计算机组成原理(第二版)唐朔飞各章节知识点

1、第一章知识总结（二）计算机组成原理关注传统机器语言机器M12017-0420马辉安阳师院mh存储元件第一章知识总结（一）2017-0419马辉安阳师院mh 一个完整 的计算机系统包括了硬件和软件两个子系 统.硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备五大 功能部件。它们之间用系统总线进行连 接。系统总线按传输内容分地址总线、数 据总线和控制总线三类。软件部分包括系统软件和应用软件两 类,它们通常使用机器语言、汇编语言和 高级语言三种计算机语言进行编写。由于 机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机 器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的 源程序在运行前需使用汇编程序、

2、编译程 序或解释程序进行翻译.软件的狭义观点是：软件是人们编制的具有 各类特殊功能的程序，广义观点是：软件是 程序以及开发、使用和维护程序需要的所有 文档。为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计 算机系统进行了层次结构划分，通常分为微 程序机器、传统机器语言机器、操作系统虚 拟机、汇报语言虚 拟机、高级语言虚拟机 等。从不同角度、层次理解机器的功能与使 用方法，简化了需要掌握的知识内容。虚拟机：依赖于一定的系统软件，所体现出 的具有某种结构、功能和使用方法的计算 机。和微程序机器MQ它们是实际机器，所看到 的机器功能与结构由硬件电路直接实现。冯诺依曼关于计算机结构的观点：1 s计算机由五大功能

3、部件组成。2、指令和数据均用二进制数表示，以同等 地位存放于存储器中。3、存储器按地址进行访问。4、指令由操作码和地址码组成，操作 码用 来表示操作的性质，地址码用来表示操作数 在存储器中的位置。5、指令在存储器内按顺序存放，通常被顺 序执行，在特定条件下，可根据运算结果或 设定的条件改变执行顺序.6、机器以运算器为中心，输入输出设 备与 存储器间的数据传送通过运算器完成.现代大部分机器仍采用u存储程序?，思想 构建，仍属于冯诺依曼结构的计 算机。典型的冯诺依曼计算机以运算器为中心，现 代计算机转化为以存储器为中心。现代计算机可认为由三大部分组成：CPU （包含了运算器和控制器、及高速缓 存）

4、、I/O设备及主存储器。CPU和 主存合起 来称 主机（及电源、总线与I/O接口）， I /0设备也称外设.运算器的核心是算术逻辑单元ALU控制器 的核心是控制单元CU外存（辅存）属于 I/O设备。（或称存储基元、存储元）：能存放一位二 进制代码41 0”或“仁的电路。存储单元:包含若干存储元，可存放一串 二进制代码，通常对每一个存储单元分配一 个唯一的单元地址。存储字：一个存储单元中所存放的二 进制 代码内容。存储字长:个存储字二进制代码的位数。主存的工作方式就是按存储单元的地址号来 实现对存储字各位的存（写入）、取（读 出）。这种存取方式称为按地址存取，即按 地址访问存储器（访存）。MAR

5、存储器地址寄存器，用来存放欲 访问的 存储单元的地址.MDR存储器数据寄存器，用来存放从 存储单 元读出的代码或准备写入某存储单元的代 码，其位数与存储字长相 等。如若MAF为16位，MDR% 32位，则配套存 储容量为2的16次方 乘于32位，即2Mb 或 256KBX:操作数寄存器PC程序计数器，存放欲执行指令的地址。ALU算术逻辑单元ACC （或A、或AQ ：累加器MQ乘商寄存器早期计算机的更新换代集中体现在组成计算机基本电路的元器件上，按此可以 把计算机发展分为：第一代，电子管计算 机；第二代，晶体管计算机；第三代，中小 规模集成电路计算机；第四代，大规模、超大规模集成电路计算 机.I

6、R :指令寄存器，存放当前正执行的指令 代码。CU控制单元，分析当前指令所需完成的操 作，并发出各种微操作命令序列，用以控制 所有被控对象.机器字长：CPI 一次能处理数据的位数，通 常与CPI中的通用寄存器位数一致.存储容 量：包括主存容量和辅存容量，存储器能 存放二进制代码量的表示。可以用总位数表 示，或用字节数表示，主存更通常用单元数 乘于存储字长表示。主频：CPUr作所使用的时钟信号的频 率。 主频取导为时钟周期，表示一个时钟信号 持续的时间长度.MIPS:每秒钟执行多少百万条指令.（GIPS）CPI :执行一条指令所需的时钟周期个数。FLOPS每秒浮点运算次数.（MFLoPS或GFL

7、0P 或 TFL0PS第二章知识总结2017-04-21马辉 安阳师院mh 1946年， 第一台电子数字计算机ENIAC诞生于美国 宾夕法尼亚大学，它采用 电子管构造，使用 十进制运算。现代计算机作为一门独立学科迅猛发展，是由于微处理器的出现、软件技术的 完善及应用范围的不断扩宽所带来的必然 结果.1971年，美国Intel公司研制成世界上 第一个4位的微处理器芯片4004。摩尔定律：微芯片上集成的晶体管数目每3年翻两番。微型计算机的发展在很大程度上取决于微 处理器的发展，而微处理器的发展又依赖 于芯片集成度和处理器主频的提高。计算机的应用:科学计算数据处理计算机控制（工业控制、实时控 制等）

8、网络应用（电子商务、网络教 育、电子政务等）多媒体应用（电子动 画、虚拟现实等）办公自动化管理信息系统CAD / CAM / CIMS / CAI人工智能（模式识别、语音识别、专家系 统、机器人、自然语言理解等）第三章知 识总结（一）20170502马辉安阳师院mh总线： 是连接多个部件的信息传输线，是各部件 共享的传输介质。在某一时刻，只允许有一个部件向总 线 发送信息，理论上，允许多个部件同时从 总线上接收相同的信息。从不同角度可以有不同的总线分类方 法： 按数据传送方式：并行传输总线和串行传 输总线按总线使用范围：计算机总线、测控总 线、网络通信总线 按传输方向:单向总线 和双向总线 按

9、连接部件的不同:片内总 线、系统总线、通信总线片内总线：为 并行总线，该组线路可传各种类型信息 系统总线：为并行总线，按传输信息的不 同，再分为数据总线、地址总线 和控制 总线 三个组成部分。通信总线越来越多 用串行总线 总线的使用要考虑如下总线特性:机 械特 性、电气特性、功能特性、时间特性总 线的性能指标最重要的是总线带宽（或叫 总线数据传输率），单位时间内总线上传 输数据的位数，以每秒传输多少位或多少 字节表示。注意区分MBPS和MbPS关键因素：一秒能传多少次，每次能传多 少位。总线标准：ISA：工业标准结构总线EISA：扩充的工业标准结构总线VESA视频电子标准协会总线PCI:外围部

10、件互连总线AGP加速图形端口总线USB通用串行总线PCI-Express 总线RS-232C总线第三章知识总结（二） 2017-0503马辉 安阳师院mh总线主 设备:对总线有控制权的设备或模块总线 从设备：没有总线控制权，只能响应主设 备发来的总线命令的设备或 模块 理解：1、在有些系统中主设备、从设备不是固 定的2、主设备不一定就是向总线发送数据信 息的设备总线通信控制主要解决通信双方如何获知 传输开始和传输结束，以及通信双方如何 协调如何配合。通常用四种方式：同步通 信、异步通信、半同步通信、分离式通 信。同步通信:通信双方由统一时标信号控制 数据传送。（按双方工作速度，确定一个 时间标

11、准，对双方动作的时间配合固定下 来，什么时间就该干什么，完成通信过 程，理论上任何设备间都可采用，通常用 在速度较一致的设备间。） 总线判优控制（总线仲裁）：分配总线控制 权，决定谁是主设备判优控制分为集中式 和分布式 两大类集中式细分为：1、链式查询:需三根线完成控制，但优先 级固定，对故障敏感2、计数器定时查询：优先级灵活3、独立请求：需2n根线完成控制，速度 最快通常将完成一次总线操作的时间称为总线周 期，可分为4个阶段申请分配阶段；寻址 阶段；传数阶段；结束阶段但对只有一个主设备的简单系统，可只需 寻址和传数两个阶段。异步通信的应答方式按联系紧密程度分不互锁、半互锁和全互锁三种。异步并

12、行通信中有专门线路传输应答 信号， 但异步串行通信中为传输应答信号和信息， 通常要约定传输字符格式，女山1个起始位 （低电平）,58个数据位，1个奇偶校 验位，1或1.5或2个终止位（高电 平）。传送时起始位后面紧跟的是传送字 符的最低位起始位至终止位构成一帧.（如何知道一个位传输时间？异步串行通 信中也有时钟信号，通常用记够若干时钟代 表传一位的时间,但该时钟信号不用于决定 传输的开始和结束。）异步串行通信的数据传送速率用波特 率来衡 量异步通信：没有公共的时钟标准，允许双 方速度不一致，采用应答信号（握手信 号）联络，决定双方的操作。波特率：单位时间内传送的二进制数据的位 数，单位为bps

13、。比特率：单位时间内传送的二进制有效数据 的位数，单位为bps。第五章知识总结（一）原创2017-06-12马辉安阳师院mh现代计算机可认为由三大部分组 成：除 CPU和主存储器外，还有输入输出模块，又 称I/O系统。I/O系统由I/O软件和I/O硬 件两部分组成，其中I/O软件由I/O指令或 通道指令编写，具有：将用户编制的程序 （或数据）输入主机内将运算结果输送给 用户。实现输入输出系统与主机工作的 协调等作用；而|/0硬件在带有接口的I/O 系统中包含接口模块及I/O设备两大部分。I/O设备与主机的联系方式包括：1 I/O设备编址方式。2、设备寻址。3、传送方式（并行传送、串行传送）.4

14、、联络方式（立即响应、异步应答、同步 联络）。5、连接方式（辐射式、总线式）等 问题。其中编址方式分统一编址（不需设置 专门的I/O指令）和不统一编址（需设置专 用的I/O指令）两种.CPL和主存构成了主机，主机外的大部 分硬件设备都可称为外部设备，简称外设。 I/O设备大致可分为三类：人机交互设备、 计算机信息的存储设备、机一机通信设备。其中人机交互设 备可 分为输入设备和输出设备两种。常见的输入 设备有键盘、鼠标、触摸屏等；常见的输出 设备有显示器、打印机等.显示器按显示器件划分，有阴极射线管 CRTa示器、液晶LCD显示器、等离子PD 显示器及发光二极管LED显示器等。分辨率 和灰度等级

15、（或颜色数）是显示器的两个重 要技术指标，分辨率是指显示屏面能表示的 像素点数，灰度等级是指显示像素点相对亮 暗的级差。为使人眼能看到稳定的图像，显示屏需 进行刷新，一般刷新频率要大于30次/秒。 为进行刷新操作，需由刷新存储器（帧存储 器或视频存储器）保 存当前一屏信息内容， 其容量与分辨 率和灰度等级（或颜色数）有 关，其带宽或存取周期要满足刷新要求。计算机处理汉字需考虑输入码、内码和 字形码三个问题.输入码常从音、形两个角 度考虑；内码用两个字节表示一个汉字，其 来源于汉字统计、排 序的区位码；字形码 （字模码）用点 阵或矢量曲线表示汉字字形, 最小汉 字点阵为16X 16,在单色显示下

16、该 点阵一个汉字字形码需32B。国标码二区位码+2020H机内码二国标码+8080H（区位码区号在前，位号在后，从16区 即10H区开始表示汉字，共1-94区,1-94 位）I/O接口是指主机与I/O设备间设 置的 一个硬件电路及其相应的软件控制,其作用 有：设备选择、数据缓冲、数据格式转换、 电平转换、接收控制命令、发送设备状态 等。端口是指接口电路中的一些寄存器，按 存放信息可分为数据端口、控制端口和状态 端口等。I/O接口的分类：并行和串行接 口、可编程和不可编程接口、通用和 专用接 口等。第五章知识总结（二）原创201706一13马辉 安阳师院mh程序查询方式是指由CPU I过执行程序

17、 不断查询I/O设备是否已做好准备，从而控 制I/O设备与主机交换信息该方式中，只要 一启动I/O设 备,CPU便不断查询I/O设备 的准备情 况，从而终止了原程序的执行。当 I/O设备准备就绪后，CPU要执行I/O读写 指令完成数据传输，也不能执行原程序。使 CPU和I/O设备处于串行工作 状态，CPU的 效率不高。程序中断方式指CPI启动I/O设备 后，不查询设备是否已准备就绪，继续执行 自身程序,只是当I/O设备准备就绪并向 CPU发送中断请求后才予 以响应，提高了 CPU的工作效率。计算机在执行程序的过程中，当出现异 常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序 的运行，转向对这些异常情况或

18、特殊请求的 处理，处理结束后 再返回到现行程序的间断 处，继续执行原程序，这就是“中断”。中断接口电路部分：中断请求触发器INTR:当设备准 备就 绪，准备向CPU提出中断请求时，对INTR置“仁，表示向CPU提请求。中断源:能 向CPU提出中断请求的设 备或事件统称为中 断源（分内中断和 外中断两类，外中断多为 硬件设备中断）中断优先级：当多个中断 源同时向CPI提出请求时,CPI只能按其性 质进行排队处理，即不同中断源间分 配了不 同的处理优先次序。就I/O中断而言，速度 越高的设备优先级越高。中断屏蔽触发器 MASK可通过对其置u 1,表示屏蔽封锁掉 某中断源的请求信号。CPU响应中断请

19、求后，要暂停现行 程 序，转去执行该设备的中断服务程序。每个 服务程序都有一个入口地址，CPI必须找到 该入口地址（查找方法有硬件法和软件 法）。硬件向量法:通 过向量地址来寻址设 备的中断服务程 序入口地址,而向量地址由 硬件电路产生。I/O中断处理过程：CPU响应中断的条件:k设备准 备就 绪。2、设备未被屏蔽。3、设备的中断请求 信号进入CPU且CPU内中断允许触发器 EINT为1能响应中设置一个硬件设备（叫DMA接口或DMA空制器）管理高速外设与主存之间的一 批信息交换过程（程序中断的每次中断传输DMA （直接存储器存取）方式：第七章知识总结（一）断。4、在一条指令执行结束时刻响应中

20、断。中断处理过程:中断请求、中断判优、 中断响应、中断服务、中断返回。中断服务程序：四大步骤:保护现场、中断服务、恢复 现场、中断返回。CPU决定响应中断后，进入中断周期， 该阶段操作有保存断点（PC值，原程序中 该执行的指令地址），关中断（设中断允许 触发器EINT二 ）,判别中断源，确定中 断服务程序入口地址并送PC （系统电路自 动完成该周期操作，又被称为中断隐指 令）。保护现场指保存通用寄存器和状态寄存 器的内容，常压入堆栈保存恢复现场是从 堆栈弹出恢复这些寄存器内容。中断返回是 取回原PC值,以便继续执行原程序。多重中断（中断嵌套）:在中断事件处 理中，有更高级别中断请求出现，此时停

21、止 现行中断服务程序执行，优先完成更高级别 中断事件处理。单重中断系统中服务程序流 程为：保护现 场（中断周期内已关中断）、 设备服务、恢复现场、开中断、中断返回。 多重中断服务程序流程为:保护现场、开中 断、设备服务、关中断、恢复现场、开中 断、中断返回（原因是：现场的保存和恢复 不允许被打断）都有额外的保存现场、恢复现场等操作，降 低了 CPI效率.DMA的每次传输不需CPL干 预，只需DMA控制器占用总线一个存取周 期，CPL执 行效率更咼）。DMA接口与CPL共用主存,为有效 分时 使用，DMA可采用1、停止CPU访 问主存。 2、周期挪用（窃取）。3、DMA% CPL交替 访问.其中

22、周期窃取为 典型的DMA方式，当出 现同时请求访存冲突时，DMA操作优先。DMAr作过程：1、预处理（通过中断方 式请求CPU寸DMA接口进行初 始设置）。2、数据传送（DMA接口控制完成每次准备 好数据的交换）。3、后处理（通过中断方式 请求CPU故一些DMAI勺结束工作）.DMA方式与程序中断比较：k数据传送：程序中断靠程序，DMA 靠硬件.2、响应时间：程序中断在一条指 令执 行结束时，DMA%-个存取周期结束时.3、程序中断有处理异常的能力，DMA6o4、程序中断要保护现场,DMAF用.5、DMAI勺优先级比程序中断高.2017-05-05马辉安阳师院mh指令：表示让计算机实现某种操作

23、的命令（机器硬件电路能直接理解的是二进制表示的机器指令，有时人们书写为助记符表示的汇编指令）指令系统:一台计算机能理解的全部机器 指令的集合（不同机器有不同的指令系统） 指令按地址码部分的地址个数可分为: 四地址指令、三地址指令、二地址指指令基本格式:由操作码和地址码两部分 组成。操作码：用来指明该指令所要完成的 操作。地址码：用来指出该指令的源操作数 的地址、结果的地址及下一条指令的地址。操作码分固定长度设计和可变长度设计，一 般k位的操作码有（2的k次方）个代 码，最多表示（2的k次方）条指令；在可变设计中可随指令地址码的减少 扩展操 作码，在扩展中注意对较短操作码要留下 扩展标志代码（不

24、表示操作功能，只说明把 操作码向后扩展）扩展设计的另一个原则 是尽量安排使用频度高的指令占用短的操作 码，这样可缩短指令译码时间。操作码长度固定便于设计指令译码电路，长度可变便于安排指令包含的信指令字 长：一条机器指令具有的二进制位数。其取 决于操作码的长度，操作数地址的长度和操 作数地址的个数（分指令字长固定的计算机 和指令字 长可变的计算机，可变时一般为字 节倍数）息（指令长度不变多表不指令5或加 快指令译码执行，但译码电路会复杂 化）令、一地址指令和零地址指令（现在基本不使用四地址指令，而一地址指令也 可表示对两个数据进行运算）机器中常见的操作数类型有地址、数字、字 符、逻辑数据等，在使

25、用中考虑它们在存储 器中的存放方式，包括存放的次序问题和 对准边界问题。存放次序分大端次序和小 端次序（数据的高位部分在地址大的字节中 存放，低位部分存放在地址小的字节中）.第 七章知识总结（二）20170516马辉 安阳师院mh操作数类型及其存储：存储 器分按字寻址的和按字节寻址的两种情况， 按字寻址时一个字空间分配一个地址（字的 位数可为16或32,这就是一个最小寻址 单位）；按字节寻址时每个字节分配一个地 址，但操作数可能要占几个字节，所以里面 也有字的概念，也能按字访问几个字节空间（2个或4个字节）此时，一般用该字包 含的几个字节对应地址中的最小字节地址值 作为字地址。数据存储的对准和

26、次序问题都是对字节寻 址的系统存在，以4个字节构成一个字为 例（字地址为4的倍数值）:对准边界存 放时，单字节的信息可存放到任意地址的一 个字节中；两字节的一个信息必须从半字起 点（偶地址）存放；4字节一个字长的信息 从字起点（4的倍数地址）存放。操作类型：通常机器中必须要有数据传送 类、算术运算类、逻辑运算类，移位类，转 移类、输入输出类等指令，其中数据传送类 指令对状态位没有影响，算术运算类指令对 状态位都有影响，逻辑运算类指令对结果为 零状态位有影响，移位类指令对进位状态位 有影响。寻址方式：确定本条指令的数据地址及下一 条将要执行的指令地址的方法。它可分为指 令寻址和数据寻址两大类，并

27、直接影响指令 格式和指令功能。指令寻址比较简单，分为顺序寻址和跳跃 寻址两种。现代机器中顺序寻址依赖于PC 实现每次使用PC的值取指后其值顺序递 增，使得接下来能取下一条指令。跳跃寻址 通过转移类指令实现，其常用的具体寻址方 法有直 接寻址和相对寻址（对应称为绝对 跳转和相对跳转），理论上也可用间接寻址 或寄存器间接寻址实现。数据寻址方法较多，为区分指令中采用的寻 址方式，一：指令字中设置一寻址特征字 段。二:指令操作码隐含说明该用何种寻址 方式。指令代码中地址字段表示的地址称为 形式地 址，记作A;操作数的真实地址称为有效地 址，记作EA不同的寻址方式，从A得到EA 的方法不同。1、立即寻址

28、：指令地址字段给出了操 作数 据，该数据称为立即数（Simm）,常采 用补码表示有符号数据，其位数 决定了表示 数据的范围。2、直接寻址：指令地址字段给出的即是 有效地址，EA二A.3、隐含寻址:指令代码中不明确表示操作 数地址，常隐含使用某个寄存器，该寄存器 中为操作数据。4、间接寻址：指令代码的地址字段表明 了操作数有效地址所在的存储单元，EA二（A）.般系统只支持一次间接寻址。5、寄存器寻址：指令地址字段给出寄存 器地址（编号）,操作数据在该寄存器中， 具有寻址快，缩短指令字长优点，在现代机 器中使用很普遍。6、寄存器间接寻址：指令地址字段给出寄 存器地址（编号），但该寄存器内为操作数

29、有效地址。EA= （ R） o第七章知识总结 （三）2017-05-17马辉 安阳师院mh7、基址寻址：有效地址等于指令字中的形 式地址与基址寄存器中的内容相力口，即：EA二A+ （BR） o有些系统中设有专门的基址寄存器，使用时 反映出使用基址寻址即可；有些系统中没有 专门的基址寄存器，使用中需明确指出用哪 个通用寄存器作为基址寄存器。特征：仁可扩大操作数的寻址范围（基址 寄存器的位数大于形式地址A的位数）.2、支持多道程序.3、基址寄存器内容由 系统确定,不能由用户修改。8、变址寻址:有效地址等于指令字中的形 式地址与变址寄存器的内容相加，即： EA二A+ （IX）。特征：1、可扩大操作数

30、的寻址范围（变 址寄存器的位数大于形式地址A的位数）。2、变址寄存器内容由用户设定，在程序中 可变。3、主要用于处理数组问题（通过循 环，对一批数据一次一次作同样的处理）。 移类指令，实现转移目标地址的确定，此 时，形式地址A部分又称位移量disp,可 正可负，实现在当前指令周围的跳 转。堆栈寻址一要考虑按入出数据的大小对栈顶 地址的修改量是多少，二要考虑入出操作中 对地址修改和数据读写的具体顺序。一些复合寻址方式：基址加变址寻址：EA二（BR） + （ IX ）+A先变址后间址:（IX）先间址再变址:相对间接寻址:EA （二 A+EA（二 A） + （ IX）EA （二 PC） +（ A）1

31、0.堆栈寻址：堆栈是先进后出的存 储空 间，只能从栈顶读写数据，而栈顶的地址保 存在堆栈指针SP中，所以其即是一种隐含 寻址，又本质上可视为寄存器间接寻址（SP 为一个寄存器）RISC：精简指令系统计算机CISC：复杂指令系统计算机9、相对寻址:有效地址是将程序计数器PC的内容与指令字中的形式地址相加而 成，即：EA二（PC） +A常用于转RISC机器的主要特点：仁选取使用频度高的简单指令及有用且不 复杂的指令，对复杂操作功能不设置对应 的指令，通过简单指令的组合实现。2、指令长度固定，指令格式种类少，寻址 方式种类少，通常寻址简单高效。3、CPU中设置较多通用寄存器。4、只有L0AD/ST0

32、R指令允许访存，其余指令的操作都在寄存器内完成。5、采用流水线技术，一个时钟周期可 完成 条指令。6、控制器采用组合逻辑控制。7、重视程序编译中的优化处理.计算机执行程序所需的时间P二IXCXT；其中I是程序编译后在机器上要运行的 机器指令数;C为执行每条指令所需的平均 机器周期;T是每个机器周期的执行时间。 第八章作业答案2017-05-26马辉 安阳师院mh8o 11（1）安排时钟周期时，应考虑该时间段 内能完成各步骤操作，应取90nso（2）数据相关时，第2条指令的译码 并取数（ID）操作应推迟到前一条指令 写完结果（WR再进行，所以是推迟2个 时钟周期，即180ns才不发生错误。(3)

33、 数据相关不推迟时，可采用定向技术(或相关专用通路技术)实现。效地址为15位,寻址 范围为215=32K字.8. 12流水操作下，时钟周期应取10ns；在5段 流水中完成12条指令的执行，需要的时间 是(12+51) X 10ns=160ns.在非流水 下，每条指令的执行用时为(10+8+10+10+7 ns二45ns,完成 12 条指 令的执行需时为12X 45n s=540ns.所以该流水线的加速比为：540/160=3. 375实际吞吐率为：12/160ns二75MIPS。第七章作业答案2017-05-25马辉 安阳师院mh 7. 16(1) 由于指令系统完成108种操作，操作码位数固定

34、，所以需要7位操作码表示(27=128 108) o由于具有六种 寻址方 式，安排寻址特征字段的话，需要3位来 区分。指令字长等于存储 字长，都为16 位，所以单字长一地址指令格式为：0P操作码字段，区分108种操作，M寻址特征字段，区分6种寻址方式，A:形 式地址字段，给出寻址所需的形 式地址信 息.(2) 该指令直接寻址下有效地址为6 位，所以寻址范围为26,也即64字.(3) 一次间址下，寻找到的有效地址 等于 存储字长，为16位，寻址范围为216=64K 字。多次间址下，为区分找到的是不是有 效地址，需要占去存储字的高位，所以有(4) 立即数为6位，通常为补码表示的 有符号数，其范围为

35、一32+31 o但如 果表示的为无符号立即数，其范围为0 一 63 o(5) 相对寻址时，形式地址部分就是位移 量，用补码表示，其范围为一32+31 o(6) 在上述六种寻址方式中，执行时间最 短的为立即寻址，其不需要访存；最长的为 间接寻址，执行中需要两次访存；相对寻址 便于程序浮动；变址寻址适合于处理数组 问题。(7) 寻址范围扩大到4M需要地址位数为22位，可采用双字长指令格式：此 时，地址位数为6+16=22位(8)主存容量为4MX 16位，访存地 址需22位才能到主存任一位置。转移指 令常采用直接寻址或相对寻址跳转，直接 寻址下可采用上述双字长指令格式；相对 寻址下借助22位的PC也

36、能用单字长指令 格式.第六章作业答案(一)2017-0417 马辉 安阳师院mh第六章布置了两次作 业，第一次关于数据 表不。 第一次： P2906。9、6. 129题： 9BH转化为二进制形式:1001 1011,最高 1位为符号位.理解为原码，其对应真值 为：-001 1011,即一 27 理解为补码，其对应真值为：110 0101, 即一仙理解为反码，其对应真值为：-110 0100, 于2的+111(刀次方即TOO理解为移码，其对应真值为：+001 1011, 即+27理解为无符号数，其对应真值为： 1001 1011,即 155FFH转化为二进制形式:1111 1111,最高 1位为符号位.理解为原码，其对应真值 为：111 1111,即127理解为补码, 其对应真值为：000 0001,即T理解 为反码，其对应真值为：000 0000,即