通过题目来讲一讲指令系统相关知识 1 | 计算机组成与系统结构专题

题目 1

设某指令系统的指令字为 16 位，每个地址码为 6 位，若二地址指令 15 条，一地址指令 34 条，则剩下的零地址指令最多有多少条？

题目 1 解答

二地址的地址码部分占 12 位 则其操作码为 4 位，最多 16 种编码，而二地址指令为 15 条（0000-1110），则还剩一种编码 1111 未使用。

一地址的地址码部分占 6 位，则其操作码部分为 10 位，最高 4 位为 1111 则还剩下 6 位可以使用。 6 位最多有 2^6=64 种编码，用其中的 32+2=34 种编码，即(11110 00000-11110 11111,11111 00000-11111 00001 )

零地址有 16 位操作码，最高 5 位只能是 11111，接下来 5 位为 00010-11111，再接下来 6 位为（000000-111111），则有 30*2^6 种编码可使用。

题目 2

假设某计算机字长 32 位，CPU 有 32 个 32 位的通用寄存器，指令长度为单字长，指令操作码占 6 位。请回答以下问题，注意写出分析过程：

(1)对于存储器直接寻址方式的 RS 型指令，能直接寻址的最大主存空间是多少?

(2)对于采用通用寄存器作为基址寄存器的 RS 型指令，则能直接寻址的最大主存空间是多少?

(注：按操作数的来源,指令可分为:RR 型、SS 型和 RS 型。RR 型:两个操作数均来自寄存器的指令;SS 型:两个操作数均来自内存的指令;RS 型:操作数分别来自寄存器和内存的指令)

题目 2 解答

因为有 32 个寄存器，所以寄存器编号 R 占 5 位，间址位 I 占 1 位，当 I=0，存储器寻址的操作数为直接寻址，当 I=1 时为间接寻址，又因为操作码占 6 位，所以能直接寻址的最大主存空间是 2^(32-6-6) = 2^20.

如采用基址寻址，则指令格式中应给出基址寄存器号，以指定哪一个通用寄存器用作基址寄存器。指令格式变为：

增加寻址特征位 X，当 X=1 时，以目标寄存器 R 作为基址寄存器进行基址寻址。

基址寻址可访问存储空间为：2^32 字。