陕西师范大学计算机组成原理白中英第chp.pptx

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1、第四章第四章指令系统指令系统本章主要内容：4.1指令系统的发展与性能要求4.2指令格式4.3操作数类型4.4指令和数据的寻址方式4.5典型指令第1页/共100页回顾冯诺依曼体系回顾冯诺依曼体系该“指令”指的是“机器指令”。为什么要有指令系统？程序存储思想计算机的工作过程是各功能部件按照预先设计的操作步骤执行数据流动、完成数据加工的过程让计算机执行某种操作需要指令计算机程序是由一系列的机器指令组成的。第2页/共100页回顾冯诺依曼体系回顾冯诺依曼体系举例：C语言是高级语言，写出来的一行一行程序称为代码计算机执行的时候需要将高级语言代码编译成机器语言这样可能将一行代码转换为一行或者多行的更基本的操

2、作过程（01序列）这些最基本的操作过程即机器指令，所有类型机器指令的集合就是指令系统每个指令的执行过程依靠硬件实现第3页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求1、指令在计算机系统中的地位（1）是软件和硬件分界面的一个主要标志硬件设计人员采用各种手段实现它；软件设计人员则利用它编制各种各样的系统软件和应用软件（2）是硬件设计人员和软件设计人员之间的分界面，也是他们之间沟通的桥梁。第4页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求2、指令系统基本概念指令：就是要计算机执行某种操作的命令。从计算机组成的层次结构来说，计算机的指令有微指令、机器指令和宏

3、指令之分。微指令：是微程序级的命令，它属于硬件；宏指令：由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件（可理解为高级语言代码）；机器指令：介于微指令与宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。本章所讨论的指令，特指机器指令。第5页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围。第6页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求系列计算机

4、基本指令系统相同、基本体系结构相同的一系列计算机。解决了各机种的软件兼容问题第7页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求3、发展情况复杂指令系统计算机，简称CISC。VLSI技术的发展使得硬件及指令变得复杂，内容丰富。但是如此庞大的指令系统不但使计算机的研制周期变长，难以保证正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率很低的复杂指令而造成硬件资源浪费。VLSI：VeryLargeScaleIntegrationComplexInstructionSetComputer第8页/共100页reducedinstructionsetcomputer4.1指令系统的发展

5、与性能要求指令系统的发展与性能要求精简指令系统计算机：简称RISC，对复杂指令系统的精简，便于VLSI技术实现。第9页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求4、为什么会出现CISC到RISC的转变？2/8规则：20%的指令是常用指令，但在程序中出现的频率却占到80%为了降低控制器设计难度第10页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求5、对指令系统的要求完备性：指令的功能完备，最基本、最常用功能所对应的的指令已定义好，并有了其硬件实现电路。例如，乘除运算指令、浮点运算指令可直接用硬件来实现，也可用基本指令编写的程序来实现。采用硬件指令的目的

6、是提高程序执行速度，便于用户编写程序。第11页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求有效性：有效性是指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。一般来说，一个功能更强、更完善的指令系统，必定有更好的有效性。第12页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求规整性：包含三方面。对称性是指：在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待，所有的指令都可使用各种寻址方式；匀齐性是指：一种操作性质的指令可以支持各种数据类型，如算术运算指令可支持字节、字、双字整数的运算，十进制数运算和单、双精度浮点数

7、运算等；指令格式和数据格式的一致性是指：指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取。例如指令长度和数据长度通常是字节长度的整数倍。第13页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求兼容性：为系列机提供支持：系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而指令系统是兼容的，即各机种上基本软件可以通用。但由于不同机种推出的时间不同，在结构和性能上有差异，做到所有软件都完全兼容是不可能的，只能做到“向上兼容”，即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。第14页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求6、计算机语言与硬件结构的关系什么是程

8、序设计？程序设计所使用的工具-计算机语言计算机高级语言产生的基础机器语言与指令系统密切相关在指令系统基础上产生机器语言机器语言的助记符形式即汇编语言指令系统直接操作硬件高级语言的硬件无关性第15页/共100页4.1指令系统的发展与性能要求指令系统的发展与性能要求低级语言与高级语言关系比较内容高级语言低级语言1对程序员的训练要求(1)通用算法(2)语言规则(3)硬件知识有较少不要有较多要2对机器独立的程度独立不独立3编制程序的难易程度易难4编制程序所需时间短较长5程序执行时间较长短6编译过程中对计算机资源的要求多少第16页/共100页4.2指令格式指令格式指令中包含以下信息做什么操作如果需要操作

9、数，从哪里取结果送哪里下一条指令从哪里取所以指令格式包括两个基本内容：操作码字段地址码字段指令的操作特性与功能指令的操作特性与功能 操作数地址操作数地址第17页/共100页指令字长决定于指令字长决定于操作码的长度操作码的长度操作数地址的长度操作数地址的长度操作数地址的个数操作数地址的个数4.2指令格式指令格式指令字：就是指令，表示一条指令的机器字。指令格式中指令长度的定义：第18页/共100页4.2指令格式指令格式影响计算机指令格式的因素机器的字长存储器的容量指令的功能假如一共有100个基本操作需要定义，则需要定义操作码至少为多少位？第19页/共100页教材勘误：P116最后一段第一行：“对于

10、一个机器的指令系统，在指令字中，操作码字段和地址码字段长度通常是固定的。第20页/共100页4.2指令格式指令格式一、操作码设计计算机时，对指令系统的每一条指令都要规定一个操作码。指令的操作码OP表示该指令应进行什么性质的操作，如进行加法、减法、乘法、除法、取数、存数等等。不同的指令用操作码字段的不同编码来表示，每一种编码代表一种指令。第21页/共100页4.2指令格式指令格式操作码字段长度受指令系统规模影响等长操作码（指令规整，译码简单）例如IBM370机，该机字长32位，16个通用寄存器R0R15，共有183条指令；指令的长度可以分为16位、32位和48位等几种，所有指令的操作码都是8位固

11、定长度。固定长度编码的主要缺点是：信息的冗余极大，使程序的总长度增加。第22页/共100页4.2指令格式指令格式变长操作码单片机比较常见是针对指令字长做扩展能够表示更多的操作种类和更大的寻址、存储空间因为留给地址码的空间增大了eg.00011001011101110第23页/共100页二、地址码二、地址码按指令中的地址码个数分为：三地址指令二地址指令单地址指令零地址指令操作码（操作码（4 4位）位）1 1（6 6位）位）操作码（操作码（4 4位）位）1 1（6 6位）位）2 2（6 6位）位）操作码（操作码（4 4位）位）1 1（6 6位）位）2 2（6 6位）位）操作码操作码（4 4位）位）

12、A3A3（6 6位）位）第24页/共100页二、地址码二、地址码三地址指令指令格式如下：操作码第一操作数A1第二操作数A2结果A3功能描述：(A1)(A2)A3操作数可以是存储器地址或者寄存器地址 A3A3A2A2A1A1第25页/共100页二、地址码二、地址码二地址指令其格式如下：操作码第一地址码A1第二地址码A2功能描述：(A1)(A2)A1二地址指令在计算机中得到了广泛的应用 A2A2A1A1第26页/共100页二、地址码二、地址码二地址指令根据操作数的物理位置可以分为：SS存储器-存储器类型RS寄存器-存储器类型RR寄存器-寄存器类型地址码多类型混用能极大提高程序灵活性，增强指令功能。

13、慢慢快快第27页/共100页二、地址码二、地址码一地址指令指令格式为：操作码地址码A1功能描述：(AC)(A1)AC，AC值更新AC是隐含的地址码-累加寄存器单操作数运算指令，如“+1”、“-1”、“求反”指令中只给出一个源操作数的地址 A1A1第28页/共100页二、地址码二、地址码零地址指令其格式为：操作码“停机”、“空操作”、“清除”等控制类指令。第29页/共100页三、指令字长度三、指令字长度先弄清2个概念：指令字长度：指令包含的位数机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数。单字长指令：指令字长=机器字长半字长指令：指令字长=半个机器字长双字长指令：指令字长=2机器字长第30页/共

14、100页单字长、半字长指令：长度有限，功能简单，能力有限多字长指令的优缺点优点提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题；缺点必须两次或多次访问内存以取出一整条指令，降低了CPU的运算速度，又占用了更多的存储空间。第31页/共100页四、指令字等长四、指令字等长在一个指令系统中能否出现长度不等的指令？答：可以等长，也可变长指令系统中指令采用等长指令的特点：指令字结构简单、处理方便采用非等长指令的的特点：结构灵活，但控制较复杂第32页/共100页五、指令助记符五、指令助记符机器语言建立在指令系统基础之上用机器语言编写程序太繁琐解决方法：用3、4个英文字母助记符来表示指令操作码或者寄存器、存

15、储器地址用34个英文字母来表示操作码，一般为英文缩写（P118）不同的计算机系统，规定不一样汇编代码执行时必须用汇编程序翻译成机器语言代码，即一条条具体的指令第33页/共100页助记符举例第34页/共100页举例：“将寄存器BX的内容送到AX中”机器码是：0000110111011000操作码2个寄存器地址MOVAX,BX第35页/共100页六、指令格式举例六、指令格式举例8位微型计算机的指令格式如8088，字长8位，指令结构可变包括单字长指令、双字长指令和三字长指令操作码长度固定PDP/11系列机的指令格式字长16位单字长指令操作码字段不固定第36页/共100页七、七、Pentium指令格式

16、指令格式指令长度可变，最短1个字节，最长12个字节，典型的CISC指令系统由可选前缀（04）、操作码（12）、一个由mod-R/M字节和一个SIB（ScaleIndexBase）比例变址字节组成的地址指定器、一个可选的位移量（04）和一个可选的立即数字段（04）构成。指令前缀指令前缀段取代段取代操作数长度取代操作数长度取代地址长度取代地址长度取代操作码操作码ModReg或操作码或操作码R/MSIB位移量位移量立即数立即数第37页/共100页七、七、Pentium指令格式指令格式指令前缀中的重复前缀指定串的重复操作，这样使Pentium处理串比软循环快得多。LOCK前缀用于多CPU环境中对共享存

17、储器的排他性访问段取代用于改变默认段寄存器的情况操作数长度取代和地址长度取代用于在保护模式下决定操作数和指令的长度以下4个指令前缀都是可选的，分别为0或1个字节指令前缀指令前缀段取代段取代操作数长度取代操作数长度取代地址长度取代地址长度取代第38页/共100页七、七、Pentium指令格式指令格式操作码是必须的，12个字节Mod、Reg、R/M为共1个字节，是可选的。mod-R/M指定的操作数是在R中还是在M中。mod（2位）R/M（3位）的32种值构成了8种寄存器方式和24种变址方式（参考汇编语言教材）；Reg或OP（3位）指定另一个操作数（寄存器）或用作OP的补充。操作码操作码ModReg

18、或操作码或操作码R/MSIB位移量位移量立即数立即数1个字节个字节1个字节个字节第39页/共100页七、七、Pentium指令格式指令格式S、I、B共1个字节，分别是比例系数、变址寄存器号、基址寄存器号，可选。mod-R/M中的某些编码要求SIB字节来完成寻址方式的指定；SS（2）指定比例变换的因子，Index（2）指定变址寄存器，Base（3）指定基址寄存器位移量：可以是0，1，2，4个字节立即数：可以是0，1，2，4个字节操作码操作码ModReg或操作码或操作码R/MSIB位移量位移量立即数立即数第40页/共100页例例1某机器（可以是8086,8088）是16位机，指令格式如下所示，OP

19、为操作码，分析指令格式特点。源寄存器源寄存器 目标寄存器目标寄存器OP15974301)单字长，二地址2)OP可以指定？个指令3)寄存器数目？4)指令类型？RR5)常用于算术逻辑运算第41页/共100页例例2某机器（可以是8086,8088）是16位机，指令格式如下所示，OP为操作码，分析指令格式特点。源寄存器源寄存器 变址寄存器变址寄存器OP15107430位移量位移量1)双字长，二地址：寄存器和存储器2)OP可以指定？个指令3)寄存器数目？4)存储器大小？5)指令类型？RS第42页/共100页第四章第四章指令系统指令系统本章主要内容：4.1指令系统的发展与性能要求4.2指令格式4.3操作数

20、类型4.4指令和数据的寻址方式4.5典型指令第43页/共100页4.3操作数类型操作数类型刚才主要介绍操作码地址码给出了指令的操作对象操作对象有多种数据类型第44页/共100页一般操作数类型一般操作数类型地址数据:地址实际上也是一种形式的数据。数值数据:计算机中普遍使用的三种类型的数值数据是：定点、浮点、BCD码。字符数据:文本数据或字符串，目前广泛使用ASCII码，还有汉字编码系统等。逻辑数据:一个字由若干位二进制bit项组成，每个bit的值可以是1或0。当数据以这种方式看待时，称为逻辑性数据。第45页/共100页4.3操作数类型操作数类型Pentium数据类型(见P122表4.6)常规数据

21、类型整数数据类型.第46页/共100页4.3操作数类型操作数类型PowerPC数据类型无符号字节无符号半字有符号半字P123第47页/共100页4.3操作数类型操作数类型回顾高级程序设计语言C所包含的多种数据类型：IntdoubleLongShortCharString与刚提到的指令操作数类型有什么关系？第48页/共100页4.4指令和数据的寻址方式指令和数据的寻址方式思考问题：如何获取本指令中指定的操作数？如何获得下一条指令的地址？寻址寻址方式是指CPU根据指令中给出的地址码字段寻找相应的操作对象的方式。寻址包括两类：指令寻址与操作数寻址第49页/共100页4.4指令和数据的寻址方式指令和数

22、据的寻址方式指令的寻址方式顺序方式PC跳跃方式标记黄色五星表示标记黄色五星表示此处内容可观看教此处内容可观看教材配套的材配套的CAI动画动画第50页/共100页4.4指令和数据的寻址方式指令和数据的寻址方式操作数的寻址方式操作数通常放在哪儿呢？操作数的可能位置：指令中；寄存器；主存储器中；I/O设备的端口中第51页/共100页4.4指令和数据的寻址方式指令和数据的寻址方式根据操作数放在不同的地方，从而派生各种不同的寻址方式，往往不同的计算机具有不同的寻址方式。形成操作数有效地址的方法eg：如无变址、间址，形式地址（也叫偏移量）就是有效地址操作码操作码OP变址变址X间址间址I形式地址形式地址A第

23、52页/共100页主要有：主要有：相对寻址相对寻址基址寻址基址寻址变址寻址变址寻址相对寻址相对寻址基址寻址基址寻址变址寻址变址寻址段寻址段寻址相对寻址相对寻址基址寻址基址寻址变址寻址变址寻址段寻址段寻址第53页/共100页1、隐含寻址、隐含寻址指令中隐含着操作数的地址Eg.如某些运算（单地址码的指令），隐含了累加器AC作为源和目的寄存器Eg.如8086汇编中的STC指令，设置标志寄存器的C为1第54页/共100页2、立即寻址、立即寻址立即寻址立即数包含在指令中。指令格式：第55页/共100页2、立即寻址、立即寻址特点：高速操作数不能更改,缺灵活性eg.程序中对学生分成5组，不能修改操作数大小受

24、限（为什么？）常用于：赋初值定义常量第56页/共100页3、直接寻址直接寻址指令中地址码字段给出的地址A就是操作数的有效地址EA(EffectiveAddress)，即EAA，D=(A)第57页/共100页3、直接寻址直接寻址特点：简单快速，便于硬件实现主存容量的增长引发问题：指令长度不够用第58页/共100页4、间接寻址间接寻址寻址过程：如图操作数的有效地址的计算公式为：EA(A)D=(A)第59页/共100页4、间接寻址、间接寻址特点：地址在主存储器中，可以被灵活的修改形参实参，传值、传地址操作灵活两次访存增加时间耗费第60页/共100页5、寄存器寻址、寄存器寻址操作数保存在寄存器中，即E

25、A=RiD=(Ri)第61页/共100页5、寄存器寻址、寄存器寻址特点：(1)快。比内存访问快(2)寄存器数量少：地址码短可用空间少第62页/共100页6、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址操作数放在主存储器中，而操作数的地址放在某一通用寄存器中EA=(Ri)D=(Ri)第63页/共100页6、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址这样寻址有何优势：间接寻址多次访存，寄存器间接寻址减少访存次数指令中的地址短使用较为广泛第64页/共100页7、偏移寻址、偏移寻址直接寻址+寄存器间接寻址=偏移寻址EA=(Ri)+ARi可能是某个隐含寄存器第65页/共100页7、偏移寻址、偏移寻址-相对寻址相对寻址由程序计数器

26、PC提供基准地址指令地址码=偏移量DEA(PC)D。第66页/共100页7、偏移寻址、偏移寻址-相对寻址相对寻址特点：程序模块内可使用相对地址无需表明真实的内存地址增加灵活性第67页/共100页8、偏移寻址、偏移寻址-基址基址寻址寻址约定基址寄存器Rb指令地址码给出偏移量DEA(Rb)D第68页/共100页8、偏移寻址、偏移寻址-基址寻址基址寻址特征：基准地址出现在基址寄存器中偏移量出现在指令中第69页/共100页9、偏移寻址、偏移寻址-变址变址寻址寻址基准地址出现在指令中偏移量出现在寄存器Rx中EAA(Rx)第70页/共100页9、偏移寻址、偏移寻址-变址寻址变址寻址应用：被广泛采用遇到需要

27、频繁修改操作数地址时，无须修改指令，只要修改Rx中的变址值就可以数组、字符串的成批数据处理第71页/共100页10、段寻址方式、段寻址方式分段：1M主存=64K*16=216*24段寄存器段寄存器16位左移四位偏移量偏移量16位偏移量突破了段内限制，自由度更高第72页/共100页11堆栈寻址堆栈寻址隐含的堆栈指示器（可以是寄存器或者内存空间）进栈加1，退栈减1第73页/共100页寻址方式举例：寻址方式举例：Pentium第74页/共100页Pentium寻址方式寻址方式方式方式算法算法立即立即作数作数=A寄存器寄存器LA=R偏移量偏移量LA=(SR)+A基址基址LA=(SR)+(B)基址带偏移

28、量基址带偏移量LA=(SR)+(B)+A比例变址带偏移量比例变址带偏移量LA=(SR)+(I)S+A基址带变址和偏移量基址带变址和偏移量LA=(SR)+(B)+(I)+A基址带比例变址和偏移量基址带比例变址和偏移量LA=(SR)+(B)+(I)S+A相对相对LA=(PC)+A第75页/共100页PowerPC寻址方式寻址方式P129表4.9所示第76页/共100页例题：例题：p129例例4一种二地址RS型指令的结构如下图所示：其中，I为间接寻址标志位，X为寻址模式字段，D为偏移量字段。通过I，X，D的组合可构成多种寻址方式。看教材P129表4.10所示的寻址方式。OP-通用寄存器IX偏移量D6

29、位位4位位1位位2位位16位位第77页/共100页I表示是否间接寻址I=1表示间接寻址I=0表示非间接寻址X寻址模式：00直接寻址01相对寻址10变址寻址11基址寻址第78页/共100页例题：例题：某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如图所示，该机有两个20位基址寄存器，四个16位变址寄存器，十六个16位通用寄存器。指令汇编格式中的S（源），D（目标）都是通用寄存器，M是主存中的一个单元。三种指令的操作码分别是MOV（OP）=（A）H，MOV是传送指令，STO（OP）=（1B）H，STO为存数指令，LAD（OP）=（3C）H。LAD为取数指令。第79页/共100页要求：（1）分析三种指令格式

30、与寻址方式特点。第80页/共100页（2）CPU完成哪一种操作所花时间最短?哪一种操作所花时间最长?第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗?（3）下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作?其中如果有编码不正确，如何改正才能成为合法指令?(F0F1)H(3CD2)H(2856)H(6FD6)H(1C2)H第81页/共100页解答：（1）第一种指令是单字长二地址指令，RR型；第二种指令是双字长二地址指令，RS型，其中S采用基址寻址或变址寻址，R由源寄存器决定；第三种也是双字长二地址指令，RS型，R由目标寄存器决定，S由20位地址（直接寻址）决定。第82页/共100页（2）处理机完

31、成第一种指令所花的时间最短，因为RR型指令，不需要访问存储器。第二种指令所花的时间最长，因为RS型指令，需要访问存储器。同时要进行寻址方式的变换运算（基址或变址），这也需要时间。第二指令的执行时间不会等于第三种指令，因为第三种指令虽然也访问存储器，但节省了求有效地址运算的时间开销。第83页/共100页（3）根据以知条件：MOV（OP）=001010，STA（OP）=011011，LDA（OP）=111100，将指令转为二进制序列比较：（F0F1）H（3CD2）H11110000111100010011110011010010LAD15号寄存器号寄存器13CD2把主存把主存13CD2的内存装载到

32、的内存装载到15号寄存器号寄存器第84页/共100页（2856）H0010100001010110代表MOV指令，编码正确，含义是把5号源寄存器的内容传送至6目标寄存器。（6FD6）H是单字长指令，一定是MOV指令，但编码错误，0110111111010110可改正为0010101111010110（2BD6）H。第85页/共100页（1C2）H是单字长指令，代表MOV指令，但编码错误，0000000111000010可改正为0010100111000010（29C2）H。第86页/共100页4.5典型指令典型指令指令分类与基本指令类型数据传送类指令一般传送指令：MOVAX，BX数据交换指令：

33、XCHG堆栈操作指令：PUSH，POP运算类指令算术运算指令：加、减、乘、除以及加1、减1、比较逻辑运算指令：移位指令第87页/共100页4.5典型指令典型指令程序控制类指令程序控制类指令用于控制程序的执行方向，并使程序具有测试、分析与判断的能力。输入和输出指令（有的机器没有此类指令，因为外设存储器被统一编址）、字符串处理指令、特权指令、其他指令字符串处理指令特权指令、复位、测试指令等第88页/共100页4.5典型指令典型指令基本指令系统P132表4.11介绍20%和80%规律：CISC中大约有20%的指令使用频率高，占据了80%的处理机时间，而有80%的不常用指令只占用处理机的20%时间。第

34、89页/共100页4.5典型指令典型指令VLSI技术发展引起的问题VLSI工艺要求规整性，而大量复杂指令控制逻辑极其不规整，给VLSI工艺造成了很大的困难。现在用微程序实现复杂指令与用简单指令组成的子程序相比，没有多大的区别。因为现在控制存储器和主存的速度差缩小。CISC中，通过增强指令系统的功能，简化了软件，增加了硬件的复杂程度。指令复杂了，指令的执行时间必然加长，从而使整个系统的执行时间反而增加，因而在计算机体系结构设计中，软硬件的功能分配必须恰当第90页/共100页4.5典型指令典型指令RISC特点只定义简单、频繁使用的指令指令长度固定格式种类少大部分指令可以单指令周期执行只有LOAD/

35、STORE可以访问存储器简单的寻址方式第91页/共100页本本章章小小结结指令系统的地位指令格式：功能、字长指令的寻址操作数的寻址指令的分类与实例第92页/共100页作业作业P1373、4、8、9第93页/共100页课程学了一半了课程学了一半了随堂小测验！中期大酬宾第94页/共100页中期优惠大酬宾：不要998不是98只要68！你没有看错，真的只要你考68！核心知识的展示关键考题的分析真实考场的体验答题不要钱看书不计费真的实时现场考试哦！不要再犹豫了马上拿起笔和纸作答吧第95页/共100页1.单选题（65=30）（1）完整的计算机系统应包括_。A运算器、存储器、控制器B主机和实用程序C配套的硬

36、件设备和软件系统D外部设备和主机（2）已知y=+0.10001，则y补为_。A.1.10001B.0.01111C.1.01111D.0.10001（3）根据传送信息的种类不同，系统总线分为_。A.地址线和数据线B.地址线、数据线和控制线C.数据线和控制线D.地址线、数据线和响应线（4）在指令的地址字段中，直接给出操作数本身的寻址方式，称为_。A.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址（5）一个组相联Cache由64块（行）组成，每组4块（行），主存储器包含4K个块，每块128字，则主存地址格式中标记字段的位数为_位。A7B.4C.8D.6第96页/共100页2.填空（65=30）（1

37、）已知X=0.1101，Y=-0.0110，则Y补为_，X+Y补为_，是否溢出_。（2）在Cache-主存层次中，常用的地址映射方法有_，全相联映射和组相联映射三种。（3）计算机系统中的存储器分为内存和外存，在CPU执行程序时，必须将指令存放在_中。3.计算（202=40）（1）用2K*4位RAM芯片组成4K*8的随机存储器，问；（a）共需多少芯片？（b）存储器的地址寄存器（MAR）和数据寄存器（MDR）分别为多少位？（2）（13分）某计算机将浮点运算过程分为阶码比较、对阶、尾数加减3个段，若各段的执行时间均为2ns，则：（a）串行执行4次浮点运算所需的时间是多少？（b）流水执行4次浮点运算所需的时间是多少？（c）若各段的执行时间分别为2ns，3ns，2ns，流水执行4次浮点运算所需的时间是多少？第97页/共100页考试结束写上学号姓名交卷第98页/共100页中期小测验参考答案中期小测验参考答案1.单选题（65=30）CDBBC2.填空（65=30）1.10100.0111否直接映射内存3.计算（202=40）（1）4,12,8（2）24ns，12ns，16ns第99页/共100页感谢您的观看！第100页/共100页