指令系统

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。 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。 若采用单字长指令，功能完成105种操作，则指令可直接寻址的范围是多少？一次间接寻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。 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？ 解：（1）在单字长指令中，根据能完成105种操作，取操作码7位。因允许直接和间接寻址，且有基址寄存器和变址寄存器，故取2位寻址特征位，其指令格式如下： OP(7) M(2) AD(7) 其中，OP为操作码，可完成105种操作；M为寻址特征，可反映四种寻址方式；AD为形式地址。这种指令格式可直接寻址27=128，一次间接寻址的寻址范围是216=65536 容量为16MB的存储器，正好与存储字长为16位的8M存储器容量相等，即16MB=8M*16位。欲使指令直接访问16MB的主存，可采用双字长指令，其操作码和寻址特征位均不变，其格式如下： OP(7) M(2) AD1(7) AD2 其中，形式地址喂AD1//AD2,共7+16=23位。223=8M，即可直接访问主存的任一位置。 某模型机共有64种操作，操作码位数固定，且具有以下特点。 采用一地址或二地址格式。 有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址（位移量为-128~+127）三种寻址方式 有16个通用寄存器，算术运算和逻辑运算的操作数均在寄存器中，结果也在寄存器中。 取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送数据。 存储器容量为1MB，按字节编址 要求设计算逻指令、取数/存数指令和相对转移指令的格式，并简述理由。 解：（1）算逻指令格式为寄存器-存储器型，取单字长16位。 OP(6) M(2) Ri(4) Rj(4) 其中，OP为操作码，6位，可实现64种操作；M为寻址模式，2位，可反映寄存器寻址、直接寻址、相对寻址；Ri和Rj各取4位，指出源操作数和目的操作数的寄存器编号。 取数/存数指令格式为寄存器-存储器型，取双字长32位，格式如下： OP(6) M(2) Ri(4) A1(4) A2 其中，OP为操作码，6位不变；M为寻址模式，2位不变；Ri为4位，源操作数地址（存数指令）或目的操作数地址（取数指令）；A1和A2共20位，为存储器地址，可直接访问按字节编址的1MB存储器。 相对转移指令为一地址格式，取单字长16位，格式如下： OP(6) M(2) A(8) 其中，OP为操作码，6位不变；M为寻址模式，2位不变；A为位移量8位，对应位移量为-128~+127。