7、设机器字长16位，主存容量128K字节，指令长度16位 或32位，共78条指令，设计计算机指令格式，要求有 直接、立即数、相对、变址4种寻址方式。 8、指令格式结构如下（其中X表示寻址特征位），分析指令 格式及寻址方式特点。 9、在某32位计算机指令系统中，若指令均为单字长指令， 操作码固定为8位，不设置寻址方式代码，请按地址码字段给出不同的指令格式，并分析其寻址范围。
10、设某机配有基址寄存器和变址寄存器，采用一地址格式 的指令系统，允许直接和间接寻址，且指令字长、机器 字长和存储字长均为16位。 1）若采用单字长指令，共能完成105种操作，则指令可直接寻址的范围是多少？一次间址的寻址范围是多少？ 画出其指令格式并说明各字段的含义； 2）若存储字长不变，可采用什么方法直接访问容量为 16MB的主存？ X OP 源寄存器 目标寄存器 地址 格式表明有8位通用寄存器（长度16位），X指定寻址模 式，主存实际容量为256K字。 1）假设不用通用寄存器也能直接访问主存中的每一个单 元，并假设操作码域OP=6位，请问地址码域应分配多少 位？指令字长度应有多少位？ 2）假设X=11时，指定的那个通用寄存器用作基值寄存器， 请提出一个硬件设计规划，使得被指定的通用寄存器能 访问1M主存空间中的每一个单元。 11、某计算机转移指令占2个字节，采用相对寻址方式，指令第1字节是操作码，第2字节是补码表示的相对位移量。每当CPU读取指令的同时，程序计数器PC的内容自增，指向下一条指令。由于转移指令占2个字节，故当读取转移指令时，（PC）+2→PC。回答以下问题： 1）设转移指令的地址为0222H，转向地址为0246H，试计算第2节内用补码表示的相对位移量。 2）设转移指令的地址为0318H，转向地址为0300H，则指令第2字节内补码表示的相对位移量又是多少？ 12、一台处理机具有如下指令格式： 13、一台处理机具有的指令格式如下（主存按字编址）：
X OP 寄存器 地址 其中，每个指令中专门分出2位来指明选用哪一个通用寄存器（设通用寄存器为12位）；最高位用来指明它所选定 的那个通已寄存器将用作变址寄存器（X=1是）；主存容量最大为16384字。
1）加入不用通用寄存器也能访问主存中的每一个操作数，同时假设有用的操作码尾数至少有7位，试问在此情况下，地址码应分配多少位？OP码应分配多少位？指令字应有多少位？ 2）假设条件X=0，且指令中也指明要使用某个通用寄存器，此种情况表明通用寄存器将用作基值寄存器，请提出一个硬件设计规划，使得被指定的通用寄存器能访问主存中的每一个位置。
3）假设主存容量扩充到32768字，且假定硬件结构已经确定不变，问采用什么实际方法可解决这个问题？
14、指令寻址方式和数据寻址方式有什么不同？
程序被启动时，程序所包含的指令和数据都被装入到内存中，需要取指令和操作数，确定指令存放位置的过程称为指令寻址方式，确定操作数存放位置的过程称为数据寻址方式。指令寻址和数据寻址其复杂度是不一样的。
指令寻址：指令基本上按执行顺序存放在主存中，执行过程中，指令总是从内存单元被取到指令寄存器IR中。 顺序执行时，用指令计数器PC+1来得到下一条指令的地址；跳转执行时，通过转移指令的寻址方式，计算出目标地址，送到PC中即可。数据寻址：开始时数据被存放在内存中，但在指令执行过程中，内存的数据可能被装入到CPU的寄存器，或者内存的堆栈区中；还有的操作数可能是I/O端口的内容，或本身就包含在指令中（即立即数）。另外，运行的结果也可能要被送到CPU的寄存器、内存单元、堆栈、IO端口、立即数的访问。此外，操作苏可能是某一个维或二维数组的元素，因此，还要考虑如何提供相应的寻址方式，以便在内存找到数组元素。综上所述，数据的寻址比指令的寻址要复杂的多。 15、变址寻址和基址寻址的区别是什么？
变址寻址方式和基址寻址方式的有效地址形成过程类似。区别在于：①具体的应用场合不同。变址寻址面向用户，可用于访问字符串、数组、表格等成批数据或其中的某些元素。基址寻址面向系统，用于结局程序的重定位和短地址访问大空间的问题。②使用方式不同，变址寻址时，指令中提供的形式地址是一个基准地址，位移量由变址寄存器给出；而基址寻址时，指令中给出的形式地址为位移量，而基址寄存器中存放的是基准地址，不过，这里所说的使用方式也不是绝对的，在实际计算机设计中，可能会有不同的应用场合和使用方式。 16、某计算机指令系统若采用定长操作码，变长指令格式。回答以下问题： 1）采用什么寻址方式指令码长度最短？什么寻址方式指
令码长度最长？ 2）采用什么寻址方式执行速度最快？什么寻址方式执行
速度最慢？
3）若指令系统采用定长指令格式，那么采用什么寻址方
式执行的速度最快？
17、某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统能完成97种操作，操作码位数固定，且具有直接。间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式。
1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用； 2）该指令直接寻址的最大范围； 3）一次间址和多次间址的寻址范围； 4）立即数的范围（十进制数表示）； 5）相对寻址的位移量（十进制数表示）； 6）上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一
种最长？哪一种便于用户编制处理数组问题的程序？哪一种便于程序浮动？为什么？
7）如何修改指令格式，使指令的直接寻址范围可扩大到4M？
8）为使一条转移指令转移到主存的任一位置，可采取什么措施？请简要说明。
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