计算机系统结构第二章作业及答案 下载本文

区别不同指令集结构的主要因素是什么?根据这个主要因素可将指令集结构分为哪类?

答:区别不同指令集结构的主要因素是中用来存储操作数的存储单元。据此可将指令系统结构分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。

简述指令集结构功能设计的主要目标。从当前计算机技术观点来看,指令集结构的计算机有什么缺点?

答:主要目标是增强指令功能,把越来越多的功能交由硬件来实现,并且指令的数量也是越来越多。

缺点: () 结构的指令集中,各种指令的使用频率相差悬殊。()结构指令的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性,这不仅增加了研制时间和成本,而且还容易造成设计错误。()结构指令集的复杂性给设计增加了很大负担,不利于单片集成。()结构的指令集中,许多复杂指令需要很复杂的操作,因而运行速度慢。 () 在结构的指令集中,由于各条指令的功能不均衡性,不利于采用先进的计算机体系结构技术(如流水技术)来提高系统的性能。

简述指令集结构的设计原则。

答() 选取使用频率最高的指令,并补充一些最有用的指令;()每条指令的功能应尽可能简单,并在一个机器周期内完成;()所有指令长度均相同;()只有和操作指令才访问存储器,其它指令操作均在寄存器之间进行; () 以简单有效的方式支持高级语言。

指令中表示操作数类型的方法有哪几种?

答:操作数类型有两种表示方法:()操作数的类型由操作码的编码指定,这是最常见的一种方法;()数据可以附上由硬件解释的标记,由这些标记指定操作数的类型,从而选择适当的运算。

表示寻址方式的主要方法有哪些?简述这些方法的优缺点。

答:表示寻址方式有两种常用的方法:()将寻址方式编于操作码中,由操作码在描述指令的同时也描述了相应的寻址方式。这种方式译码快,但操作码和寻址方式的结合不仅增加了指令的条数,导致了指令的多样性,而且增加了对指令译码的难度。()为每个操作数设置一个地址描述符,由该地址描述符表示相应操作数的寻址方式。这种方式译码较慢,但操作码和寻址独立,易于指令扩展。

通常有哪几种指令格式?请简述其适用范围。

答: () 变长编码格式。如果系统结构设计者感兴趣的是程序的目标代码大小,而不是性能,就可以采用变长编码格式。()固定长度编码格式。如果感兴趣的是性能,而不是程序的目标代码大小,则可以选择固定长度编码格式。 () 混合型编码格式。需要兼顾降低目标代码长度和降低译码复杂度时,可以采用混合型编码格式。

某台处理机的各条指令使用频度如下表所示: 指令 使用频度 指令 使用频度 指令 使用频度 请分别设计这条指令操作码的哈弗曼编码、3/3/3扩展编码和扩展编码,并计算这种编码的平均码长。