计算机学科专业基础综合组成原理指令系统三doc.docx
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计算机学科专业基础综合组成原理指令系统三doc.docx
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计算机学科专业基础综合组成原理指令系统三doc
计算机学科专业基础综合组成原理-指令系统(三)
(总分:
151.00,做题时间:
90分钟)
一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数:
29,分数:
58.00)
1.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______。
∙A.可降低编程难度
∙B.可降低指令的译码难度
∙C.缩短指令字长,扩大寻址空间,提高编程灵活性
∙D.以上均不正确
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
2.在CPU执行指令的过程中,指令的地址由______给出,操作数的地址由指令的地址码字段给出。
∙A.程序计数器(PC)
∙B.操作系统
∙C.指令的操作码字段
∙D.指令的地址码字段
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
3.下述关于零地址指令的说法中,正确的是______。
∙A.零地址指令是不需要操作数的指令
∙B.零地址指令需要有操作数,其操作数通过隐含寻址得到
∙C.有的零地址指令不需要操作数,有的零地址指令需要并使用隐含寻址得到操作数
∙D.以上说法都不正确
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
4.零地址双操作数指令不需要指出操作数地址,这是因为______。
∙A.操作数已在数据缓冲寄存器中
∙B.操作数隐含在累加器中
∙C.操作数地址隐含在堆栈指针中
∙D.利用上一条指令的运算结果进行操作
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
5.一地址指令中,为完成两个数的算术运算,除地址译码指明的一个操作数外,另一个数常采用______。
∙A.直接寻址方式
∙B.立即寻址方式
∙C.隐含寻址方式
∙D.以上都有可能
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
6.下列关于一地址指令的说法正确的是______。
∙A.只有一个操作数
∙B.一定有两个操作数,其中一个是隐含的,完成功能(A)OP(ACC)
∙C.如果有两个操作数,则两个操作数相同,完成功能(A)OP(A)
∙D.可能有两个操作数,也可能只有一个操作数
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
7.二地址指令中,操作数的物理位置可安排在______。
Ⅰ.两个主存单元Ⅱ.两个寄存器Ⅲ.一个主存单元和一个寄存器
∙A.Ⅰ、Ⅱ
∙B.Ⅱ、Ⅲ
∙C.Ⅰ、Ⅲ
∙D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
8.在各种寻址方式中,指令的地址码字段可能的情况有______。
Ⅰ.寄存器编号Ⅱ.设备端口地址
Ⅲ.存储器的单元地址Ⅳ.数值
∙A.Ⅰ、Ⅱ
∙B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
∙C.Ⅰ、Ⅲ
∙D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
9.用二地址指令来完成算术运算时,其结果一般存放在______。
∙A.其中一个地址码提供的地址中
∙B.栈顶
∙C.累加器(ACC)中
∙D.以上都不对
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
10.四地址指令OPA1A2A3A4的功能为(A1)OP(A2)→A3,且A4给出下一条指令地址,假设A1、A2、A3、A4都为主存储器地址,则完成上述指令需要访存______次。
∙A.2
∙B.3
∙C.4
∙D.5
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
11.某指令系统有200条指令,对操作码采用固定长度二进制编码时,最少需要用______位。
∙A.4
∙B.8
∙C.16
∙D.32
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
12.某机器采用16位单字长指令,采用定长操作码,地址码为5位,现已定义60条二地址指令,那么单地址指令最多有______条。
∙A.4
∙B.32
∙C.128
∙D.256
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
13.某机器字长为32位,存储器按半字编址,每取出一条指令后PC的值自动+2,说明其指令长度是______。
∙A.16位
∙B.32位
∙C.128位
∙D.256位
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
14.指令寻址的基本方式有两种:
一种是顺序寻址方式,其指令地址由______给出;另一种是跳跃寻址方式,其指令地址由指令本身给出。
∙A.指令寄存器
∙B.程序计数器
∙C.累加器
∙D.指令本身
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
15.有效地址是指______。
∙A.操作数的真实地址
∙B.指令地址码字段给出的地址
∙C.程序计数器(PC)给出的地址
∙D.以上均不正确
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
16.直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址码送入______。
∙A.程序计数器(PC)
∙B.累加器(ACC)
∙C.指令寄存器(IR)
∙D.地址寄存器(MAR)
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
17.下列不属于程序控制指令的是______。
∙A.无条件转移指令
∙B.条件转移指令
∙C.中断隐指令
∙D.循环指令
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
18.执行操作的数据不可能来自______。
∙A.寄存器
∙B.指令本身
∙C.控制存储器
∙D.存储器
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
19.寄存器间接寻址方式中,操作数在______中。
∙A.通用寄存器
∙B.堆栈
∙C.主存单元
∙D.指令本身
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
20.在指令的相对寻址方式中,其相对的基准地址是______。
∙A.基址寄存器
∙B.变址寄存器
∙C.堆栈指示器
∙D.程序计数器
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
21.设变址寄存器为X,形式地址为D,某机器具有先变址再问址的寻址方式,则这种寻址方式的有效地址为______。
∙A.EA=(X)十D
∙B.EA=(X)+(D)
∙C.EA=X+D
∙D.EA=((X)+D)
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
22.直接、间接、立即3种寻址方式指令的执行速度,由快至慢的排序是______。
∙A.直接、间接、立即
∙B.直接、立即、间接
∙C.立即、直接、间接
∙D.立即、间接、直接
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
23.在下列寻址中,______寻址方式需要先运算再访问主存。
∙A.立即
∙B.变址
∙C.间接
∙D.直接
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
24.下列不同类型的指令中,执行时间最长的是______指令。
∙A.RR型
∙B.SS型
∙C.RS型
∙D.不能确定,需要由指令格式来决定
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
25.假设相对寻址的转移指令占两个字节,第一个字节为操作码,第二个字节为位移量(用补码表示),每当CPU从存储器取出一个字节时,即自动完成(PC)+1→PC。
若当前指令地址是3008H,要求转移到300FH,则该转移指令第二个字节的内容应为______;若当前指令地址为300FH,要求转移到3004H,则该转移指令第二字节的内容为______。
∙A.05H,F2H
∙B.07H,F3H
∙C.05H,F3H
∙D.07H,F2H
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
26.______对于程序浮动提供了较好的支持;变址寻址便于处理数组问题;寄存器间接寻址有利于编制循环程序。
∙A.间接寻址
∙B.变址寻址
∙C.相对寻址
∙D.寄存器间接寻址
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
27.下列关于CISC/RISC的叙述中,错误的是______。
∙A.RISC机器指令比CISC机器指令简单
∙B.RISC中通用寄存器比CISC多
∙C.RISC中的寻址方式比CISC少
∙D.CISC比RISC机器可以更好地支持高级语言
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
28.RISC思想主要基于的是______。
∙A.减少指令的平均执行周期
∙B.减少指令的复杂程度
∙C.减少硬件的复杂程度
∙D.便于编译器编写
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
29.假设变址寄存器R的内容为1000H,指令中的形式地址为2000H;地址1000H中的内容为2000H,地址2000H中的内容为3000H,地址3000H中的内容为4000H,则变址寻址方式下访问到的操作数是______。
∙A.1000H
∙B.2000H
∙C.3000H
∙D.4000H
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D.
二、{{B}}综合应用题{{/B}}(总题数:
9,分数:
93.00)
(1).指令中一般含有哪些字段?
分别有什么作用?
如何确定这些字段的位数?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).某机机器字长、指令字长和存储字长均为16位,指令系统共能完成50种操作,采用相对寻址、间接寻址、直接寻址。
试问:
①指令格式如何确定?
各种寻址方式的有效地址如何形成?
②在①中设计的指令格式,能否增加其他寻址方式?
试说明理由。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).将指令按功能分类,一般可分为哪几类?
按操作数个数分类,又可将指令分为哪几类?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(4).设存储字长和指令字长均为24位,若指令系统可完成108种操作,且具有直接、一次间接寻址、多次间接寻址、变址、基址、相对和立即这7种寻址方式,则可在保证最大范围内直接寻址的前提下,指令字中操作码占几位?
寻址特征位占几位?
可直接寻址的范围是多少?
一次间接寻址的范围是多少?
多次间接寻址的范围又是多少?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
假设指令字长为16位,操作数的地址码为6位,指令有零地址、一地址和二地址3种格式。
(分数:
15.00)
(1).设操作码固定,若零地址指令有M种,一地址指令有N种,则二地址指令最多有多少种?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).采用扩展操作码技术,二地址指令最多有多少种?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).采用扩展操作码技术,若二地址指令有P条,零地址指令有Q条,则一地址指令最多有几种?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(4).某指令系统字长12位,地址码取3位,试提出一种方案,使该系统有4条三地址指令、8条二地址指令、150条一地址指令。
列出操作码的扩展形式并计算操作码的平均长度。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(5).一条双字长的取数指令(LDA)存于存储器的200和201单元,其中第一个字为操作码OP和寻址特征M,第二个字为形式地址A。
假设PC当前值为200(还没有取该条双字长指令),变址寄存器IX的内容为100,基址寄存器的内容为200,存储器相关单元的内容见表1。
{{B}}表1存储器相关单元的内容{{/B}}
地址
201
300
400
401
500
501
502
700
内容
300
400
700
501
600
700
900
401
表2的各列分别为寻址方式,该寻址方式下的有效地址以及取数指令执行结束后累加器ACC的内容(ACC中存放的其实就是有效地址对应的操作数),试补全表2。
{{B}}表2各种寻址方式比较{{/B}}
寻址方式
有效地址EA
累加器ACC的内容
立即寻址
—
300
直接寻址
间接寻址
相对寻址
变址寻址
基址寻址
先变址后间址
先间址后变址
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
某计算机的字长为16位,存储器按字编址,访存指令格式为16位,其中5位操作码,3位寻址方式字段,分别表示立即寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址和相对寻址5种,8位地址码字段。
设PC和Rx分别为程序计数器和变址寄存器(其中变址寄存器的位数为16位)。
试问:
(分数:
9.00)
(1).该格式能定义多少种指令?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).各种寻址方式的寻址范围大小是多少?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
某机器字长32位,CPU内有32个32位的通用寄存器,设计一种能容纳64种操作的指令系统,设指令字长等于机器字长。
(分数:
6.00)
(1).如果主存可直接或间接寻址,采用寄存器-存储器型指令,能直接寻址的最大存储空间是多少?
试画出指令格式。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).在上题的基础上,如果采用通用寄存器作为基址寄存器,则上述寄存器-存储器型指令的指令格式又有何特点?
画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
某机器采用一地址格式的指令系统,允许直接和间接寻址(机器按字寻址)。
机器配有如下硬件:
ACC、MAR、MDR、PC、X、MQ、IR以及变址寄存器Rx和基址寄存器RB,均为16位。
(分数:
9.00)
(1).若采用单字长指令,共能完成105种操作,则指令可直接寻址的范围是多少?
一次间接寻址的范围又是多少?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).若采用双字长指令,操作码位数及寻址方式不变,则指令可直接寻址的范围又是多少?
画出其指令格式并说明各字段的含义。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).若存储字长不变,可采用什么方法访问容量为8MB的主存?
需增设哪些硬件?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
设某机器共能完成120种操作,CPU共有8个通用寄存器,且寄存器都为12位。
主存容量为16K字(机器采用按字寻址),采用寄存器-存储器型指令。
(分数:
9.00)
(1).欲使指令可直接访问主存的任意地址,指令字长应取多少位?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).若在上述设计的指令字中设置一寻址特征位X,且X=0表示某个寄存器作为基址寄存器,试画出指令格式。
试问采用基址寻址可否访问主存的任意单元?
为什么?
如不能,提出一种方案,使得指令可访问主存的任意位置。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).若存储字长等于指令字长,且主存容量扩大到64K字,在不改变硬件结构的前提下,可采用什么方法使得指令可访问存储器的任意位置。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如下图所示,该机器有两个20位基址寄存器,4个16位变址寄存器,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是主存的一个单元,3种指令的操作码分别是MOV(OP)=(A)H、STA(OP)=(1B)H、LDA(OP)=(3C)H。
其中,MOV是传送指令,STA为写数指令,LDA为读数指令。
(分数:
12.00)
(1).试分析3种指令的指令格式和寻址方式特点。
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).处理器完成哪一种操作所花时间最短?
完成哪一种操作所花时间最长?
第2种指令的执行时间有时会等于第3种指令的执行时间吗?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).下列情况中,每个十六进制指令字分别代表什么操作?
简述此同时指令的作用。
①(F0F1)H/(3CD2)H②(2856)H(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(4).在下表中的第2列、第3列填写简要文字对CISC和RISC的主要特征进行对比。
{{B}}表CISC和RISC的主要特征比较{{/B}}
比较内容
CISC
RISC
1)指令系统
2)指令数目
3)指令格式
4)寻址方式
5)指令字长
6)可访存指令
7)各种指令使用频率
8)各种指令执行时间
9)优化编译实现
10)寄存器个数
11)控制器实现方式
12)软件系统开发时间
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
某计算机字节长为16位,主存地址空间大小为128KB,按字编址。
采用单字长指令格式,指令各字段定义如下图所示。
[*]
图单字长指令格式
转移指令采用相对寻址方式,相对偏移用补码表示,寻址方式的定义见下表。
{{B}}表寻址方式的定义{{/B}}
Ms/Md
寻址方式
助记符
含义
000B
寄存器直接
Rn
操作数=(Rn)
001B
寄存器间接
(Rn)
操作数=((Rn))
010B
寄存器间接、自增
(Rn)+
操作数=((Rn)),(Rn)+1→Rn
011B
相对
D(Rn)
转移目标地址=(PC)+(Rn)
注:
(x)表示存储地址x或寄存器x的内容。
回答下列问题:
(分数:
9.00)
(1).该指令系统最多可有多少指令?
该计算机最多有多少个通用寄存器?
存储地址寄存器(MAR)和存储器数据寄存器(MDR)至少各需要多少位?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(2).转移指令的目标地址范围是多少?
(分数:
3.00)
__________________________________________________________________________________________
(3).若操作码0010B表示加法操作(助记符为add),寄存器R4和R5的编号分别为100B和101B,R4的内容为1234H,R5的内容为5678H,地址1234H中的内容为5678H,地址56
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