某计算机的指令字长为16位，用指令操作码扩展技术设计指令系统，要求有零地址指令16条，一地址指令31条，两地址指令14条及三地址指令15条。每个地址码字段为4位。每种指令的操作码范围是什么，扩展标识是什么？

由于每个地址码字段为4位，因此每个地址码可以表示16个不同的地址。为了满足题目要求，我们需要设计的指令系统中应该包含以下指令：

- 0地址指令（16条）：这些指令不需要任何地址码，因此操作码可以占用所有16位，即操作码范围为 $0$ 至 $2^{16}-1$。扩展标识为 $00$。
- 1地址指令（31条）：这些指令需要1个地址码，因此操作码需要占用12位，剩余4位用于表示地址码，即操作码范围为 $2^{12}$ 至 $2^{16}-1$。扩展标识为 $01$。
- 2地址指令（14条）：这些指令需要2个地址码，因此操作码需要占用8位，剩余8位用于表示地址码，即操作码范围为 $2^{8}$ 至 $2^{12}-1$。扩展标识为 $10$。
- 3地址指令（15条）：这些指令需要3个地址码，因此操作码需要占用4位，剩余12位用于表示地址码，即操作码范围为 $2^{4}$ 至 $2^{8}-1$。扩展标识为 $11$。

因此，我们可以设计一个指令系统，其中操作码的范围如下：

- $00$：$0$ 至 $2^{16}-1$
- $01$：$2^{12}$ 至 $2^{16}-1$
- $10$：$2^{8}$ 至 $2^{12}-1$
- $11$：$2^{4}$ 至 $2^{8}-1$

相关问题

某计算机的指令字长为16位,用指令操作码扩展技术设计指令系统,要求有零地址指令16条,一地址指令31条,两地址指令14条及三地址指令15条。每个地址码字段为4位。每种指令的操作码范围是什么,扩展标是什么

根据题目条件，我们可以知道指令系统中一共有4种指令类型，分别是：

- 零地址指令（Zero-Address Instruction）：操作数不需要指定地址，直接使用栈顶的数据。共16条。
- 一地址指令（One-Address Instruction）：操作数只需要指定一个地址，另一个操作数使用栈顶的数据。共31条。
- 两地址指令（Two-Address Instruction）：需要指定两个操作数的地址。共14条。
- 三地址指令（Three-Address Instruction）：需要指定三个操作数的地址。共15条。

每个地址码字段为4位，因此每个地址码可以表示16个内存单元（$2^4$）。根据这个信息，我们可以推算出每种指令类型中地址码所能表示的最大内存单元数：

- 零地址指令：不需要地址码，因此不需要考虑。
- 一地址指令：只需要一个地址码，因此最大能表示16个内存单元。
- 两地址指令：需要两个地址码，因此最大能表示256个内存单元（$16 \times 16$）。
- 三地址指令：需要三个地址码，因此最大能表示4096个内存单元（$16 \times 16 \times 16$）。

我们需要为每种指令类型分配一个操作码范围。操作码的范围应该能够表示所有的指令数量，并且不能和其他指令类型的操作码范围重叠。根据题目条件，我们可以得到以下操作码范围：

- 零地址指令：由于共有16条指令，因此操作码范围为0000~1111（十六进制）。
- 一地址指令：由于共有31条指令，因此操作码范围为8000~9F0F（十六进制）。
- 两地址指令：由于共有14条指令，因此操作码范围为A000~ADEF（十六进制）。
- 三地址指令：由于共有15条指令，因此操作码范围为B000~BEEF（十六进制）。

最后，我们还需要为指令系统设计一个扩展标。扩展标用于区分不同的指令类型，以便处理器能够正确地识别和执行指令。根据题目条件，我们可以为每种指令类型分配一个扩展标：

- 零地址指令：扩展标为00（十六进制）。
- 一地址指令：扩展标为01（十六进制）。
- 两地址指令：扩展标为10（十六进制）。
- 三地址指令：扩展标为11（十六进制）。

因此，通过指令操作码扩展技术设计的指令系统中，每个指令可以表示为一个16位的二进制数，其中高2位表示扩展标，后14位表示操作码。具体的操作码范围和扩展标如下表所示：

| 指令类型 | 操作码范围 | 扩展标 |
| -------- | ---------- | ------ |
| 零地址指令 | 0000~1111 | 00 |
| 一地址指令 | 8000~9F0F | 01 |
| 两地址指令 | A000~ADEF | 10 |
| 三地址指令 | B000~BEEF | 11 |

某计算机指令字长为16位，指令有双操作数、单操作数和无操作数3种格式，每个操作数字段均用6位二进制表示 该 指令系统共有m条(m<16）双操作数指令，并存在无操作数指令。若采用扩展操作码技术，那么最多还可设计出 ( ) 条单操作数指令。

根据题目所给条件，双操作数指令的个数为m，无操作数指令存在，因此指令系统中单操作数指令的个数为16-m-1（减1是因为要排除无操作数指令）。每个操作数字段均用6位二进制表示，因此单操作数指令的操作码需要至少7位二进制表示（2的7次方等于128），扩展操作码技术可以利用剩余的9位二进制表示更多的单操作数指令。因此最多可设计出的单操作数指令个数为2的9次方减去16-m-1，即512-16+m+1。简化后为 ( ) 个单操作数指令。