3. 一台处理机有如下指令格式： 2位 6位 3位 3位 X OP 源寄存器 目标寄存器 地址 格式表明有8个通用寄存器（长度16位），X指定寻址模式，主存实际容量为256K字。 请说明指令格式的特点。 4.列表比较CISC处理机和RISC处理机的特点。 5.设存储器容量为128M字，字长64位，模块数m=8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期 τ=50ns。问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？ 6. PCI总线中三种桥的名称是什么？简述其功能。

3. 这台处理机的指令格式包括操作码（OP）、源寄存器、目标寄存器和地址，其中操作码表示要执行的操作类型，源寄存器和目标寄存器指定要进行操作的寄存器，地址指定要访问的内存地址。该指令格式有8个通用寄存器可用，长度为16位，主存容量为256K字，寻址模式由X指定。

4. CISC（复杂指令集计算机）处理机具有指令集复杂、指令格式多样、指令执行时间不均等特点，其指令内部包含多个操作，可以完成复杂的任务。而RISC（精简指令集计算机）处理机则特点是指令集精简、指令格式统一、指令执行时间均等，其指令执行速度快，但需要更多的指令完成同样的任务。

5. 顺序方式和交叉方式是存储器的两种组织方式。顺序方式按照地址顺序排列存储单元，而交叉方式则将存储单元均匀地分布在各个模块中。根据题目所给条件，顺序存储器的带宽为1/8×64位÷200ns=4MB/s，交叉存储器的带宽为8×64位÷50ns=102.4MB/s。

6. PCI总线中的三种桥分别是：PCI-PCI桥、PCI-ISA桥和PCI-PCI-X桥。PCI-PCI桥用于连接两个PCI总线，可扩展PCI总线的数量；PCI-ISA桥用于连接PCI总线和ISA总线，使得旧的ISA设备可以与新的PCI设备兼容；PCI-PCI-X桥用于连接PCI总线和PCI-X总线，提高PCI总线的带宽和速度。

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请帮我给这段代码加上完整注释always @(negedge clock or negedge reset)// status_change process, status machine begin if(reset==1'b0) status=3'b000;// valid reset signal is 0 else if(clock==1'b0)// descend edge of clock case (status) 3'b000: begin status=1; MAR=PC; case(Ry) 2'b00: A=R0; 2'b01: A=R1; 2'b10: A=R2;//补充完整 2'b11: A=R3; endcase end 3'b001: begin if(OP==sto) status=1; else if ((OP==swa)|| (OP==Jmp)|| (OP == jz) || (OP == rea) || (OP == wri))//补充完整 status=2; else status=0; end 3'b010: begin if(OP==swa) status=0; else if ((OP==Jmp)||(OP==rea)||(OP==wri)) begin MAR = IR[11:0]; status=3; end else if((OP==jz)&& (R0[7:0] == 8'b0000_0000))//条件转移 begin MAR = IR[11:0]; status=3; end else begin MAR = PC; status=3; end end 3'b011: begin if(OP == Jmp) status=0; else if(OP == jz||(R0[7:0] == 8'b0000_0000)) status=0; else if(OP == wri||OP == rea) begin MAR = PC; status=4; end end 3'b100: status=0; endcase end

// 这里定义了一个时序逻辑，当时钟下降沿或复位信号下降沿触发时执行
always @(negedge clock or negedge reset)
// 状态变化处理，状态机开始
begin
// 如果复位信号为 1，将状态设置为 000
if(reset==1'b0)
status=3'b000;// valid reset signal is 0
// 如果为时钟下降沿触发
else if(clock==1'b0)// descend edge of clock
// 根据当前状态进行不同的处理
case (status)
// 如果当前状态为 000
3'b000:
begin
// 将状态设置为 1
status=1;
// 将 MAR 寄存器设置为 PC 寄存器的值
MAR=PC;
// 根据 Ry 寄存器的值，将 A 寄存器设置为 R0-R3 寄存器中的值
case(Ry)
2'b00: A=R0;
2'b01: A=R1;
2'b10: A=R2;//补充完整
2'b11: A=R3;
endcase
end
// 如果当前状态为 001
3'b001:
begin
// 如果操作码为 sto，将状态设置为 1
if(OP==sto)
status=1;
// 如果操作码为 swa、Jmp、jz、rea、wri 中的任意一个，将状态设置为 2
else if ((OP==swa)|| (OP==Jmp)|| (OP == jz) || (OP == rea) || (OP == wri))//补充完整
status=2;
// 否则状态设置为 0
else
status=0;
end
// 如果当前状态为 010
3'b010:
begin
// 如果操作码为 swa，将状态设置为 0
if(OP==swa)
status=0;
// 如果操作码为 Jmp、rea、wri 中的任意一个，将 MAR 寄存器设置为 IR 寄存器的低 12 位，并将状态设置为 3
else if ((OP==Jmp)||(OP==rea)||(OP==wri))
begin
MAR = IR[11:0];
status=3;
end
// 如果操作码为 jz，并且 R0 寄存器的低 8 位为 0，将 MAR 寄存器设置为 IR 寄存器的低 12 位，并将状态设置为 3
else if((OP==jz)&& (R0[7:0] == 8'b0000_0000))//条件转移
begin
MAR = IR[11:0];
status=3;
end
// 否则将 MAR 寄存器设置为 PC 寄存器的值，并将状态设置为 3
else
begin
MAR = PC;
status=3;
end
end
// 如果当前状态为 011
3'b011:
begin
// 如果操作码为 Jmp，将状态设置为 0
if(OP == Jmp)
status=0;
// 如果操作码为 jz，并且 R0 寄存器的低 8 位为 0，或者操作码为 rea 或 wri，将 MAR 寄存器设置为 PC 寄存器的值，并将状态设置为 4
else if(OP == jz||(R0[7:0] == 8'b0000_0000))
status=0;
else if(OP == wri||OP == rea)
begin
MAR = PC;
status=4;
end
end
// 如果当前状态为 100，将状态设置为 0
3'b100:
status=0;
endcase
end

在设计一个8位字长的定点无符号数数据格式的计算机模型机时，如何综合考虑指令设计、数据格式和寻址方式，以实现基本的运算和控制转移功能？

在设计计算机模型机的指令集时，首先需要明确数据格式的定义，以适应定点无符号数的运算需求。对于8位字长的模型机，其数据格式定义应能够覆盖0到255的数值范围，保证非负整数的处理能力。指令系统的设计应围绕运算类、控制转移类和数据传送类指令进行，确保能够完成基本的数据处理和控制任务。

参考资源链接：[哈工大计算机组成原理实验：复杂模型机设计](https://wenku.csdn.net/doc/57g7e2yzx7?spm=1055.2569.3001.10343)

运算类指令如ADD、AND、INC、SUB、OR和RR等，应设计为单字节指令，并采用寄存器直接寻址方式，以便于快速访问寄存器中的数据。例如，ADD指令可能设计为OP-CODE（操作码）为0x01，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，其中0x01表示加法操作。

控制转移类指令，包括HLT、JMP和BZC，这些指令对于程序的流程控制至关重要。例如，双字节的JMP指令可能包含一个操作码和一个地址字段，用于实现无条件跳转。寻址方式的选择应根据指令的具体功能来定，如JMP可能支持直接寻址，而BZC可能还需要支持相对寻址来实现条件跳转。

数据传送类指令如IN、OUT、MOV、LAD和STA，用于在不同存储单元之间传输数据。IN和OUT指令可能需要额外的端口号字段，以便指定输入输出的端口。而LAD、STA、MOV指令则需要根据寻址方式的不同，选择合适的字段来指定数据的来源和去向。

在确定了指令集的结构后，设计者还需考虑指令的实现细节，如微程序设计。这涉及到将每条指令翻译为微指令序列，以及定义相应的控制信号来驱动硬件执行这些操作。微程序设计是实现指令集的关键，它需要反映在二进制代码表和微指令流程图中。

综上所述，在设计模型机的指令集时，需要综合考虑数据格式、指令功能、寻址方式以及微程序设计等多方面因素，以确保模型机能够高效、准确地执行各类运算和控制任务。

参考资源链接：[哈工大计算机组成原理实验：复杂模型机设计](https://wenku.csdn.net/doc/57g7e2yzx7?spm=1055.2569.3001.10343)