南信大 计算机组成原理期末练习题(6)

A. 立即数和堆栈 B. 暂存器

C. 堆栈的栈顶和次栈顶 D. 累加器或堆栈

8. 采用基址寻址可以扩大寻址范围，且 。 A. 基址寄存器的内容由用户确定，在程序执行过程中不能改变 B. 基址寄存器的内容由操作系统确定，在程序执行过程中不能改变 C. 基址寄存器的内容由用户确定，在程序执行过程中可以改变 D. 基址寄存器的内容由操作系统确定，在程序执行过程中或以改变 9. 采用变址寻址可以扩大寻址范围，且 。 A. 变址寄存器的内容由用户确定，在程序执行过程中不能改变 B. 变址寄存器的内容由操作系统确定，在和谐执行过程中不能改变 C. 变址寄存器的内容由用户确定，在程序执行过程中可以改变 D. 变址寄存器的内容由操作系统确定，在程序执行过程中或以改变

10. 变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，但 。 A. 变址寄存器的内容在程序执行过程中是不能改变的 B. 基址寄存器的内容在程序执行过程中是可以改变的

C. 在程序执行过程中，变址寄存器的内容不能改变而基址寄存器的内容可变 D. 在程序执行过程中，基址寄存器的内容不能改变而变址寄存器的内容可变 11. 在指令格式中，采用扩展操作码设计方案的目的是 。 A. 减少指令字长度 B. 增加指令字长度

C. 保持指令字长度不变而增加指令操作的数量 D. 保持指令字长度不变而增加寻址空间

二、填空题

o 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o o

o

o o o

变换，可以给出 B 地址。常用的指令格式有 C 、 D 和 E 三种。

寄存器直接寻址是 A ，寄存器间接寻址是 B ，所以指令执行的速度前者比后者C 。

变址寻址和基址寻址的区别是：基址寻址中基址寄存器提供 A ，指令提供 B ，后者位数 C 。而变址寻址中变址寄存器提供 D ，指令提供 E ，后者位数 F 。

指令字长度等于机器字长度的指令称为 A ；指令长度等于半个机器字长度的指令称为 B ；指令字长度等于两个机器字长度的指令称为 C 。

数据传送类指令的功能是实现 A 和 B 之间，或 C 和 D 之间的数据传送。

指令编码中，操作码用来指定 A ，n位操作码最多可以表示 B 条指令。 地址码表示 A 。以其数量为依据，可以将指令分为 B 、 C 、 D 、 E 。

o 寻址就是寻找 A 的有效地址。

o 寄存器寻址方式中指令的地址码部分给出 A ，而操作数在 B 。 o 采用立即寻址时，操作数由 A 给出；而采用直接寻址时，指令中除了操o

o o o o

o

o

o o o o

作码以外，还要给出 B 。

堆栈存取方式是 A ，在自底向上生成方式工作的堆栈中，入栈时，堆栈指针作何调整？ B （加／减），出栈时作何调整？ C （加／减）。入栈时调整指针和存入数据的次序是：先 D ，后 E 。 指令系统的完整性通常是指 A 和 B 。

确定计算机指令系统应满足的基本要求是 A 、 B 和 C 。 隐含寻址的指令中不明确给出 A ，而是隐含指定的，通常以 B 作为隐含地址。

变址寻址和基址寻址的区别是：基址寻址中基址寄存器提供 A ，指令的地址码字段提供 B 。而变址寻址中变址寄存器提供 C ，指令的地址码字段提供 D 。

设指令字长和存储字长相同，均为32位。若指令系统可完成100种操作，具有直接、一次间接、变址、基址、相对和立即寻址方式。如果要获得尽可能大的寻址空间，则指令字中操作码 A 位；寻址特征位 B 位；形式地址占 C 位；可直接寻址的范围为 D ；一次间址的寻址范围是 E 。 RISC指令系统选取使用频率最高的一些 A 指令和有用但不复杂的指令直接由硬件实现，其指令长度 B ，指令格式种类 C ，寻址方式 D ，只有取／存数指令才允许访存，其余指令的操作都在寄存器间进行，且大都在 E 时间内完成。

从计算机组成的层次结构看，计算机的指令可分为 A 、 B 、 C 三种。 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，它是采用 A___原理。其可安结构不同，分为 B___堆栈和__ C _堆栈两种。

RISC指令系统的最大的特点是：_ A__，_ B __固定，_ C __种类少。 一个比较完善的指令系统应包含数据传送类指令、 A___类指令、 B___类指令、程序控制类指令、I/O指令、字符串类指令和 C___类指令。

三、分析题

o 一种单地址指令的结构如下所示：

操作码 间址特征 寻址模式 形式地址 OP I X D 其中，X、D组成该指令的操作数有效地址E。设R为变址寄存器，PC为程序计数器，请在表5.2中第一列位置填入适当的寻址方式名称。 表5.2 寻址方式 寻址方式名称 ① ② I 0 0 X 00 01 有效地址E E = D E = PC + D ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 0 0 1 1 1 1 10 11 00 01 10 11 E = R + D E = R + D，D = 0 E = （D） E = （PC + D） E = （R + D） E = （R + D），D = 0 o

四、设计题

o 假设某计算机的指令长度为20位，具有双操作数、单操作数和无操作数三类指

o o o o o

令形式，每个操作数地址规定用6位表示。

o 若操纵码字段固定为8位，现已给出m条双操作数指令，n条无操作数

指令。在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？ o 当双操作数指令条数取最大值，且在此基础上单操作数指令条数也取最

大值时，试计算这三类指令最大容许具有的指令条数各是多少？

某台计算机字长为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（直接、间接、变址、相对）设计指令格式。 某机字长为16位，内存容量为64K，指令为单字长指令。有50种操纵码，采用页面寻址、直接、间接寻址方式。CPU中有一个AC、PC、IR、MAR、MBR。问： 指令格式如何安排？

存储器能划分成多少页面？每页多少单元？ 能否增加其他寻址方式？

4. 某计算机字长为16位，其主存容量为64Ｋ字，若采用单字长、单地址指令，其共有64条指令。试采用四种寻址方式（直接、间接、变址、相对）设计其指令格式，并给出各寻址模式的有效地址表达式。

5.有一种二地址RR型，RS型指令结构如下图所示：

6位 4位 4位 1位 2位 16位 OP 源寄存器 目标寄存器 I X D（偏移量） 其中，源寄存器、目标寄存器都是通用寄存器，I为间接寻址标志位，X为寻址模式字段。 D为偏移量字段.通过I,X,D的组合，可构成一个操作数的寻址方式，其有效地址E的算法及有关说明列于下表所示： 寻址方式 (1) (2) (3) (4) （5） (6) I 0 0 0 1 1 0 X 00 10 11 00 11 有效地址E算法 E=D E=(Rx)+D E=(R) E=(D) E=(Rb)+D 说明 D为偏移量 Rx为变址寄存器 R为通用寄存器 Rb为基址寄存器 01 指令地址=(PC)+D PC为程序计数器 请写出表中6种寻址方式的名称，并说明其在主存中操作数的位置。 6. 一台处理机具有如下指令格式：

２位 ６位 ３位 ３位 X OP 源寄存器 目标寄存器 地 址 格式表明有８位通用寄存器（长度１６位），X指定寻址模式，主存的实际容量为２５６k字。问：

o 假设不用通用寄存器也能直接访问主存中的每一个单元，并假设操作码域OP=6

位，请问地址码域应分配多少位？指令字长度应有多少位？

o 假设X=11时，指定的那个通用寄存器用做基值寄存器，请提出一个硬件设计规

划，使得被指定的通用寄存器能访问1M主存空间中的每一个单元。 7. 某机的16位单字长访内指令格式如下所示： ４ ２ １ １ ８ ＯＰ Ｍ Ｉ Ｘ Ｄ 其中Ｄ为形式地址，补码表示（其中一位符号位）；Ｉ为直接／间接寻址方式：

Ｉ＝１为间接寻址方式，Ｉ＝０为直接寻址方式； Ｍ为寻址模式：０为绝对地址，１为基地址寻址，２为相对寻址，３为立即寻址； Ｘ为变址寻址。设ＰＣ，Ｒx，Ｒb分别为指令计数器，变址寄存器，基地址寄存器，Ｅ为有效地址，请问：

o 该指令格式能定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是多少？ o 在非间接寻址情况下，写出各计算有效地址的表达式；

o 设基址寄存器为１４位，在非变址直接基地址寻址时，确定存储器可寻址的地

址范围；

o 间接寻址时，寻址范围是多少？ o 指出间接寻址的缺点。

8. 某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示，该机有2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) =（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。

问：（1）分析三种指令的指令格式和寻址方式特点。

（2）处理机完成哪一种操作所花时间最短？那一种最长？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

9. 指令格式如下所示。其中，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。 15 10 7 3 2 0 OP 源寄存器 基值寄存器 偏移量（16位） 10. 某微机的指令格式如下所示： 15 10 9 8 7 0 操作码 X D D：位移量

X：寻址特征位 X=00：直接寻址；

X=01：用变址寄存器X1进行变址；

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