【计组期末复习一】第八章：CPU的结构和功能 ：指令中各有哪些字段？变址寻址和基址寻址异同？如何设计计算机指令？如何求寻址范围？
1.指令中有哪些字段？各有何作用？如何确定执行这些字段的位数
1.指令字中有三种字段：操作码字段、寻址特征字段和地址码字段。操作码字段指出机器 完成某种操作，其位数取决于指令系统的操作种类。寻址特征字段指出该指令以何种方式寻找 操作数的有效地址，其位数取决于寻址方式的种类。地址码字段和寻址特征字段共同指出操作 数或指令的有效地址，其位数与寻址范围有关。
2.在寄存器一寄存器型，寄存器-存储器型和存储器一存储器型三类指令中，娜类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么
2.这三类指令中寄存器-寄存器型指令执行速度最快，存储器-存储器指令执行速度最慢。 因为前者两个操作数都在寄存器中，后者两个操作数都在存储器中，而访问一次存储器所需的时 间比访问一次寄存器所需的时间长得多。
3.比较变址寻址和基址寻址的异同点。
3.两者的区别如下表：
4.设某机器共能完成78种操作，若指令字长为16位，试问单地址格式的指令其地址码可取几位？若想使指令的寻址范围扩大到2的16次方，可采用什么办法？举出三种不同的例子加以说明
–答：
根据78种操作，可求出操作码的位数为7位，则单地址格式的指令地址码占16-7=9 位。欲使指令的寻址范围扩大到2的16次方，可采用以下三种寻址方法。
(1)若指令字长等于存储字长均为16位，则采用间接寻址可使寻址范围扩大到2的16次方，因为间 址时(设非多次间址)从存储单元中取出的有效地址为16位。
(2)采用变址寻址，并设变址寄存器XR为16位，则有效地址EA=(XR)+A(形式地址)，即 可使寻址范围扩大到2的16次方。
(3)采用基址寻址，并设基址寄存器BR为16位，则有效地址EA=(BR)+A，即可使寻址范 围扩大到2的16次方。
5.某机字长32位，CPU内有32个32位的通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统，设指令字长等于机器字长。
(1)如果主存可直接或间接寻址，采用寄存器-存储器型指令，能直接寻址的最大存储空间是多少？画出指令格式。
(2)如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则上述寄存器-存储器型指令的指令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间？
这种格式可以直接寻址的存储空间为2的二十次方。
（2）保留(1)的OP R I 字段，增加B字段，用于指出哪个寄存器为基址寄存器，此时基址寄存器的特征隐含在OP中
6.若机器采用三地址格式访存指令，试问完成一条加法指令共需访问几次存储器？若该机共能完成54种操作，操作数可在1K地址范围内直接寻找，试画出该机器的指令格式。
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