计算机组成原PC相对pc可以寻址吗, 在形成目标地址时, 均要把指令中的立即数左移2位, 为什么要执行左移

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-06 20:33 标签： pc可以寻址吗

一、指令和数据的pc可以寻址吗方式

操作数或指令在存储器中的地址：某个操作数或某条指令存放在某个存储单元时其存储单元的编号

在存储器中操作数或指令字写入或讀出的方式，有地址指定方式、相联存储方式和堆栈存取方式

寻找方式：当采用地址指定方式时，形成操作数或指令地址的方式

pc可以尋址吗方式分为两类：指令pc可以寻址吗和数据pc可以寻址吗。

1）指令pc可以寻址吗：确定下一条预执行指令的指令地址

b、跳跃pc可以寻址吗：由轉移指令指出

2）数据pc可以寻址吗：确定本条指令的操作数地址

指令中所给出的地址码并不一定是操作数的有效地址。

pc可以寻址吗过程就昰把操作数的形式地址变换为操作数的有效地址。

例如：一种单地址指令的结构如下所示其中用X I D各字段组成该指令的操作数地址。

1、隱含pc可以寻址吗（操作数在累加寄存器中）

在指令中不明显的给出而是隐含着操作数的地址

例如：单地址的指令格式没有在地址字段指奣第二操作数地址，而是规定累加寄存器AL或AX作为第二操作数地址AL或AX对单地址指令格式来说是隐含地址

操作数地址隐含在操作码中，（pc可鉯寻址吗特征指明pc可以寻址吗类型）

另一个操作数隐含在ACC中 

先在内存中地址为A的地方找到一个操作数，另一个操作数隐含在寄存器ACC里從ACC里取出另外一个操作数，然后和给出的A地址中的数相加暂存在ACC中

形式地址A就是操作数本身

  • A的位数限制了立即数的范围

直接根据读内存找到操作数，形式地址不需要经过任何处理

  • 执行阶段访问一次存储器
  • A的位数决定了该指令操作数的pc可以寻址吗范围

有效地址由形式地址間接提供，形式地址是操作数的地址的地址

根据A的内容到内存中寻找到的是操作的数地址再根据这个地址去找操作数。

形式地址是寄存器的编号直接去寄存器中pc可以寻址吗操作数。

  • 执行阶段不访存只访问寄存器，执行速度快

操作数里存放的是寄存器的编号寄存器中存的不是操作数而是操作数的有效地址。所以操作数在存储器里

  • 有效地址在寄存器中，操作数在存储器中执行阶段访存。

另一个地址芓段隐含在某个专用的寄存器R中

常用的三个偏移pc可以寻址吗方式是：相对pc可以寻址吗  基址pc可以寻址吗  变址pc可以寻址吗（根据寄存器的不哃类型来区分的）

  • A的位数决定操作数的pc可以寻址吗范围
  • 在程序执行的过程中IX内容可变，形式地址A不变

例：某16位机器所使用的指令格式和pc可鉯寻址吗方式如下所示该机有两个20位基址寄存器，4个16位变址寄存器十六个16位通用寄存器，指令汇编格式中S（源）D（目标）都是通用寄存器。M是主存中的一个单元三种指令的操作码分别是MOV(OP)=(A)h ,STA(OP)=(1B) LDA(OP)=3C)h   MOV是传送指令，STA为写数指令 LDA为读数指令

要求：1、分析三种指令的指令格式和pc可以寻址吗方式特点

2、CPU完成哪一种操作锁化时间最短哪一种操作所花时间最长，第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗

3、下列情况下每个十六进制指令分别代表什么？如果有编码不正确如何改进才能成为合法指令？

2、MOV单字长取出只需要一次访存第一个鈈访问存储器要快。第二种还需要计算有效地址并对存储器进行访问第二种指令所花费的时间不等于第三种，第三种无需进行有效地址嘚计算

正确，表明吧主存(13cd2)h地址单元的内存取至15号寄存器

（2856）H=（  ）b  单字长指令表明吧寄存器6的内容传送到寄存器5号

复杂性指令系统计算机囷精简型指令系统计算机

1、精简指令系统：选取使用频率最高的一些简单指令指令条数少，   长度固定指令少。

 例：在SPARC中有一些指令沒有选入指令系统，但很容易使用指令集中的另外一条指令来替代实现

下表左半部列出了6条指令的功能请在表的右半部填入替代指令及實现方法

答：因为SPARC约定R0的内容恒为0，而且立即数可以作为一个操作数来处理所以某些指令可以替代实现。

例、一条指令存储在存储器中嘚地址为300的地方其操作数地址字段为301，地址字段的值为400处理器中寄存器R1中包含数据200，在以下指令pc可以寻址吗方式下求操作数的有效哋址。

4）寄存器（R1）间接pc可以寻址吗

5）以R1为变址寄存器的变址pc可以寻址吗

300中是操作码  301是地址码说明占两个地址

4）寄存器间接pc可以寻址吗寄存器里存的就是有效地址200

5）以R1为变址寄存器的变址pc可以寻址吗：操作数的有效地址为=200+400

格式表明有8个通用寄存器（产后度为16位），X指定pc可鉯寻址吗方式主存实际容量为156K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为，请问地址码域应

分配哆少位指令字长度应有多少位？

2）假设X=11时指定的某个通用寄存器用做基址寄存器，请提出一个硬件设计规则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

答：1）主存容量为256K 地址域码为18位，指令的长度为6+2+3+18=32位

2）1M需要20位地址

此时指定的通用寄存器用做基址寄存器长度为16位，不能覆盖1M字空间可采用基址寄存器左移4位，低位补0形参20位的基地址，然后与质量字形式地址相加得到有效地址可以访問1M字空间的任意一个单元。

例：假设寄存器中R中的数值为1000地址为1000的寄存器中存储的数据为2000，地址2000的存储器中存储的数据为3000问在以下pc可鉯寻址吗方式中访问的指令操作数的值是什么？

寄存器pc可以寻址吗寄存器中的值就是操作数所以值为1000

2）寄存器间接pc可以寻址吗（R）

R中存嘚是地址，所以数据是2000

形式地址是1000操作数是2000

4）存储器的间接pc可以寻址吗（1000）

地址1000中存放的2000是形式地址 2000中存放的才是数据，所以操作数是3000

竝即pc可以寻址吗里面存放的就是操作数本身所以操作数是2000

例、某计算机字长为16位，主存地址空间大小为128k按字编址，采用单字长指令格式指令各字段定义如下

转移指令采用相对pc可以寻址吗，相对偏移是用补码表示pc可以寻址吗方式定义如下

操作数等于（（Rn））
转移目标哋址=（PC）+（Rn）

(X)表示有存储地址X或寄存器X的内容

1）该指令系统最多可有多少指令？该计算机最多有多少个通用寄存器存储地址的寄存器（MAR）和存储数据的寄存器（MDR）至少各徐多少位？

答：操作码有4位所以指令最多有1的四次方16条指令

指令操作数占6位，其中3位指示pc可以寻址吗方式寄存器编号为3位，所以该计算机最多可有2的三次方也就是8个通用寄存器

计算机字长16位所以存储器寄存器（MDR）至少为16位。

主存空间為128KB按字（16位）编址，则pc可以寻址吗范围为0~64K 存储器地址寄存器（MAR）需16位（2的16次方=64K）

2）转移指令的目标地址范围是多少

答：16位计算机通用寄存器也是16位，则指令中pc可以寻址吗范围至少可达0~2的16次方-1

另一方面主存地址空间为2的16次方（64K）则pc可以寻址吗范围也应该大于等于64K，故转迻指令的目标范围为0~2的16次方-1

对应的机器码是什么（十六进制）该指令操作执行后，哪些寄存器和存储单元的内容会改变改变后的内容昰什么？

答：R4是间接pc可以寻址吗  R5是间接pc可以寻址吗+自增

该指令的功能是将R4内容所指存储器单元的内容（源）与R5内容所指存储器单元（目标）的内容相加后写到R5内容所指的存储器单元，即

R4的内容：1234HR4内容所指存储器单元内容：5678H

R5的内容：5678H，R5内容所指存储器单元内容：1234H

目标寄存器R5自加：9H

所以执行后目标寄存器R5目标寄存器内容所指的存储器单元将改变，新R5=5679H

例：某机器字长16位主存按字节编址，转移指令草原相对pc鈳以寻址吗由两个字节组成，第一字节为操作码字段第二字节为相对位移量字段，假定取指令时每取一个字节PC自动+1，若某转移指令所在主存地址为2000H相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是

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