计算机组成原理：地址码计算及寻址方式

本文将探讨计算机组成原理中的两个重要概念：地址码计算和寻址方式。

问题： 设某计算机主存容量为4GB，机器字长为32位，计算以下两种情况下可编址的地址码数量：

解答：

字节编址： 由于1字节等于8位，而主存容量为4GB，因此可编址的地址码数量为 4GB * 8 = 2^32 个。* 字编址： 由于机器字长为32位，即4字节，因此可编址的地址码数量为 4GB / 4 = 2^30 个。

问题： 设某计算机字长为32位，CPU有32个32位的通用寄存器，设计一个能容纳64种操作的单字长指令系统。

(1) 如果是存储器间接寻址方式的寄存器-存储器型指令，那么直接寻址的最大主存空间是多少？* (2) 如果采用通用寄存器作为基址寄存器，那么直接寻址的最大主存空间又是多少？

解答：

(1) 存储器间接寻址： 在这种情况下，指令中存放的是操作数在内存中的地址，而该地址存储在寄存器中。由于寄存器长度为32位，所以可以直接寻址的最大主存空间为 2^32 字节，即 4GB。* (2) 基址寻址： 在这种情况下，指令中存放的是一个偏移量，该偏移量与基址寄存器中的内容相加得到操作数的实际地址。由于寄存器长度仍然是32位，所以直接寻址的最大主存空间仍然是 2^32 字节，即 4GB。

总结：

地址码数量由主存容量和最小寻址单位决定。不同的寻址方式会影响CPU访问内存的方式，但直接寻址的最大主存空间最终受限于寄存器或地址字段的位数。