"计算机组成原理第7章作业答案(精品文档).ppt"
本资源是一份关于计算机组成原理第7章作业的答案,主要涉及指令系统的设计和分析。在计算机系统中,指令系统是核心部分,它定义了计算机能执行的各种操作和这些操作的表示方式。以下是根据提供的部分内容对相关知识点的详细解释:
1. **指令字长**:指令字长是指一条指令在内存中占用的位数,它通常包括操作码和地址码。在7.1.2节(P304)中,可能会详细讲解如何根据系统设计选择合适的指令字长,以及它对系统性能的影响。
2. **机器字长**:机器字长是计算机一次处理数据的位数,反映了CPU的内部数据宽度。1.3.1节(P17)可能介绍了机器字长如何决定CPU的运算精度和处理数据的速度。
3. **存储字长**:存储字长是指存储单元一次能读写的数据位数,通常与机器字长一致。在P13,可能会详细阐述存储字长与存储器性能的关系。
4. **零地址指令**:这种指令的操作数地址是隐含的,通常存储在特定寄存器如堆栈指针SP中。零地址指令简化了指令格式,但限制了指令的功能和灵活性。
5. **一地址指令**:一地址指令只有一个操作数的显式地址,另一个操作数可能是隐含的,如累加器或寄存器。P312可能会给出一些例子来说明如何使用隐含寻址。
6. **二地址指令**:二地址指令有两个操作数的物理地址,它们可以是内存地址、寄存器地址或者是I/O设备地址。二地址指令常用于执行基本的算术和逻辑运算。
7. **指令系统设计**:在给定的作业问题中,要求设计一个字长为16位的指令系统,包含8条三地址指令、16条二地址指令和100条一地址指令。这涉及到操作码扩展的技术,通过分配不同的前缀位来区分不同类型的指令。例如,4位操作码可以用来指示指令类型,其余的位用于地址编码。在解题中,首先选择了三地址指令作为基础格式,然后通过扩展操作码来创建其他类型的指令。
8. **地址码结构**:设计的三地址指令格式包含4位操作码和3个地址字段,分别标记为A1、A2和A3。二地址指令和一地址指令则通过改变操作码的设置来实现,这样可以在有限的位宽内实现多种指令类型。
9. **扩展操作码技术**:这是一种优化指令集的方法,通过增加操作码的位数或者利用操作码的不同组合来增加指令的种类,而无需增加指令字长。
这份作业答案涵盖了计算机组成原理中关于指令系统设计的关键概念,包括指令字长、机器字长、存储字长、地址模式以及指令系统的组织和扩展。通过深入理解这些知识点,学生能够更好地掌握计算机硬件的工作原理和设计思想。