程序执行64位假设机器

Question

1. 我被要求设计一台64位假想的机器，我已经决定了 将4位作为操作码，其余60位作为地址，因为 问题只是要我执行2次加法的操作 2个整数的整数和乘法，因此4位指令会 足够了。继承人，我必须设计程序 执行。如果我要使用60位地址，那就意味着我会 有15位十六进制地址，这是唯一的方法吗？有人可以表现出来 我如何设计它没有这么多的地址数，因为我的 设计会非常混乱。第一个图像是问题，第二个 是我试图做的那些，这些是我给出的一些指示 ，第三是16位机器的图像。是假设结果 这条路？因为它真的很乱。我想要画机器 像第二张图片一样，只是不同的指令和 算术方程。

   

Answer 1

假设的“16位机器”（如第三张图所示）具有12位地址，16位寄存器和16位指令。由于它只有一个寄存器（AC）来保存指令的操作数，因此它被描述为accumulator machine。让我们从它开始设计一个假设的“64位机器”。

  

我决定将4位作为操作码，其余60位作为地址   因为这个问题只要我执行2次操作   添加3个整数并乘以2个整数，这样一个4位   说明就足够了。

这个问题要求列出至少8条指令，因此操作码字段的大小必须至少为3位。

  

继承人，我必须设计程序执行。如果我是   使用60位地址，这意味着我将有一个15位十六进制数   地址，这是唯一的方法吗？

对操作码的最大大小或该指令的大小确实没有限制。例如，让我们使用64位大小的固定大小的指令，为操作码分配最低有效8位，剩余的56位用于保存地址。虽然您可以定义多达2 ^ 8 = 256个操作码，但您只需要定义8.其余部分可以保留为“保留”以供将来用于添加新指令。你不必对它们说什么。

  

有人可以告诉我如何在没有这么多数字的情况下设计它   因为我的设计会非常混乱

您不必使用这么大的地址。您可以使用小地址（例如0x300），并隐含非重要零（或仅在第一个地址中明确写入它们）。

  

第二个是我试图做的，那些是一些   我给出的指示

请注意，您有两个位置可用作指示目的地的来源; 64位AC寄存器和由56位地址寻址的64位存储单元。

首先，您在技术上不需要可以执行加法或乘法的指令，因为这些指令可以使用其他指令实现。同时，不需要使设计不必要地复杂化，因此您可以继续定义加法指令和乘法指令。您还需要两条指令来从/向AC寄存器加载和存储内存。到目前为止，总共有4条指令。你还需要至少4个。

“执行程序终止”指令是必要的，但您可以将其称为“暂停”或“暂停执行”。在该指令中，可以忽略AC和地址字段中的值。必须更精确地定义在屏幕上显示AC内容的指令。例如，您可以将其定义为“将存储在AC的最低有效字节中的ASCII字符显示在屏幕上”。或者“显示存储在内存中的零终止ASCII字符串，该字符串指定在屏幕上指定最低56位AC的地址。”

您建议的I / O指令应该被接受，但您可以定义更多有趣的指令。第7条指令可以定义为“从键盘读取ASCII字符并将其存储为AC的最低有效字节”。或者“从键盘读取ASCII字符并将其存储在AC指定的地址的内存中，然后将AC递增1。”

第8条指令可以定义为“如果AC为零，则跳转到地址在地址操作数指定的地址内存中指定的指令”。因此，如果AC为零，则新的下一条指令的地址存储在PC中，并且指令被加载到IR中。这称为控制流指令，非常有用。其他指令可以很容易地定义，例如移位或逻辑指令。

如果您摆脱了I / O加载和存储指令，则可以省略插图中的I / O设备状态。

我会留下它来编写一个程序，它添加三个整数和另一个乘以两个整数的程序。如果您愿意，请在评论中告诉我您的想法。