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44.(10分)题43中描述的计算机，其部分指令执行过程的控制信

2021-07-25 07:57:00来源：

　　【题目】

　　44.(10分)题43中描述的计算机，其部分指令执行过程的控制信号如题44图a所示。

　　该机指令格式如题44图b所示，支持寄存器直接和寄存器间接两种寻址方式，寻址方式位分别为0和1，通用寄存器R0～R3的编号分别为0、1、2和3。

　　请回答下列问题。 (1)该机的指令系统最多可定义多少条指令?

　　(2)假定inc、shl和sub指令的操作码分别为01H、02H和03H，则以下指令对应的机器代码各是什么?

　　①inc R1 ;(R1)+1→R1

　　②sh1 R2，R1 ;(R1)<<1→R2

　　③sub R3，(R1)，R2 ;((R1))-(R2)→R3

　　(3)假设寄存器x的输入和输出控制信号分别记为Xin和Xout，其值为1表示有效，为0表示无效(例如，PCout=1表示PC内容送总线);存储器控制信号为MEMop，用于控制存储器的读(read)和写(write)操作。写出题44图a中标号①～⑧处的控制信号或控制信号取值。

　　(4)指令“sub R1，R3，(R2)”和“inc R1”的执行阶段至少各需要多少个时钟周期?

　　【答案要点】：

　　(1)指令操作码有7位，因此最多可定义27=128条指令。

　　(2)各条指令的机器代码分别如下：

　　①“inc R1”的机器码为：0000001 0 01 0 00 0 00，即0240H。

　　②“sh1 R2，R1”的机器码为：0000010 0 10 0 01 0 00，即0488H。

　　③“sub R3，(R1)，R2”的机器码为：0000011 0 11 1 01 0 10，即06EAH。

　　(3)各标号处的控制信号或控制信号取值如下：

　　①0;②mov;③mova;④left;⑤read;⑥sub;⑦mov;⑧SRout。

　　【评分说明】答对两个给分。

　　(4)指令“sub R1，R3，(R2)”的执行阶段至少包含4个时钟周期;指令“inc R1”的执行阶段至少包含2个时钟周期。


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