扩充指令条数与计算机体系结构详解

在计算机系统概论的学习中，我们遇到了关于指令条数扩充的问题。首先，零地址和一地址指令条数的扩展是通过特定的编码实现的。对于16位指令字长，如果使用扩展操作码技术，每个操作数地址为6位，这表明指令的前几位可以用于操作码的不同组合，以支持更多的指令类型。 1. 零地址指令条数的扩充：当使用1001, 1111, 1111的编码方式时，这些可能代表一种特殊的指令集，允许无操作数或间接操作，从而增加了无须指定操作数的指令数量。 2. 二地址指令和一地址指令的计算：题目提到有13条二地址指令，这些指令占用了部分操作码空间。如果将剩余的操作码空间用于一地址指令，我们需要计算可用的二进制操作码数量（16种操作码减去13种已用），然后根据6位地址码确定每个一地址指令的种类。 解法如下： - 先确定剩余的操作码数：16 - 13 = 3种操作码。 - 每个操作码对应6位地址码，所以每种一地址指令有\(2^6 = 64\)种可能的地址选择。 - 因此，总共可以安排的1地址指令数为3（操作码）* 64（地址码）= 192条。 3. 计算机体系结构和冯·诺依曼计算机：冯·诺依曼计算机的设计原则强调指令和数据的统一存储以及由控制器控制的顺序执行。体系结构中的指令系统决定了可执行的程序形式，包括不同类型的指令（如零地址、一地址和二地址）和寻址方式。而计算机组成则深入到硬件层面，关注实现这些设计的硬件组件和连接方式。 4. 计算机硬件组成：计算机硬件包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等，它们共同协作以完成计算任务。硬件组成框图展示了各部件的协作关系，例如控制器作为整个系统的指挥中心，运算器负责数据处理，存储器储存数据和指令，输入输出设备则用于数据的输入和输出。 5. 技术指标：计算机系统的主要技术指标可能包括处理器速度、内存容量、硬盘容量、带宽、功耗等，这些指标直接影响系统的性能和效率。 本题涉及的知识点包括指令扩展、计算机体系结构、冯·诺依曼计算机的特点以及硬件组成与技术指标，通过解决这个问题，学生可以加深对计算机基础理论的理解。