《计算机系统概论》-第5章-习题答案( 三 ) _指令

ADD R1，R2，R3
BRz #5 （如果R1=0，则直接跳转到最后结束语句）
BRn #1 （如果R1 BRp #3 （如果R1>0，则跳转到下面第4条语句）
ADD R1，R3，#0
BRnzp #1（跳转最后一条语句）
ADD R1，R2，#0
TRAP x25给你一个任务，设计下一代的LC-3 。要求是：为ISA增加16个新指令，并将寄存器组的数目从8个增加至16个。机器要具备1个字节的基本寻址能力，且内存寻址空间大小为64K字节。指令的大小任然是16-bit 。指令的格式如原来的16位格式一样，具有相同的5个字段，只是你可以适当地调整各个字段的宽度。问：
a. PC的宽度至少是多少位，才能保证访问整个地址空间？ 216=65536=64K，所以至少需要16-bits
b. 运算指令中，可表达的最大立即数是多少？4-bits
c. 如果我们需要TRAP指令提供128个操作系统服务程序，且通过将左移5位，直接形成这些服务程序的入口地址，试计算一下这些服务程序所需要占用的最小内存大小。
d. 如果在新的LC-3中，我们将寄存器数目从8个减至4个，但操作码数目仍然保持为16个，试问在新的机器上，ADD指令所能表示的最大立即数值是多少？如果在5.3.5节的7行代码的例程执行之前，R2的内容为xAAAA 。那么在7条指令的执行过程中，R2的内容共有多少种数值？列举出来。事实上我们“确实”没有必要提供“load （1010）”和“store （1011）”指令，因为我们可以通过其他指令的组合来完成相同的任务。试用一组指令序列替换下面程序中的store操作（1011）。
LC-3有一个指令“LDR DR，BaseR，” 。在这个指令被译码之后，则产生下面一些操作（或称为“微指令”（））：
假设LC-3要引入一个新指令“MOVE DR，SR”，即将地址为SR的内存单元内容拷贝至地址为DR的内存单元。问：
a. MOVE指令并不是必需的，因为它能完成的工作通过LC-3现有的一组代码组合也可以完成（又称为仿真（））。试写出（或仿真）“MOVE R0，R1”指令的LC-3代码；
b. 如果LC-3真的添加了MOVE指令，试写出它的微指令序列（从译码完成之后开始）。下面表格显示的试LC-3内存的部分内容：
如果其中的条件跳转指令又跳转至x3100，那么，你能推测出有关R0和R1的什么信息？如图所示是8个寄存器在x1000指令执行之前和执行之后的快照（），试通过寄存器的变化对比，推测该指令是一条什么指令（填空）？假设在下面代码序列执行之前，条件码的值为N=0，Z=0，P=1 。问执行之后，他们的值是多少？如果下面代码执行之后R0的内容为5，试推测有关R5的内容会是怎样的。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与NOT指令执行相关的功能单元。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与ADD指令执行相关的功能单元。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与LD指令执行相关的功能单元。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与LDI指令执行相关的功能单元。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与LDR指令执行相关的功能单元。基于图5-18画出的全部数据通路，指出图5-4与LEA指令执行相关的功能单元。图5-19所示是LC-3的局部图，试回答标识为A的信号的作用是什么？图5-2-所示是LC-3的局部实现逻辑。
a. 信号Y提供的是什么信息？
b. 信号X是锁存器D的“门控”(gated)信号，请问X信号的产生逻辑是否存在错误？LC-3开发组（macho-）决定利用备用的操作码1101实现一个新指令。他们要在下面的各个候选中，挑选一个最适合的：
a. MOVE Ri，Rj；将Rj的内容拷贝至Ri；
b. NAND Ri，Rj，Rk；Ri是Rj和Rk的按位（bit-wise）NAND结果；
c. SHFL Ri，Rj，#2；Rj内容左移2位的结果存入Ri；