第1题
假定计算机M 字长为 32 位，按字节编址，采用 32 位定长指令字，指令add、slli 和 lw 的格式、编码和功能说明如题 43 图（a）所示。
其中，R[x]表示通用寄存器x 的内容，M[x]表示地址为x 的存储单元内容，shamt 为移位位数，imm 为补码表示的偏移量。题 43 图（b）给出了计算机M 的部分数据通路及其控制信号（用带箭头虚线表示），其中，A 和B 分别表示从通用寄存器rs1和rs2 中读出的内容；IR[31:20]表示指存器中的高 12 位；控制信号Ext 为 0、1 时扩展器分别实现零扩展、符号扩展，ALUctr 为 000、001、010 时ALU 分别实现加、减、逻辑左移运算。
请回答下列问题。
（1）计算机M 最多有多少个通用寄存器？为什么shamt 字段占 5 位？
（2）执行add 指令时，控制信号ALUBsrc 的取值应是什么？若rs1和rs2 寄存器内容分别是8765 4321H 和 9876 5432H，则add 指令执行后，ALU 输出端F、OF 和CF 的结果分别是什么？若该add 指令处理的是无符号整数，则应根据哪个标志判断是否溢出？
（3）执行slli 指令时，控制信号Ext 的取值可以是 0 也可以是 1，为什么？
（4）执行lw 指令时，控制信号Ext、ALUctr 的取值分别是什么？
（5）若一条指令的机器码是A040A103H，则该指令一定是lw 指令，为什么？若执行该指令时，R[01H]=FFFF A2D0H，则所读取数据的存储地址是什么？
参考答案
1）log₂32=5
2）F = 1FDB 9753H:
OF=1。
CF=1。
CF 是标志判断是否溢出。
3）slli 代表左移指令，s11i 指令的高 12 位（即 IR[31:20]）的最高位为 0，因此无论进行零扩展还是符号扩展，都是在高位补 0，效果等价，因此 Ext 可以是 0 也可以是 1。
4）Ext=1，ALUctr=O00。
5）A040 A103H = 1010 0000 0100 0000 1010 0001 0000 0011B，6~0 位 = 0000011，中间的 14~12 位 = 010，最高的 12 位为 A04H。其他两个指令 add 和 slli 的高 12 位都是 000H，所以该指令一定是 lw 指令。
FFFFFA04 + FFFFA2D0 = lFFFF9CD4H。