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计算机组成原理,指令系统,练习题


单项选择题
1 在 CPU 执行指令的过程中,指令的地址由___B__给出。 A 程序计数器 PC B 指令的地址码字段 C 操作系统 D 程序员 2 下列关于指令的功能及分类叙述正确的是__B___。 A 算术与逻辑运算指令,通常完成算术运算或逻辑运算,都需要两个数据 B 移位操作指令,通常用于把指定的两个操作数左移或右移一位 C 转移指令,子程序调用与返回指令,用于解决数据调用次序的需要 D 特权指令,通常仅用于系统软件,这类指令一般不提供给用户 3 零地址的运算类指令在指令格式中不给出操作数的地址,参加的两个操作数来自__C__。 A 累加器和寄存器 B 累加器和暂存器 C 堆栈的栈顶和次栈顶单元 D 堆栈的栈顶单元和暂存器 4 下列一地址运算类指令的叙述中,正确的是_____。 A 仅有一个操作数,其地址由指令的地址码提供 B 可能有一个操作数,也可能有两个操作数 C 一定有两个操作数,其中一个操作数是隐含的 D 指令的地址码字段存放的一定是操作码 5 关于二地址指令一下论述正确的是_____。 A 二地址指令中,运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中 B 二地址指令中,指令的地址码字段存放的一定是操作数 C 二地址指令中,指令的地址码字段存放的一定是寄存器号 D 二地址指令中,指令的地址码字段存放的一定是操作数地址 6 单字长四地址指令 OP A1、A2、A3、A4 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,则完成上述指令需访存_____。 A 1 B 2 C 3 D 4 7 在指令格式设计中,采用扩展操作码的目的是_____。 A 增加指令长度 B 增加地址码数量 NN C 增加指令数量 D 增加寻址空间 8 某机器的指令字长为 16 位,有 8 个通用寄存器,有 8 种寻址方式,单操作数指令最多有 _____个,双操作数指令最多有_____个。 A 1024 16 B 2048 32 C 256 64 D 1024 32 9 指令寻址方式有顺序和跳跃两种,采用跳跃寻址方式可以实现_____。 A 程序浮动 B 程序的无条件浮动和条件浮动 C 程序的无条件转移和条件转移 D 程序的调用 10 某机器指令字长为 16 位,主存按字节编址,取指令时,每取一个字节 PC 自动加 1,。当 前指令地址为 2000H,指令内容为相对寻址的无条件转移指令,指令中的形式地址 D=40H。 那么取指令后及指令执行后 PC 内容为_____。 A 2000H,2042H B 2002H,2040H C 2002H,2042H D 2000H,2040H 11 指令系统中采用不同的寻址方式的目的主要_____。 A 可降低指令译码难度 B 缩短指令字长,扩大寻址空间,提高编程灵活性

C 实现程序控制 D 降低编程难度 12 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 13 采用直接寻址方式,则操作数在_____。 A 主存中 B 寄存器中 C 直接存取存储器中 D 光盘中 14 下列关于基址寻址和变址寻址的说法正确的是_____。 A 基址寄存器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变 B 变址寄存器内容由用户确定,在程序执行过程中不可变 C 在程序执行过程中,基址寄存器、变址寄存器内容都是可变的 D 在程序执行过程中基址寄存器内容不可变,变址寄存器内容可变 15 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 专用寄存器 16 假设寄存器 R 中的数值为 200,主存地址为 200 和 300 的地址单元中存放的内容分别是 300 和 400,则_____方式下访问到的操作数为 200。 A 直接寻址 200 B 寄存器间接寻址(R) C 存储器间接寻址(200) D 寄存器寻址 R 17 设相对寻址的转移指令占两个字节, 第一个字节是操作码, 第二个字节是相对位移量 (用 补码表示) ,若 CPU 每当从存储器取出一个字节时,即自动完成(PC)+1→PC。设当前 PC 的内容为 2003H,要求转移到地址 200AH,则该转移指令第二个字节的内容应为_____;若 PC 的内容为 2008H,要求转移到 2001H。则该转移指令第二个字节的内容为_____。 A 05H B 07H C F8H D F7H 18 变址寻址、相对寻址的特点是_____。 A 利于编制循环程序,实现程序浮动 B 实现程序浮动,处理数组问题 C 实现转移指令,利于编制循环程序 D 实现程序浮动,利于编制循环程序 19 直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度,由快至慢得排序是_____。 A 直接、立即、间接 B 直接、间接、立即 C 立即、直接、间接 D 立即、间接、直接 20 堆栈寻址方式中,设 A 为累加器,SP 为堆栈指示器,MSP 为 SP 指示的栈顶单元,如果 进栈操作的动作顺序是(A)→MSP, (SP)—1→SP,那么出栈操作的动作顺序应为_____。 A (MSP)→A, (SP)+1→SP B (SP)+1→SP,(MSP)→A C (SP)—1→SP, (MSP)→A D 以上都不对 21 下列说法中不正确的是_____。 A 变址寻址时,有效数据存放在主存中 B 堆栈是先进后出的存储器 C 堆栈指针 SP 的内容表示当前堆栈内所有存储的数据的个数 D 内存中指令的寻址和数据的寻址是交替进行的 22 程序计数器和指令寄存器的位数各取决于_____。 A 前者取操作数,后者决定程序转移地址 B 后者取操作数,前者决定程序转移地址

C 前者是短指令,后者是长指令 D 前者是长指令,后者是短指令 24 一下叙述中_____是正确的。 A RISC 机一定采用流水技术 B 采用流水技术的机器一定是 RISC C CISC 机一定不采用流水技术 D 以上答案不正确 25 下列描述中,不符合 RISC 指令系统特点的是_____。 A 指令长度固定,指令种类少 B 寻址方式种类尽量减少,指令功能尽可能强 C 增加寄存器的数目,以尽量减少访存次数 D 选取使用频率最高的一些简单指令,以及很有用但不复杂的指令

综合应用题
1 指令中一般有哪些字段?各有何作用?如何确定这些字段的位数? 指令中有三种字段:操作码字段、寻址特征字段和地址码字段。操作码字段指出机器完 成某种操作, 其位数取决于指令系统的操作种类。 寻址特征字段指出该指令以任何方式寻找 操作数的有效地址, 其位数取决于寻址方式的种类。 地址码字段和寻址特征字段共同指出操 作数或指令的有效地址,其位数与寻址范围有关。 2 什么是变址寻址、基址寻址?两者有何区别? 基址寻址:其中的形式地址是可变的,基址寄存器的内容是一定的 变址寻址:形式地址不变,变址寄存器的内容可变 因此它可用于处理数组问题 形式上,所用寄存器不同,前者用 BP,BX 寄存器,后者用 SI,DI 寄存器 3 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、二地址、三种 格式。 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几种? 2) 采用扩展操作码技术,二地址指令最多有几种? 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?

4 某模型机共有 64 种操作码,位数固定,且具有以下特点: 1) 采用一地址或二地址格式 2) 有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址(位移量-128~+127)三种寻址方式 3) 有 16 个通用寄存器,算术运算和逻辑运算的操作数均在寄存器中,结果也在寄存器中。 4) 取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送数据 5) 存储器容量为 1MB,按字节编址 要求设计算术逻辑指令,取数/存数指令和相对转移指令的格式,并简述理由

5 某机器采用一地址格式的指令系统,允许直接和间接寻址。机器匹配有如下硬件: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。 1) 若采用单字长指令,共能完成 105 种操作,则指令一次间址的范围是多少? 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由是多少? 写出其指令格式并说明各字段的含义 3) 某存储字长不变,可采用什么方法访问容量为 8MB 的主存?需增设哪些硬件?

6 某计算机的指令系统字长为 16 位,采用扩展操作码,操作数地址需 4 位。该指令系统已 有三地址指令 M 条,二地址指令 N 条,没有零地址指令。问最多还有多少条一地址指令?

7 某机存储器容量为 64K×16 位,该机访存指令格式如下: OP M I X A 0 3 4 5 6 7 8 15 其中,M 为寻址特征(0 为直接寻址,1 为基址寻址,2 为相对寻址,3 为立即寻址,立即 数用补码表示) ;I 为间址特征(I=1 间址) ;X 为变址特征(X=1 変址) 。 设 PC 为程序计数器,RX 为変址寄存器,RB 为基址寄存器,试问: 1) 该指令能定义多少种操作? 2) 立即寻址操作数的范围是多少? 3) 在非间址情况下,除立即寻址外,写出每种寻址方式计算有效地址的表达式。 4) 设基址寄存器为 14 位,在非変址直接基址寻址时,指令的寻址范围是多少? 5) 间接寻址时,寻址范围是多少?若允许多重间址呢?

8 某机字长为 16 位,主存容量为 64KB,指令为单字长指令,有 50 种操作码,采用页面、 间接和直接寻址方式。 1) 指令格式如何安排 2) 存储器能划分为多少页面?每页多少单元? 3) 能否再增加其他寻址方式?

9 某机器采用三地址指令,具有常见的 8 种寻址操作,可完成 50 种操作,各寻址方式均可 在 1K 主存范围内取得操作数,并可在 1K 范围内保存运算结果。问应采用什么样的指令格 式?指令字长最少应为多少位?执行一条指令最多要访问多少次主存?

10 某台字长和地址都为 16 位的计算机,程序计数器为 PC,内存以字编址。地址为 2003H

的内存中,有一条无条件相对转移指令,其机器码为 41FCH,其中的操作码为 8 位,请计 算相对转移的具体地址。

11 某 16 位机器所使用的指令格式和寻址方式如图所示,该机有两个 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,三种指令的操作码分别是 MOV ( OP ) = ( 0A ) H , STA(OP)=(1B)H,LDA(OP)=(3C)H 。MOV 为传送指令,STA 为写数指令,LDA 为 读书指令。 15 10 9 87 43 0 OP 一 87 源 位移量 STA A,M 15 10 9 OP 一 87 目标 43 0 目标 43 变址 源 0 MOV S,D 15 10 9 OP 基址

20 位地址 LDA S,M 1) 分析三种指令的指令格式和寻址方式特点。 2) 处理器完成哪一种操作所花时间最短?哪一种最长?第二种指令的执行的时间有时会 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长分别代表什么操作?其中有编码不正确时,如何改正 才能成为合法指令? ① (F0F1)H (3CD2)H ②(2856)H ③(6FD6)H ④(1C2)H

12 微机的机器字长为 16 位,主存按字编址,指令格式如下: 15 10 9 8 7 0 操作码 X D

其中,D 为位移量,X 为寻址特征位。 X=00:直接寻址; X=01:用变址寄存器 X1 进行变址; X=10:用变址寄存器 X2 进行变址; X=11:相对寻址。 设(PC)=1234H, (X1)=0037H, (X2)=1122H(H 代表十六位进制数) ,请确定下列指令 的有效地址。

① 4420H

② 2244H

③ 1322H ④ 3521H ⑤ 6723H


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