指令系统 --例题精讲

计组

1. 对指令格式的分析

0）对指令格式分析：N字长M地址指令？
1）对op分析：op位数？可以指定最多多少种指令？
2）对A分析：每个操作数的寻址方式？指令类型？RR,RS,SS?

下面我们来实战吧！

1. 第一题：对指令格式的分析

指令长度是格式如下 ：

ans：
1.这是一个单字长双地址指令。
2.op共有7位，最多可以指定128条指令。
3.两个操作数都是放在寄存器中，即寻址方式为寄存器直接寻址，且最多可以有16个寄存器，是RR型指令。

2. 第二题：对指令格式的设计

对指令格式的设计：有一个重要的地方是，需不需要寻址特征位？怎么使用？

一种寻址方式的指令

题1：某32位指令的寻址方式是基址寄存器寻址，共有40条指令，主存大小是64kB，要求设计指令格式。
解 ：
1.op使用的是6位。
2.基址寄存器是确定的，所以这里基址寄存器的编号可用可不用，这里不使用。
3.$2^{16} = 64k$，所以需要偏移量应该是少于等于16位，一般我们取相等。
所以指令格式为

题2：在题1的基础上，使用通用寄存器存放基地址，其中通用寄存器有16个。
因为这里通用寄存器有16个，因此必须显式说明使用的是哪一个通用寄存器，这里通用寄存器的编号不能省略。

多种寻址方式的指令

题1：某计算机字长为32位，主存容量为64KB，采用单字长单地址指令，共有40条指令。是采用直接，立即数，变址，相对四种寻址方式设计指令格式。
1.单字长指令，所以指令长度为32位。
2.寻址特征位X：使用两位，来对四种寻址方式的选择。这里不需要使用I（间址）。

小结：

1. 这里并没有使用到间址I，为什么呢？因为这里间接寻址和直接寻址的个数不匹配。其实我们都可以直接使用X来表示而不必使用I来作为特征位了，只是我们为了分类，例如我们把特征位为 0 000~0 111所表示的寻址方式定义为直接寻址，而特征位为 1 000 ~ 1 111所表示的寻址方式为间接寻址。那么最高位为间址I，从这里也可以看出来，一般间址I只用一位来表示就够了。
2. 立即数位数？乜有关系！剩下的都给它就可以了！
3. 什么时候需要寻址特征位？一般一条指令可以使用多种寻址方式时，我们往往要使用寻址特征位来进行区分，到底使用的是哪一种寻址方式。
4. 偏移量？偏移量其实只要小于等于主存地址都可以，但是一般让偏移量等于主存地址位数。
5. 寄存器存放数据的位数有要求吗？答案是无要求！寄存器的位数跟主存地址没有关系，也就跟偏移量也没有关系了。
6. 告诉计算机字长，目的只有一个！就是为了确定指令长度！