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计算机体系结构 第二章
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1.常见的3种通用寄存器型指令集结构的优缺点各有哪些？2.通常有哪几种指令格式？简述其适用范围。3.从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？4.简述RISC结构的设计原则。5.某台处理机的各条指令使用频度如下所示
1.常见的3种通用寄存器型指令集结构的优缺点各有哪些？
指令系统结构类型优点缺点寄存器-寄存器型指令字长固定，指令结构简洁，是一种简单的代码生成模型，各种指令的执行时钟周期数相近与指令中含存储器操作数的指令系统相比，指令条数多，目标代码不够紧凑，因而程序占用的空间比较大寄存器-存储器型可以在ALU指令中直接对存储器操作数进行引用,而不必先用load指令进行加载。容易对指令进行编码，目标代码比较紧凑指令中的两个操作数不对称。在一条指令中同时对寄存器操作数和存储器操作数进行编码，可能限制指令所能够表示的寄存器个数。指令的执行时钟周期数因操作数的来源（寄存器或存储器）不同而差别比较大存储器-存储器型目标代码最紧凑,不需要设置寄存器来保存变量指令字长变化很大，特别是3操作数指令。而且每条指令完成的工作也差别很大。对存储器的频繁访问会使存储器成为瓶颈。这种类型的指令系统现在已经不用了。
2.通常有哪几种指令格式？简述其适用范围。
（1）可变长度编码格式:当指令系统的寻址方式和操作种类很多时 （2）固定长度编码格式：：当寻址方式和操作类型非常少时，这种编码格式非常好，可以有效的降低译码的复杂度，提高译码速度，大部分RISC的指令系统均采用这种编码格式 （3）混合型编码格式：既能减少目标代码长度又能降低译码的复杂度。 3.从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？（1）各种指令的使用频度相差悬殊，许多指令很少用 （2）指令系统庞大，指令条数多许多指令的功能又很复杂 （3）许多指令由于操作繁杂，其CPI值比较大，执行速度慢。采用这些复杂指令可能使整个程序的执行时间反而增加。 （4）由于指令功能复杂，规整性不好，不利于采用流水技术来提高性能 4.简述RISC结构的设计原则。（1）指令条数很少、指令功能简单。只选取使用频度很高的指令，在此基础上补充一些最有用的指令 （2）采用简单而又统一的指令格式，并减少寻址方式；指令字长都为32或64位 （3）指令的执行在单个机器周期内完成 （4）只有load和store指令才能访问存储器，其他指令的操作都是在寄存器之间进行 （5）大多数指令都采用硬连逻辑来实现 5.某台处理机的各条指令使用频度如下所示 指令使用频度ADD43%JOM6%CIL2%SUB13%STO5%CLA22%JMP7%SHR1%STP1%要求：分别设计这9条指令操作码的哈夫曼编码、3/3/3扩展编码和2/7扩展编码，并计算这3种编码的平均码长。 |
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