如果把一条指令的执行过程分解为“取指令”、“分析”（包括译码和取操作数等）和...

问答题

下面是一段数据块搬家程序。在RISC处理机中，为了提高指令流水线的执行效率，通常要采用指令取消技术。

如果把一条指令的执行过程分解为“取指令”、“分析”（包括译码和取操作数等）和“执行”（包括运算和写回结果等）三个阶段，并采用三级流水线。仍然要采用指令取消技术，请修改上面的程序。

参考答案：

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1.问答题 下面是一段数据块搬家程序。在RISC处理机中，为了提高指令流水线的执行效率，通常要采用指令取消技术。

如果N=100，采用指令取消技术后，在程序执行过程中，能够节省多少个指令周期？

参考答案：解决转移指令引起的流水线断流可插入一条无效的空操作指令（NOP）。空操作指令也要占用一个机器周期，又不执行任何实际的操作...

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2.问答题 下面是一段数据块搬家程序。在RISC处理机中，为了提高指令流水线的执行效率，通常要采用指令取消技术。

如果一条指令的执行过程分解为“取指令”和“分析”两个阶段，并采用两级流水线。为了采用指令取消技术，请修改上面的程序。

参考答案：

3.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。
指出访存操作数地址寻址的最大相对位移量为多少个字节？

参考答案：由于相对位移字段长度为5位，因此访存地址寻址的最大相对位移量为2⁵=32字节。

4.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：

5.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：

6.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：

7.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。

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8.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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9.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：

10.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：