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指令系统习题解答

2017-12-17 16:49:14     浏览量: 3

指令系统习题解答

一、 选择题

1、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于______。(C )

A 基值寄存器内容加上形式地址(位移量)

B 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)

C 变址寄存器内容加上形式地址(位移量)

D 程序记数器内容加上形式地址(位移量)

2、用某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。(C )

A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接

3、单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个常需采用______。(C )

A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式

4、寄存器间接寻址方式中,操作数处在______。(B )

A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈

5、程序控制类指令的功能是______。(D )

A 进行算术运算和逻辑运算

B 进行主存与CPU 之间的数据传送

C 进行CPU 和I / O设备之间的数据传送

D 改变程序执行顺序

6、堆栈寻址方式中,设A 为通用寄存器,SP 为堆栈指示器,M SP 为SP 指示器的栈顶单元,如果操作的动作是:(A )→M SP ,(SP )- 1 →SP ,那么出栈的动作应是______。(B )

A (M SP )→A , (SP ) 1→SP ;

B (SP ) 1→SP ,(M SP )→A ;

C (SP ) - 1→SP ,(M SP )→A ;

D (M SP )→A ,(SP ) - 1→SP ;

7.指令周期是指______。(C )

A CPU从主存取出一条指令的时间 ;

B CPU执行一条指令的时间 ;

C CPU从主存取出一条指令加上CPU 执行这条指令的时间 ;

D 时钟周期时间 ;

8、指令系统采用不同寻址方式的目的是______。(B )

A 实现存贮程序和程序控制;

B 缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性;

C 可直接访问外存;

D 提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度

9、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式,采用跳跃寻址方式,可以实现______。(D )

A 堆栈寻址 B 程序的条件转移

C 程序的无条件转移 D 程序的条件转移或无条件转移

10、算术右移指令执行的操作是______。(B)

A 符号位填0,并顺次右移1位,最低位移至进位标志位 ;

B 符号位不变,并顺次右移1位,最低位移至进位标志位 ;

C 进位标志位移至符号位,顺次右移1位,最低位移至进位标志位 ;

D 符号位填1,并顺次右移1位,最低位移至进位标志位

,

11、二地址指令中,操作数的物理位置可安排在______。(B )

A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个寄存器 D 两个寄存器

13、位操作类指令的功能是______。(C )

A. 对CPU 内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态检测(0或1)

B. 对CPU 内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态强置(0或1)

C. 对CPU 内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态检测或强置

D. 进行移位操作

14、以下四种类型指令中,执行时间最长的是______。(C )

A.RR 型指令 B.RS 型指令 C.SS 型指令 D. 程序控制指令

二、 填空题

1、寻址方式按操作数的A.______位置不同,多使用B.______和C.______型, 前者比后者执

行速度快。(A. 物理 B.RR C.RS )

2、一个较完善的指令系统应包含A. ______类指令,B. ______类指令,C. ______类指令,程序控制类指令,I/O类指令,字符串类指令,系统控制类指令。(A. 数据传送 B. 算术运算 C. 逻辑运算)

3、形式指令地址的方式,称为A.______方式,有B. ______寻址和C. ______寻址。(A. 指令寻址 B. 顺序 C. 跳跃)

4、指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的A. ______和B. ______不仅影响到机器的硬件结构,而且也影响到C. ______。(A. 格式 B. 功能 C. 系统软件)

5、RISC 指令系统的最大特点是:A. ______少;B. ______固定;C. ______种类少。只有取数 / 存数指令访问存储器。(A. 指令条数 B. 指令长度 C. 指令格式和寻址方式)

6、指令操作码字段表征指令的A.______,而地址码字段指示B.______。微小型机多采用C.______混合方式的指令格式。(A. 操作特征与功能 B. 操作数的地址 C 二地址、单地址、零地址)

7、指令格式中,地址码字段是通过A.______来体现的,因为通过某种方式的变换,可以给出

B.______地址。常用的指令格式有零地址指令、单地址指令、C.______三种. (A. 寻址方式 B. 操作数有效 C. 二地址指令)

8、堆栈是一种特殊的A.______寻址方式, 它采用B.______原理. 按结构不同, 分为C.______和存储器堆栈. (A. 数据 B. 先进后出 C. 寄存器)

9、设D 为指令中的形式地址,I 为基址寄存器,PC 为程序计数器。若有效地址E = (PC ) D,则为A.______寻址方式;若E = (I ) D ,则为B.______;若为相对间接寻址

方式,则有效地址为C.______(A. 相对 B. 基值 C.E = ((PC ) D ))

10、条件转移指令、无条件转移指令、转子指令、返主指令、中断返回指令等都是A ______指令。这类指令在指令格式中所表示的地址,表示要转移的是B ______而不是C ______(A 程序控制

B .下一条指令的地址 C .操作数的地址)

11、指令格式是指令用A______表示的结构形式,通常由B______字段和C______字段组成。(A .二进制代码 B .操作码 C .地址码)

三、 应用题

1、(11分)指令格式如下所示,OP 为操作码字段,试分析指令格式特点。

解:(1)操作码字段为6位,可指定 26 = 64种操作,即64条指令。

(2)单字长(32)二地址指令。

(3)一个操作数在原寄存器(共16个),另一个操作数在存储器中(由变址寄

,

存器内容 偏移量决定),所以是RS 型指令。

(4)这种指令结构用于访问存储器。

2、(11分)某计算机字长16位,主存容量为64K 字,采用单字长单地址指令,共有64条指令,试采用四种寻址方式(立即、直接、基值、相对)设计指令格式。

解:64条指令需占用操作码字段(OP )6位,这样指令余下长度为10位。为了覆盖主存64K 字的地址空间,设寻址模式(X )2位,形式地址(D )8位,其指令格式如下:

X= 0 0 直接寻址 有效地址 E=D(256单元)

X= 0 1 间接寻址 有效地址 E= (D)(64K )

X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= (R)+D (64K )

X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=(PC )+D (64K )

其中R 为变址寄存器(16位),PC 为程序计数器(16位),在变址和相对寻址时,位移量D 可正可负。

3、(11分)假设机器字长16位,主存容量为128K 字节,指令字长度为16位或32位,共有128条指令,设计计算机指令格式,要求有直接、立即数、相对、基值、间接、变址六种寻址方式。

解:由已知条件,机器字长16位,主存容量128KB / 2 = 64KB字,因此MAR = 18位,共128条指令,故OP 字段占7位。采用单字长和双字长两种指令格式,其中单字长指令用于算术逻辑和I / O类指令,双字长用于访问主存的指令。

15 9 8 6 5

3 2 0

寻址方式由寻址模式X 定义如下:

X = 000 直接寻址 E = D(64K )

X = 001 立即数 D = 操作数

X = 010 相对寻址 E = PC D PC = 16位

X = 011 基值寻址 E = Rb D ,R b =16 位

X = 100 间接寻址 E = (D )

X = 101 变址寻址 E = RX D ,R X = 10位

4、(11分)指令格式如下所示,其中OP 为操作码,试分析指令格式特点。

18 12 10 9 5 4 0

解:

(1) 单字长二地址指令。

7(2) 操作码字段OP 可以指定2=128条指令。

(3) 源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器(可分别指定32个),所以是RR 型指令,两个

操作数均存在寄存器中。

(4) 这种指令结构常用于算术逻辑类指令。

,

5、(11分)指令格式如下所示,OP 为操作码字段,试分析指令格式的特点。

15 10 7 4 3 0

解:(1)双字长二地址指令,用于访问存储器。

(2)操作码字段OP 为6位,可以指定26 = 64种操作。

(3)一个操作数在源寄存器(共16个),另一个操作数在存储器中(由基值寄存器

和位移量决定),所以是RS 型指令。

6、(11分)指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。

解:指令格式及寻址方式特点如下:

(1) 二地址指令。

(2) 操作码OP 可指定26=64条指令。

(3) 源和目标都是通用寄存器(可分别指定32个寄存器),所以是RR 型指令,两个操作数均在寄

存器中

(4)这种指令格式常用于算术逻辑类指令

7、(11分)某16机机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示,该机有20位基值寄存器,16个

16位通用寄存器。指令汇编格式中的S (源),D (目标)都是通用寄存器,M 是主存中的一个单元。

三种指令的操作码分别是MOV (OP )=(A )H ,STA (OP )=(1B )H ,LDA (OP )=(3C )H 。

MOV 是传送指令,STA 为写数指令,LDA 为读数指令如图B20.1

要求:(1)分析三种指令的指令格式与寻址方式特点。(2)CPU 完成哪一种操作所花的时间最短?哪一种操作所花时间最长?第二种指令的执行时

间有时会等于第三种指令的执行时间吗?

(3)下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作?其中如果有编码不正确,如何改正才

能成为合法指令?

1(F0F1)H (3CD2)H ○2 (2856)H ○

3(6DC6)H ○4 (1C2)H ○

解:(1)第一种指令是单字长二地址指令,RR 型;第二种指令是双字长二地址指令,RS 型,其中

S 采用基址寻址或变址寻址,R 由源寄存器决定;第三种也是双字长二地址指令,RS 型,R 由目标

寄存器决定,S 由20位地址(直接寻址)决定。

(2)处理机完成第一种指令所花的时间最短,因为RR 型指令,不需要访问存储器。第二种指

,

令所花的时间最长,因为RS 型指令,需要访问存储器。同时要进行寻址方式的变换运算(基址或变址),这也需要时间。第二指令的执行时间不会等于第三种指令,因为第三种指令虽然也访问存储器,但节省了求有效地址运算的时间开销。

(3)根据以知条件:MOV (OP )=00010101,STA (OP )=011011,LDA (OP )=111100,将指令的十六进制格式转换为二进制代码且比较后可知:

1(F0F1)H (3CD2)H 指令代表LDA 指令,编码正确,其含义是把主存(13CD2)H 地址单○

元的内容取至15号寄存器。

2 (2856)H 代表MOV 指令,编码正确,含义是把5号源寄存器的内容传送至6目标寄存器。○ 3(6DC6)H 是单字长指令,一定是MOV 指令,但编码错误,可改正为(28D6)H 。 ○

4 (1C2)H 是单字长指令,代表MOV 指令,但编码错误,可改正为 ○

(28D6)H 。