文档介绍：1存在的问题大多数同学较认真,少数不太认真、有抄袭现象关于参考答案,要知其然,更要知其所以然第5、7两题理解透明性的含义掌握计算机系统结构、组成、实现研究的范围,P4、5凡编写机器语言和汇编语言程序要用到的(数据表示、指令系统、寄存器¨¨¨)对计算机系统结构都是不透明的凡是只影响系统速度和价格的逻辑实现(计算机组成)和物理实现(计算机实现)对系统结构都是透明的****题1第5题:哪些对计算机系统结构是透明的存储器的模m交叉存取:目的加快存储器速度,透明浮点数据表示:硬件可直接识别的数据类型,不透明I/O是通道方式还是处理机方式:I/O方式选择属于系统结构,不透明阵列运算部件(多个相同运算部件阵列排列):加快运算速度,透明数据总线宽度:只影响数据传输速度,不影响功能,透明通道类型(结合、独立,P6):功能相同、速度不同,透明访问方式保护:属于系统结构,不透明程序性中断:属于系统结构,不透明控制方式(串行、流水等):仅影响速度,透明堆栈指令:指令系统属于系统结构,不透明存储器最小编址单位:属于系统结构,不透明Cache存储器:为了提高存储系统速度,组原课中细讲的,透明****题1第7题:从机器(汇编)语言看哪些是透明的指令地址寄存器:指的是程序计数器PC,80X86中为IP,相对转移指令中用到,不透明指令缓冲器:缓冲和排队技术属于计算机组成P5,透明时标发生器:产生系统时钟,汇编语言不能控制的具体硬件,透明条件码寄存器:存放转移条件,也叫程序状态字PSW,是条件转移指令的测试条件,不透明乘法器、移位器:汇编语言不能控制的具体硬件,透明主存地址寄存器:也称存储器地址寄存器MAR,透明磁盘外设:I/O指令可直接对其操作(通过端口号),不透明先行进位链:提高加法器运算速度的,组原和数字逻辑中学到,汇编语言不能控制的具体硬件,透明通用寄存器、中断字寄存器(中断响应、优先级、屏蔽等):程序中要用到,不透明****题1第8题掌握三个公式第12题优化之后各类指令所占比例,ALU指令的减少也导致总指令数减少优化后算术运算指令所占比例从MIPS之比得出的结论:减少ALU指令的比例会使速度变慢减少使用频率高的指令会使速度变慢减少速度快的指令的比例会使速度变慢××****题2OP编码优化的目标平均长度短(冗余小)编码规整(长度种类少)最短平均长度(信息源熵):信息冗余量(实际长度-H)/实际长度Huffman编码平均长度最短的方案编码不唯一,但长度确定每次选择两个最小值节点非叶子结点值相加****题2扩展编码等长、不等长X-Y-Z、X/Y/Z短编码不能是长编码的前缀一定要用短编码表示频率高的指令变址位移量补码表示(-2n-1~2n-1-1)指令类型R-R:速度快,给频率高的指令使用M-M****题2第3题(10条指令)第2问:要求OP平均长度最短,则一定是Huffman编码(画Huffman树时要注意,确保每次选两个概率最小的),:OP平均长度最短的扩展编码(不一定是等长扩展),究竟哪种最短,要一个一个去试,本题可以试一下2-5、2-4、3-4,结果2-5最短,:OP平均长度最短的等长扩展编码,只需考虑2-4(1-2不可能、3-6太长),(三地址12条,单地址254条,总长16位,每个地址4位)4-8-12等长扩展,12/X/254若不考虑单地址指令,则二地址最多4×16=64条考虑单地址指令,每预留一个二地址指令码点,则可以扩展16条单地址指令,要使单地址指令达到254条,则应预留254/16=,二地址最多可以设计64-16=48条****题2第6题(9条指令,8位(R-R)、16位(R-M)两种指令字长)第1问:OP平均长度最短的扩展编码,与第3题类似,2-4、2-5比较后可知,2-5平均长度最短,:为提高速度,应将使用频率高的指令安排成R-R型,为减少存储容量,应将使用频率高的指令安排成短OP(2位),因此R编码占3位,可以表示8个通用寄存器第3、4问:通用寄存器做变址寄存器,则变址位移量只能是5位(16位-5位OP-3位R-3位X),偏移范围-16~15(补码)补充****题1、若某机要求有:3地址指令4条,单地址指令255条,0地址指令16条。设指令字长为12位,每个地址码为3位。问能否用扩展操作码为其编码?单地址指令为254条呢?请说明理由。3-9-12不等长扩展,4/255/16;4/254/16若不考虑0地址指令,则单地址最多4×26=256条考虑0地址指令,每预留一个单地址指令码点,则可以扩展8条0地址指令,要使0地址指令达到16条,则应预留16/8=2个单地址指令码点因此,单地址最多可以设计256-2=254条4/255/164/254/16×√补充****题2、某机指令字长为16位。设有单地址指令和双地址