43.（15分）假定计算机
M、字长为 16位，按字节编址，连接CPU和主存的系统总线中地址线为 20 位、数据线为8位，采用 16 位定长指令字，指令格式及其说明如下： 其中，op1~op3为操作码，rs、rt 和 rd 为通用寄存器编号，R「r]表示寄存器r的内容，imm 为立即数，target 为转移目标的形式地址。请回答下列问题。 （1）ALU的宽度是多少位? 可寻址主存空间大小为多少字节?指令寄存器、主存地址寄存器（MAR）和主存数据寄存器（MDR）分别应有多少位? （2）R 型格式最多可定义多少种操作?I型和J型格式总共最多可定义多少种操作?通用寄存器最多有多少个? （3）假定 opl为0010和 0011时，分别表示带符号整数减法和带符号整数乘法指令，则指令01B2H的功能是什么（参考上述指令功能说明的格式进行描述）?若1、2、3 号通用寄存器当前内 容分别为 B052H、000811、0020H，则 分别执行指令01B2H 和 01B3H后，3号通用寄存器内容各是什么? 各自 结果是否溢出? （4）若采用1型格式的访存指令中 imm（偏移量）为带符号整数，则地址计算时应对 imm 进行零扩展还是符号扩展? （5）无条件转移指令可以采用上述哪种指令恪式?
M、字长为 16位，按字节编址，连接CPU和主存的系统总线中地址线为 20 位、数据线为8位，采用 16 位定长指令字，指令格式及其说明如下： 其中，op1~op3为操作码，rs、rt 和 rd 为通用寄存器编号，R「r]表示寄存器r的内容，imm 为立即数，target 为转移目标的形式地址。请回答下列问题。 （1）ALU的宽度是多少位? 可寻址主存空间大小为多少字节?指令寄存器、主存地址寄存器（MAR）和主存数据寄存器（MDR）分别应有多少位? （2）R 型格式最多可定义多少种操作?I型和J型格式总共最多可定义多少种操作?通用寄存器最多有多少个? （3）假定 opl为0010和 0011时，分别表示带符号整数减法和带符号整数乘法指令，则指令01B2H的功能是什么（参考上述指令功能说明的格式进行描述）?若1、2、3 号通用寄存器当前内 容分别为 B052H、000811、0020H，则 分别执行指令01B2H 和 01B3H后，3号通用寄存器内容各是什么? 各自 结果是否溢出? （4）若采用1型格式的访存指令中 imm（偏移量）为带符号整数，则地址计算时应对 imm 进行零扩展还是符号扩展? （5）无条件转移指令可以采用上述哪种指令恪式?
【参考答案及解析】
（1）ALU的宽度为 16 位。可寻址主存空间大小为 220字节（或1 MB）。指令寄存器、MAR 和 MDR 各有 16 位、20 位和8位。 （2）R型最多有24（或16）种操作。I型和J型总共最多有63 种操作。通月寄存器最多有4个。 （3）指令01B2H = 000000 011011 0010B，其功能为 R[3]<—R[1]-R[2]。执行指令01B2H后，R[3]=B052H-0008H=B04AH;结果不溢出;执行指令01B3H后，R[3]= R[1]×R[2]= B052H × 0008H = 8290H，结果溢出。 （4）应对 imm 进行符号扩展。 （5）无条件转移指令可以采用J型格式。
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（1）ALU的宽度为 16 位。可寻址主存空间大小为 220字节（或1 MB）。指令寄存器、MAR 和 MDR 各有 16 位、20 位和8位。 （2）R型最多有24（或16）种操作。I型和J型总共最多有63 种操作。通月寄存器最多有4个。 （3）指令01B2H = 000000 011011 0010B，其功能为 R[3]<—R[1]-R[2]。执行指令01B2H后，R[3]=B052H-0008H=B04AH;结果不溢出;执行指令01B3H后，R[3]= R[1]×R[2]= B052H × 0008H = 8290H，结果溢出。 （4）应对 imm 进行符号扩展。 （5）无条件转移指令可以采用J型格式。
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