某机主存容量为4M×16位，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，相对寻址的位移量（十进制表示）

由于存储字长等于指令字长，即每个指令占用两个存储单元，因此该机主存储器的存储单元数为4M/2=2M个。由于操作数位数不确定，我们可以假设它为n位，则每个操作数占用n/16个存储单元。因此，可寻址空间为2M/(n/16)个单元。

又因为指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，因此可知操作码位数为log2(108)=6.78，向上取整为7位。由于操作码位数固定，可寻址空间也是固定的，因此我们可以列出方程：

2M/(n/16)=2^7

化简得：

n=12

因此，该机操作数为12位，相对寻址的位移量为4位（2^4=16）。

相关问题

某机主存容量为4M×16位，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一次间址的寻址范围

一次间址寻址是指在寻址过程中需要访问两次主存储器才能获取到操作数的地址，因此它的寻址范围要考虑两次寻址的影响。

对于直接寻址、间接寻址、基址寻址、立即寻址方式，它们只需要一次寻址就可以获取到操作数的地址，因此它们的寻址范围等于可寻址空间大小。根据上一题的计算，可知可寻址空间大小为2M/(12/16)=2M×(4/3)个存储单元，每个存储单元占用16位，因此可寻址空间为8M字节。

对于变址寻址和相对寻址方式，它们需要访问两次主存储器才能获取到操作数的地址，因此它们的寻址范围需要考虑两次寻址的影响。假设变址寻址和相对寻址方式中寄存器和位移量所占的位数分别为r和d，则两次寻址的寻址范围为：

2M/(r/16)×2^d

其中，2M/(r/16)表示第一次寻址得到的地址所在的寻址范围大小，2^d表示第二次寻址的位移量范围。

由于题目没有给出具体的寄存器和位移量位数，因此无法计算变址寻址和相对寻址方式的寻址范围。

9画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令"ADD M”(M均为主存地址)为例，在图中按序标出完成该指令(包括取指阶段)的信息流程(如-→)。假设主存容量为256M×32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。

为了帮助您理解主机框图，我会简要描述并绘制一个基本示意图。在这个示例中，我们考虑的是一台简单的单地址指令计算机架构，主要包括以下几个部分：

1. **指令输入** (I): 这里通常是一个8位或16位指令寄存器（Instruction Register, IR），用于存放当前执行的指令。

2. **指令译码** (D): 当接收到STA M 或 ADD M 指令时，会有一个译码部件解析指令，可能包含一个7位地址字段（因为256MB = 2^28 字节，所以地址宽度为28 - log2(256) ≈ 7位）。

3. **操作数地址生成** (A): 根据指令的内容，从IR生成相应的内存地址。例如，对于STA M，地址直接来自IR；而对于ADD M，可能需要额外的立即寻址字段或者PC值加上偏移量。

4. **数据总线** (Bus): 连接到主存和算术逻辑单元（ALU），传输数据。

5. **主存** (Memory): 容量为256MB × 32位，每条数据线32位。

6. **ALU** (Arithmetic Logic Unit): 执行加法或存储操作。如果采用双操作数模式，它可能有自己的通用寄存器（比如32位的运算结果寄存器）。

7. **通用寄存器组** (R): 可能包括若干32位通用寄存器，如程序计数器(PC), 状态寄存器等。

8. **数据缓存** (Cache, 如果有的话): 通常对高速访问提供辅助存储空间，这里暂不画出细节。

9. **控制逻辑** (Control): 决定何时从主存读取数据，何时写回结果，以及下一条指令的获取等。

完成指令过程大致如下：

IR -> 指令译码 -> 地址生成 -> 数据总线 -> 主存（读取或写入）-> ALU -> 寄存器或数据缓存 -> 控制逻辑 -> 更新PC -> 下一条指令

STA M 和 ADD M 示例：
IR -> [解码] -> M[7:0] -> Data Bus -> [读取或写入] M[M[7:0]] -> ALU (读取寄存器内容，无操作) -> R[对应位置] -> 控制逻辑更新R
IR -> [解码] -> M[7:0] -> Data Bus -> [读取] M[M[7:0]] -> ALU (+ R[对应位置]) -> R[对应位置] -> 控制逻辑更新R

每个寄存器的位数取决于系统设计，但通常IR、地址字段和ALU结果寄存器为32位，其他可能为16或32位，具体取决于硬件规格。