设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案……_5.某机指令字长12位,每个地址段3位,试提出一种指令条数最少的分配方案,使该机指令

2022年12月13日修改
原来的博客是 2018-09-21 17:34:47 发布 的啊，偶尔也有人让详细讲讲……行吧……

题目：
设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。

解析：
Step1.指令系统的指令格式是：指令 = 操作码 + 地址码

Step2.“已知每个地址码占3位”，所以：
三地址指令的地址码共占33=9位，
二地址指令的地址码共占32=6位，
单地址指令的地址码共占3*1=3位。

Step3.“已知指令长度为12位”，所以：
三地址指令的操作码共占12-9=3位，
二地址指令的操作码共占12-6=6位，
单地址指令的操作码共占12-3=9位。

Step4.综上Step2和Step3，设a代表操作码位、b代表地址码位。所以：
三地址指令格式为 aaa bbbbbbbbb，
二地址指令格式为 aaaaaa bbbbbb，
单地址指令格式为 aaaaaaaaa bbb。

Step5.“要求指令系统包含4条三地址指令、8条二地址指令、180条单地址指令，x代表地址码位。”所以分配如下：

1. 三地址指令
   4=2^2，所以操作码从从000开始，至011结束，即三地址指令为000 xxxxxxxxx 至 011 xxxxxxxxx。
2. 二地址指令
   8=2^3，但是操作码位前3位不能与三地址指令的操作码相同，故从011的下一个100开始，操作码位的后3位从000开始，111结束，即二地址指令为100 000xxxxxx 至 100 111xxxxxx
3. 单地址指令
   2^7=128 < 180 < 256，同理操作码前3位不能与三地址/二地址指令的操作码前3位相同，故从100的下一个101开始，操作码位的后6位从000000开始。
   然而，指令101 000000xxx 至 101 111111xxx 只能容纳2^6=64条指令，因此操作码前3位自动加1，即110，此时指令为110 000000xxx。
   因此，单地址指令的前64种为 101 000000xxx 至 101 111111xxx；
   单地址指令的第65种至第128种为 110 000000xxx 至 110 111111xxx；
   单地址指令的第128种至第180种为 111 000000xxx 至 111 110011xxx。

综上所述，指令系统的分配方案如下：

• 三地址指令：000 XXX XXX XXX 至 011 XXX XXX XXX
• 二地址指令：100 000 XXX XXX 至 100 111 XXX XXX
• 单地址指令：101 000 000 XXX 至 111 110 011 XXX