计算机组成原理:扩展操作码技术

今天有个好友问我一道《计算机组成原理》(唐朔飞) 中的例题,是关于扩展操作码的,为了让自己理解更加深刻一点,就写了这篇博客.

首先看看什么是扩展操作码技术:

当采用统一操作码，指令长度与各类指令的地址长度发生矛盾时，通常采用“扩展操作码”技术加以解决。 扩展操作码是一种指令优化技术，即让操作码的长度随地址数的减 少而增加（即扩展）。根据不同的地址指令格式，如三地址、二地址、单地址指令等，操作码的位数可以有不同的选择，从而在满足需要的前提下，有效地缩短了指令长度。

问题:(书本302页的例7.2)

假设指令字长为16位,操作数的地址码为6位,指令有零地址、一地址、二地址三种格式.采用扩展操作码技术,若二地址指令有X种,零地址指令有Y种,则一地址指令最多有几种?

书上给出的解答是: 采用扩展操作码技术,操作码位数可变,则二地址、一地址和零地址的操作码长度分别为4位、10位和16位.可见二地址指令操作码每减少一种,就可多构成2^6种一地址指令操作码;一地址指令操作码每减少一种,就可多构成2^6种零地址指令操作码.好友对于划线处不太理解,我个人的解释为:减少一条二地址指令,就是将一个特定的4位操作码变为一地址指令,地址就是6位,还有10位,除去特定的4位,还有10-4位可以任意组合,所以就是2^6种,零地址也是一样.

所以一地址指令最多有 ( 2^4 - X ) * 2^6 种,设一地址指令有M种,则零地址指令最多有 [ ( 2^4 - X ) * 2^6 - M ] * 2^6 种.根据题中给出零地址有Y种,即Y = [ ( 2^4 - X ) * 2^6 - M ] * 2^6 ,则一地址指令M = ( 2^4 - X ) * 2^6 - Y * 2^6

附加一道题帮助理解吧！这道题是教我们这门课的林楠老师的PPT上的一道例题.

例：设某指令系统，指令字长为16位，地址码长度为4位，试提出一种分配方案，使该指令系统有15条三地址指令，14条两地址指令，31条单地址指令，并留有表示零地址指令的可能。

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