某机字长为32位,主存容量为1MB,单字长指令,有50钟操作码,采用寄存器寻址,寄存器间接寻址,立即寻址,直接寻址等方式。CPU中有PC,IR,AR,DR和16个通用寄存器。问;(1)指令格式如何安排?(2)能否增加其他寻址方式?
时间: 2024-03-07 16:52:24 浏览: 251
(1) 由于指令长度为单字长,即32位,可以将指令格式分为以下几个部分:
操作码(6位)+ 寄存器1(4位)+ 寄存器2(4位)+ 寻址方式(2位)+ 地址/立即数(16位)
其中,操作码位数为6位,可以表示50种不同的操作码;寄存器1和寄存器2分别占4位,可以表示16个通用寄存器;寻址方式占2位,可以表示4种不同的寻址方式,如下所示:
00:寄存器寻址
01:寄存器间接寻址
10:立即寻址
11:直接寻址
地址/立即数部分占16位,可以表示65536个不同的地址或立即数。
(2) 可以增加其他寻址方式,例如基址寻址、相对寻址等。但是需要在指令格式中增加对应的位数来表示寻址方式,这会增加指令长度,从而会影响指令执行的效率。因此,需要在寻址方式和指令长度之间进行平衡取舍。
相关问题
某计算机字长32位,主存容量为1MB,有16个通用寄存器,共30条二地址指令,请设计二地址指令格式,要求源操作数为寄存器直接寻址;目的操作数有立即寻址、直接寻址、寄存器直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址共六种寻址方式。
根据您的要求,可以设计如下的二地址指令格式:
| 31-28 | 27-24 | 23-20 | 19-16 | 15-12 | 11-8 | 7-4 | 3-0 |
| ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ |
| opcode | sreg | dmode | dreg | unused | unused | unused | unused |
其中,opcode表示操作码,sreg表示源操作数寄存器编号,dmode表示目的操作数寻址方式,dreg表示目的操作数寄存器编号。具体各字段含义如下:
- opcode:操作码,用于指定操作类型,共30种二地址指令,需要占用五位或以上的二进制位,这里占用了四位。
- sreg:源操作数寄存器编号,用于指定源操作数所在的寄存器编号,共有16个通用寄存器,需要占用四位二进制位。
- dmode:目的操作数寻址方式,用于指定目的操作数的寻址方式,共有六种方式,需要占用四位二进制位。具体定义如下:
- 0000:立即寻址,目的操作数为指令中的立即数,需要占用32位二进制位。
- 0001:直接寻址,目的操作数为指令中的地址,需要占用32位二进制位。
- 0010:寄存器直接寻址,目的操作数为指定的寄存器内容,需要占用四位二进制位。
- 0011:寄存器间接寻址,目的操作数为指定寄存器所指向的地址中的内容,需要占用四位二进制位。
- 0100:变址寻址,目的操作数为指定地址加上指定寄存器内容偏移量所指向的地址中的内容,需要占用8位二进制位(4位寄存器编号和4位偏移量)。
- 0101:相对寻址,目的操作数为指令地址加上指定偏移量所指向的地址中的内容,需要占用8位二进制位(4位偏移量和4位无用位)。
- dreg:目的操作数寄存器编号,用于指定目的操作数所在的寄存器编号,共有16个通用寄存器,需要占用四位二进制位。
请注意,上述指令格式中的未使用的二进制位可以预留以备将来扩展指令功能。
某计算机字长为32位,主存容量64KB,采用单字长单地址指令,共40条指令。试采用直接寻址、立即寻址、变址寻址、相对寻址等四种方式设计指令格式。
好的,针对您的问题,我将为您进行详细解答。
在设计指令格式时,需要考虑指令的格式和寻址方式。下面我将分别介绍四种寻址方式的指令格式设计。
1. 直接寻址
直接寻址是最简单的寻址方式,指令中给出操作数的地址。在本题中,由于主存容量为64KB,即2的16次方字节,因此需要16位地址。
指令格式为:操作码(8位)+地址(16位)
2. 立即寻址
立即寻址即将操作数直接放在指令中,不需要再访问主存。在本题中,由于字长为32位,因此可以将立即数放在指令的后16位。
指令格式为:操作码(8位)+立即数(16位)+空(8位)
3. 变址寻址
变址寻址是通过寄存器中存放的偏移量计算出操作数的地址。在本题中,由于字长为32位,可以使用32位寄存器。
指令格式为:操作码(8位)+寄存器地址(8位)+空(8位)+偏移量(16位)
4. 相对寻址
相对寻址是通过相对于当前程序计数器(PC)的偏移量计算出操作数的地址。在本题中,由于字长为32位,需要16位偏移量。
指令格式为:操作码(8位)+偏移量(16位)+空(8位)+空(8位)
以上就是针对本题四种寻址方式的指令格式设计。需要注意的是,不同寻址方式的指令格式可能会影响指令的编码密度和指令执行效率,需要在实际设计中进行权衡和优化。
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