计算机组成作业某指令系统指令字长24位，有二地址、一地址和零地址三种指令格式。试设计一种扩展操作码，使该指令系统具有9条带1个16位主存地址和1个4位寄存器地址的二地址指令、90条带一个16位主存地址的一地址指令、80条零地址指令。要求写出操作码编码

此题需要根据指令格式和指令数量来设计操作码，下面是一种可能的设计：

二地址指令格式：操作码（8位）+ 寄存器地址（4位）+ 主存地址（16位）

一地址指令格式：操作码（8位）+ 主存地址（16位）

零地址指令格式：操作码（8位）

根据题目要求，需要9条带1个16位主存地址和1个4位寄存器地址的二地址指令、90条带一个16位主存地址的一地址指令、80条零地址指令。

为了方便编码和译码，可以将二地址指令和一地址指令的操作码分别设为不同的值，例如：

二地址指令操作码：0000 0000 ~ 0000 1000 （共9个）

一地址指令操作码：0000 1001 ~ 0101 1000 （共90个）

零地址指令操作码：0101 1001 ~ 0111 1111 （共80个）

其中，每个操作码都占8位，共24位。在二地址指令中，寄存器地址占4位，主存地址占16位。在一地址指令中，主存地址占16位。在零地址指令中，没有其他信息。

因此，可以将二地址指令的操作码编码为：

0000 0000 ~ 0000 1000

将一地址指令的操作码编码为：

0000 1001 ~ 0101 1000

将零地址指令的操作码编码为：

0101 1001 ~ 0111 1111

需要注意的是，这只是一种可能的设计方案，实际上还有其他的设计方案，只要满足题目要求即可。

相关问题

某指令系统指令字长24位，有二地址、一地址和零地址三种指令格式。试设计一种扩展操作码，使该指令系统具有9条带1个16位主存地址和1个4位寄存器地址的二地址指令、90条带一个16位主存地址的一地址指令、80条零地址指令。要求写出操作码编码

根据题意，该指令系统的指令格式分为三种：二地址、一地址和零地址，需要分别设计扩展操作码。

首先考虑二地址指令，需要带有一个16位主存地址和一个4位寄存器地址。因此我们可以将扩展操作码分为两部分，前12位表示指令操作码，后12位中前4位表示寄存器地址，后8位表示内存地址。那么，9条带1个16位主存地址和1个4位寄存器地址的二地址指令可以使用以下编码：

0000 00XX XXXX YYYY YYYY YYYY

其中，前6位为操作码，XX为该指令的编号（共9种），YYYYYYYY为16位主存地址。

接着考虑一地址指令，需要带有一个16位主存地址。因此我们可以将扩展操作码分为两部分，前12位表示指令操作码，后12位表示内存地址。那么，90条带一个16位主存地址的一地址指令可以使用以下编码：

0000 01XX XXXX YYYY YYYY YYYY

其中，前6位为操作码，XX为该指令的编号（共90种），YYYYYYYY为16位主存地址。

最后考虑零地址指令，不需要带有任何地址信息。因此我们可以将扩展操作码全部用于表示指令操作码，共有80种零地址指令。可以使用以下编码：

0001 XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX

其中，前4位为操作码，XXXXXXX为该指令的编号（共80种）。

需要注意的是，由于该指令系统的指令字长为24位，因此在编码时需要保证扩展操作码加上原有的操作码总长度为12位。

设计某指令系统时，假设采用 16 位定长指令字格式，操作码使用扩展编码方式，地址码为 6 位，包含零地址、一地址和二地址 3 种格式的指令。若二地址指令有X 条，一地址指令有 Y条，则零地址指令的条数最多为

在 16 位定长指令字格式中，操作码使用扩展编码方式，可以表示 $2^8$ 个操作码。地址码为 6 位，可以表示 $2^6$ 个地址。因此，总共可以表示 $2^8 \times 2^6 = 2^{14}$ 条指令。

由题可知，二地址指令有 X 条，一地址指令有 Y 条。假设零地址指令有 $z$ 条，则有：

$$X + Y + z \leq 2^{14}$$

解得 $z \leq 2^{14} - X - Y$。

因此，零地址指令的条数最多为 $2^{14} - X - Y$ 条。