7 M 3 A 6A 16A 16 图中，指令的第一字图中，指令的第一字保持保持原来格式不变，形式地址原来格式不变，形式地址A A扩展扩展到第到第2 2个字。这样，个字。这样，直接寻址时，直接寻址时，EA=A=16+6=EA=A=16+6=2222位位，正好可访问，正好可访问4M4M地址空间。由于地址空间。由于A A的扩展，的扩展，变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到2222位。位。（8）如使一条转移指

12、令能转移到主存的任一位置，可采用上述双字长一地址 指令，通过选用合适的寻址方式完成。（如选用直接寻址就可转移到主 存任一位置，但选用相对寻址则只能在2M范围内转移。）除此之外，（7）、（8）两题也可通过段寻址方式达到扩大寻址空间的 目的。总之，不论采取何种方式，最终得到的实际地址应是22位。第10页/共12页17.举例说明哪几种寻址方式在指令的执行阶段不访问存储器？哪几种寻址方式在指令的执行阶段只需访问一次存储器？完成什么样的指令，包括取指令在内共访问四次存储器？解：举例如下：1）一地址指令在执行阶段不访存的寻址方式有：寄存器寻址、立即寻址。2）一地址指令在执行阶段只访存一次的寻址方式有：寄存器间接寻址、直接寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址。3）包括取指在内共访存四次的指令有：）包括取指在内共访存四次的指令有：二重间址的一地址指令二重间址的一地址指令；一重间址的二地址指令一重间址的二地址指令，当另一操作数采用直接、基址、变址、，当另一操作数采用直接、基址、变址、相对、寄存器间接寻址时。相对、寄存器间接寻址时。第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页