指令系统例题1.ppt

例：已知指令字长为12位，每个地址3位试采用扩展操作码 的方式，设计4条三地址指令、16条二地址指令、64条单地址 指令和16条零地址指令1）画出操作码扩展图；（2）画出指令译码逻辑；（3）计算操作码平均长度[解]：（1）操作码扩展图：000 ××× ××× ××× ： 011 ××× ××× ××× 100 000 ××× ××× ： 101 111 ××× ××× 110 000 000 ×××： 110 111 111 ××× 111 000 000 000： 111 000 001 1114条三地 址指令16条二地 址指令64条单地 址指令16条零地 址指令(2)指令译码逻辑图:××××××××××××3:8译码器4:16译码器6:64译码器4:16译码器………(操作码)(地址码)(4条)(16条 )(64条 )(16条)译码 启动(3)操作码平均长度L:使用操作码扩展方法的基本原则:(1) 使用频率高的指令,应分配短的操作码；使用频率低的指令 则相应地分配较长的操作码。

2) 应尽量减少操作码的平均码长，有效地缩短操作码在程序 中的长度，既节省存储空间、又可缩短指令的平均译码时 间，提高程序的运行速度，减小控制器的复杂性例：某计算机的指令系统指令字长16位，操作数地址需4位 ，采用操作码扩展法增加指令条数已知该系统已有三地址 指令M条、二地址指令N条、没有零地址指令，问：最多还 有多少条单地址指令？ [解]： 已知指令字长16位，操作数地址需4位，则： 对于三地址指令：操作码长度为（16-4×3）=4 位；（可有24条指令） 对于二地址指令：操作码可扩展4 位； 对于单地址指令：操作码又可扩展4 位 ∵已知三地址指令M条，∴剩下的组合（24-M)可用于扩展；又已知二地址指令N条，∴剩下的组合[(24-M)×24-N]可用于扩展； ∵ 没有零地址指令，∴ 单地址指令的条数为： [(24-M)×24-N] ×24例：某指令系统字长16位，每个地址码位长为6位，若已知有 二地址指令M条；零地址指令N条，问：系统可有单地址指令 多少条？[解]：设：有单地址指令X条指令字长16位，地址码6位，∴ 二地址指令可有：24条已知有二地址指令M条，可用于扩展： (24-M)∴单地址指令可有： (24-M)×26已设：有单地址指令X条，可用于扩展： [(24-M)×26-X]∴零地址指令N条为： [(24-M)×26-X]×26 =N可解得： X= (24-M)×26-N/26。