考虑题目全部要求，设计优化实用的操作码形式，并计算其操作码的平均码长。

问答题

某模型机9条指令使用频度为：

要求有两种指令字长，都按双操作数指令格式编排，采用扩展操作码，并限制只能有两种操作码码长。设该机有若干通用寄存器，主存为16位宽，按字节编址，采用按整数边界存储，任何指令都在一个主存周期中取得，短指令为寄存器--寄存器型，长指令为寄存器--主存型，主存地址应能变址寻址。

考虑题目全部要求，设计优化实用的操作码形式，并计算其操作码的平均码长。

参考答案：

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1.问答题 某模型机9条指令使用频度为：

要求有两种指令字长，都按双操作数指令格式编排，采用扩展操作码，并限制只能有两种操作码码长。设该机有若干通用寄存器，主存为16位宽，按字节编址，采用按整数边界存储，任何指令都在一个主存周期中取得，短指令为寄存器--寄存器型，长指令为寄存器--主存型，主存地址应能变址寻址。
仅根据使用频度，不考虑其它要求，设计出全Huffman操作码，计算其平均码长。

参考答案：

2.问答题一台模型机共有7条指令，各指令的使用频度分别为：35%，25%，20%，10%，5%，3%，2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。设计8位字长的寄存器—寄存器型指令3条，16位字长的寄存器一存储器型变址寻址方式指令4条，变址范围不小于正、负127。请设计指令格式，并给出指令各字段的长度和操作码的编码。

参考答案：

3.问答题一台模型机共有7条指令，各指令的使用频度分别为：35%，25%，20%，10%，5%，3%，2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算操作码编码的平均长度。

参考答案：

4.问答题 用于文字处理的某专用机，每个文字符用4位十进制数字（0～9）编码表示，空格用︼表示。在对传送的文字符和空格进行统计后，得出它们的使用频度如下：

若传送10⁶个文字符号，且每个文字符号后均自动跟一个空格，按最短的编码，共需传送多少个二进制位？若传送波特率为9600bPS，共需传送多少时间？

参考答案：根据题意，每个字符的二进制码的平均长度为：3.23×（4＋1）=16.15（位）。若要传输10⁶个...

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5.问答题 用于文字处理的某专用机，每个文字符用4位十进制数字（0～9）编码表示，空格用︼表示。在对传送的文字符和空格进行统计后，得出它们的使用频度如下：

若对数字0～9和空格采用二进制编码，试设计编码平均长度最短的编码。

参考答案：

6.问答题一台机器要求浮点数的字长的精度不低于10^-7.2，表数的范围正数不小于10³⁸，且正负对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。设计这种浮点数的格式。

参考答案：

7.问答题浮点数系统使用的阶码基值r_e=2，阶值位数q=2，尾数基值r_m=10，尾数位数p′=1，即按照使用的二进制位数来说，等价于p=4。计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、最大阶值、可表示的最小值和最大值及可表示数的个数。

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8.问答题写出N=8的蝶式置换的互连函数，如采用Omega网络，则需几次通过才能完成此变换？画出Omega网络实现此变换的控制状态图。

参考答案：

9.问答题在编号分别为0，1，2，……，9的16个处理器之间，要求按下列配对通信：（B、1），（8、2），（7、D），（6、C），（E、4），（A、0），（9、3），（5、F）。试选择所用互连网络类型、控制方式，并画出该互连网络的拓扑结构和各级的交换开关状态图。

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10.问答题在有16个处理器的均匀洗牌网络中，若要使第0号处理器与第15号处理器相连，需要经过多少次均匀洗牌和交换置换。

参考答案：0（0000B）号处理器与15（1111B）号处理器相连要对四位取反。交换置换一次只能对一位取反，所以要四次交换置换。交...

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