某 16 位计算机中，带符号整数用补码表示，数据 Cache 和指令 Cache 分离。下表给出了指令系统中部分指令格式，其中 Rs 和 Rd 表示寄存器，mem 表示存储单元地址，(x) 表示寄存器 x 或存储单元 x 的内容。
该计算机采用 5 段流水方式执行指令，各流水段分别是取指（IF）、译码/读寄存器（ID）、执行/计算有效地址（EX）、访问存储器（M）和结果写回寄存器（WB），流水线采用 “按序发射，按序完成” 方式，没有采用转发技术处理数据相关，并且同一个寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。请回答下列问题：
(1) 若 int 型变量 x 的值为 -513，存放在寄存器 R1 中，则执行指令 “SHR R1” 后，R1 的内容是多少（用十六进制表示）？
(2) 若某个时间段中，有连续的 4 条指令进入流水线，在其执行过程中没有发生任何阻塞，则执行这 4 条指令所需的时钟周期数为多少？
(3) 若高级语言程序中某赋值语句为 x=a+b，x、a 和 b 均为 int 型变量，它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]和[b]。该语句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如下图所示。
则这 4 条指令执行过程中，I3的 ID 段和I4的 IF 段被阻塞的原因各是什么？
(4) 若高级语言程序中某赋值语句为 x=x*2+a，x 和 a 均为 unsigned int 类型变量，它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]，则执行这条语句至少需要多少个时钟周期？要求模仿题 44 图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。
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1）x 的机器码为[x]补= 1111 1101 1111 1111B，即指令执行前 (R1)=FDFFH，右移 1 位后为 1111 1110 1111 1111B，即指令执行后 (R1）= FEFFH。（2 分）
2）每个时钟周期只能有一条指令进入流水线，从第 5 个时钟周期开始，每个时钟周期都会有一条指令执行完毕，故至少需要 4+(5-1)=8 个时钟周期。（2 分）
3）I3的 ID 段被阻塞的原因：因为I3与I1和I2都存在 数据冒险，需等到I1和I2将结果写回寄存器后，I3才能读寄存器内容，所以I3的 ID 段被阻塞（1 分）。I4的 IF 段被阻塞的原因：因为I4的前一条指令I3在 ID 段被阻塞，所以I4的 IF 段被阻塞（1 分）。注意：要求“按序发射，按序完成”，故 2) 中下一条指令的 IF 必须和上一条指令的 ID 并行，以免因上一条指令发生冲突而导致下一条指令先执行完。
4）因 2*x 操作有左移和加法两种实现，故 x=x*2+a 对应的指令序列为：
I1 LOAD R1, [x]
I2 LOAD R2, [a]
I3 SHL R1 // 或者 ADD R1, R1
I4 ADD R1, R2
I5 STORE R2, [x]
这 5 条指令在流水线中的执行过程如下表所示：
故 x=x*2+a 语句最少需要 17 个时钟周期。