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1、处理器,5.1 处理器的外特性指令系统5.2 指令的时序设计5.3 控制器设计,第5章,1、设某计算机主存容量为16MB，机器字长为16位，若最小寻址单位为字节（编址），其地址码多少位？若最小寻址单位为字（按字编址），其地址码又为多少位？,习题一,解：按字节编址，1B一个地址，224=16M，,因此，地址码应为24位；,按字编址，16MB=(16M/2)W=223W,因此，地址码应为23位；,2、设某计算机为32位的16M字主存，若按字编址，其地址码多少位？若按字节编址，其地址码又为多少位？,解：按字编址，1字一个地址，224=16M，,因此，地址码应为24位；,按字节编址，16MW=(16M
2、4)B=226B,因此，地址码应为23位；,3、某计算机字长为16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有50条指令。若有直接寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址4种寻址方式，试设计其指令格式。,解：单字长指令：指令长度为16位,50条指令，25 50 26，操作码6位,4种寻址方式，22=4，寻址方式2位,16-6-2=8，单地址，地址码8位,有的指令设置了专门的寻址方式字段，以说明采用何种寻址方式，有的指令则通过操作码的含义，隐含约定采用何种寻址方式,4、设寄存器R中的数值为1000H，地址为1000H的存储单元中存储的内容为2000H，地址为2000H的存储单元存储的内容为300
3、0H，PC的值为4000H，问在以下寻址方式下访问到的操作数的值是什么？（1）寄存器寻址 R；（2）寄存器间接寻址（R）；（3）直接寻址 1000H；（4）存储器间接寻址 1000H(非多重间址)；（5）立即寻址 2000H；（6）相对寻址-2000H（PC）。,解：(1)采用寄存器寻址，操作数在寄存器中，S=（R）=1000H,(2)采用寄存器间接寻址，操作数的有效地址在寄存器中，EA=R，操作数S=(R)=(1000H)=2000H,(3)采用直接寻址，操作数的有效地址在指令中给出，EA=1000H，操作数 S=(1000H)=2000H,解：(4)采用间接寻址，操作数的有效地址在主存单元
4、中，EA=（1000H）=2000H，操作数S=（2000H）=3000H,(5)采用立即寻址，操作数直接在指令中给出，S=2000H,5、已知某小型机字长为16位，其双操作数指令格式为：0 5 6 7 8 15 OP R A 其中OP为操作码，R为通用寄存器地址。说明以下各种情况能访问的最大主存区域有多少机器字？（1）A为立即数；（2）A为直接主存单元地址；（3）A为间接地址（非多重间址）；（4）A为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R1（字长16位）。,解：(1)1个机器字,(2)256个机器字,(3)65536个机器字,(4)65536个机器字,6、举例说明哪几种寻址方式除去取指令外，
5、不访问存储器？哪几种寻址方式除去取指令外只需访问一次存储器？完成什么样的指令，包括取指令共访问4次存储器？,不访问：立即、寄存器寻址,访问一次：直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、基址寻址、相对寻址,访问4次：二级间接寻址,4、设寄存器R中的数值为1000H，地址为1000H的存储单元中存储的内容为2000H，地址为2000H的存储单元存储的内容为3000H，PC的值为4000H，问在以下寻址方式下访问到的操作数的值是什么？（1）寄存器寻址 R；（2）寄存器间接寻址（R）；（3）直接寻址 1000H；（4）存储器间接寻址 1000H(非多重间址)；（5）立即寻址 2000H；（6）相对寻址-2
6、000H（PC）。,解：(6)采用相对寻址，操作数的有效地址为PC中的内容与指令中的位移量D之和，即EA=(PC)+D=4000H-2000H=2000H，操作数S=(2000H)=3000H,习题二：某机主存容量为4M16，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；,习题：（2）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（4）立即数的范围（十进制数表示）（5）上述六种寻址方式的指令哪个执行时间最短，哪个最长，为什么？哪一种便于程序浮动？
7、哪一种适合处理数组问题？,习题：2.某计算机的字长为16位，存储器按字编址，访存指令格式如下图示。其中OP是操作码，M定义寻址方式（见表54），A为形式地址。设PC和Rx分别为程序计数器和变址寄存器，字长16位，问：(1)该格式能定义多少种指令？(2)各种寻址方式的寻址范围为多少字(3)写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式,提示：设机器字长为W，指令地址位长为K,习题：3.某计算机的指令系统有变址寻址、间接寻址和相对寻址等寻址方式。设当前指令的地址码部分为001AH，正在执行的指令所在地址为1F05H，变址寄存器的内容为23A0H，请问：当执行取数指令时，如为变址寻址方式，取出的操作数为多少
8、？如为间接寻址，取出的操作数为多少？当执行取数指令时，转移地址是多少？,习题：已知存储器的部分地址及相应内容如下：地址 内容001AH 23A0H1F05H 2600H23BAH 2400H1F1FH 2500H23A0H 1748H,习题：4.不改变指令而能改变操作数地址的寻址方式为:5.寻址的最终目的:6.已知基址寄存器的内容为1000H,变址寄存器的内容为03A0H,指令的地址码部分为3FH,当前正在执行的指令所在地址为2B00H,则在考虑基址的前提下,采用变址寻址方式,访存的有效地址:7.寻址方式用来支持浮动程序设计,堆栈,从形式地址产生有效地址,EA=03A0H+3FH+1000H=
9、,基址,基址寻址实际上是相对于基址寄存器的偏移寻址.EA=(BR)+A.采用基址寻址,用户不必考虑自己的程序存于主存的哪一空间区域,完全可由操作系统或管理程序根据主存的使用状况,赋予基址寄存器内一个初始值(即基地址),便可将用户程序的逻辑地址转化为主存的物理地址(实际地址),使用户程序安置于主存的某一空间区域.,习题：8.使用如下约定:A形式地址EA有效地址(X)单元X中的内容R寄存器PC程序计数器BR基址寄存器SI变址寄存器,说明下列寻址方式：立即数寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、相对寻址、基址寻址、变址寻址、基址变址寻址、堆栈寻址,(1)INC SI(2)INC SI假设（SI）1234H结果：（1）(SI)=1235H(2)20H 21H,MOV AX,BP假设 SS=6000H,BP=3000H,PA,SS10H 60000H+BP 3000H 63000H,FIRST DD 12345678H；自FIRST开始存放数据；一个32位数SECOND DD 87654321HLEA SI,FIRSTLEA DI,SECONDMOV AX,SIADD AX,DIMOV BX,SI+2ADC BX,DI+2,某个地址值,
