[简答题]某机字长为16位，数据总线也为16位，内存容量64KB，包含8个16位通用寄存器R0～R7。指令系统基本要求是：
◇128条双操作指令，且其中必有一操作数是寄存器直接寻址。
◇另一操作数的寻址方式有4种：立即寻址，寄存器直接寻址，寄存器间接寻址，变址寻址。立即数和变址寻址时的位移量为16位。
◇指令长度应满足16的倍数，且要求尽量短。
(1)列出通常在指令系统格式设计过程中应该考虑的主要因素。
(2)给出该机指令系统的设计方案(提示：画出指令格式图，说明指令各字段的位数和含义)。

参考答案:(1)指令格式集中体现了指令系统的功能，因此，在确定指令格式时，必须从以下几个方面综合考虑：
i．操作类型：包括指令数以及操作的难易程度；
ii．数据类型：确定哪些数据类型可以参与操作；
iii．指令格式：包括指令字长、操作码位数、地址码位数、地址个数、寻址方式类型，以及指令字长和操作码位数是否可变等；
iv．寻址方式：包括指令和操作数具体有哪些寻址方式；
v．寄存器个数：寄存器的多少直接影响指令的执行时间。
(2)据题意，128条双操作数指令，则操作码取7位，其中必有一操作数是寄存器寻址，故取3位作为寄存器编号，另外一个操作数由寻址方式决定。由四种寻址方式可知，寻址特征位应取2位，对于变址寻址和立即数寻址，应该扩展一个字存放16位的位移量，所以采用双字长的指令码。该指令系统的设计方案如下所示：