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1、计算机组成原理习题 第四章第四章一填空题1.根据操作数所在位置，指出其寻址方式：操作数在寄存器中，称为 寻址方式；操作数地址在寄存器中，称为 寻址方式；操作数在指令中，称为 寻址方式；操作数地址在指令中，为 寻址方式。操作数的地址，为某一个寄存器中的内容与位移之和，则可以是 、 和 寻址方式。2.设字长和指令长度均为24位，若指令系统可完成108种操作，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等6种寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占 位，寻址特征位占 位，可直接寻址的范围是 ，一次间址的范围是 。3.指令字中的地址码字段（形式地址）有不同的含意，它是通过

2、 体现的，因为通过某种方式的变换，可以得出 地址。常用的指令地址格式有 、 、 和 四种。4.立即寻址的指令其指令的地址字段指出的不是 ，而是 。5.寄存器直接寻址操作数在 中，寄存器间接寻址操作数在 中，所以执行指令的速度前者比后者 。6.设形式地址为X，则直接寻址方式中，操作数的有效地址为 ；间接寻址方式中，操作数的有效地址为 ；相对寻址中，操作数的有效地址为 。7.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 ，指令的地址码字段提供 。而变址寻址中变址寄存器提供 ，指令的地址码字段提供 。8.指令寻址的基本方式有两种，一种是 寻址方式，其指令地址由 给出，另一种是 寻址方式，其指

3、令地址由 给出。9.不同机器的指令系统各不相同，一个较完善的指令系统应该包括 、 、 、 、 、等类指令。10.常见的数据传送类指令的功能可实现 和 之间或 和 之间的数据传送。11.设指令字长等于存储字长，均为24位，某指令系统可完成108种操作，操作码擦汗高难度固定，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占 位，寻址特征占 位，可直接寻址的范围是 ，一次间址的范围是 。12.设计器指令系统可完成98种操作，指令字长为16位，操作码长度固定。若该指令系统具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，则在保证最

4、大范围内直接寻址的前提下，其指令代码中操作码占 位，寻址特征占 位，形式地址码占 位，一次间址的范围是 。13.某机采用三地址格式指令，共能完成50种操作，若机器可在1K地址范围内直接寻址，则指令字长应取 位，其中操作码占 位，地址码占 位。14.RISC指令系统选取使用频率较高的一些 指令，复杂指令的功能由 指令的组合来实现。其指令长度 ，指令格式种类 ，寻址方式种类 ，只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行，且采用流水线技术，大部分指令在 时间内完成。15.操作数的地址直接在指令中给出的寻址方式是 。16.操作数的地址在寄存器中的寻址方式是 。17.操作数的地址在主

5、存储器中的寻址方式是 。18.操作数的地址隐含在指令的操作码中，这种寻址方式是 。二选择题1.执行一条一地址的加法指令共需要 次访问主存（含取指令）。A1 B2 C3 D42.零地址的运算类指令在指令格式中不给出操作数地址，参加的两个操作数来自 。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暂存器和堆栈的栈顶单元3.在关于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，另一个是隐含的 D指令的地址码字段存放的一定是操作码4.一个计算机系统采用32位单字长指令，地址码为12位，如果定义了

6、250条二地址指令，那么单地址指令的条数有 。A4K B8KC16K D24K5.某计算机存储器按字（16位）编址，每取出一条指令后PC值自动+1，说明其指令长度是 。A1字节 B2字节C3字节 D4字节6.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是 。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 7.一地址指令中，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堆栈寻址方式 B立即寻地址方式C隐含寻址方式 8.二地址指令中，操作数的物理位置可安排在 。（本题是多项选择）A两个主存单元 B两个寄存器C一个主存单元和一个寄存器D栈顶和次栈

7、顶9.变址寻址方式中，操作数的有效地址是 。A基址寄存器内容加上形式地址（位移量） B程序计数器内容加上形式地址C变址寄存器内容加上形式地址 10.采用基址寻址可扩大寻址范围，且 。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基址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中不可变C基址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中可变11.采用变址寻址可扩大寻址范围，且 。A变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中不可变 B变址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中可变C变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中可变12.程序控制类指令的功能是 。A进行主存和CPU之间的数据传送 B

8、进行CPU和设备之间的数据传送C改变程序执行的顺序13.运算型指令的寻址和转移型指令的寻址不同点在于 。A前者取操作数，后者决定程序转移地址 B前者是短指令，后者是长指令C后者是短指令，前者是长指令14.指令的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程序的无条件转移和浮动C程序的条件转移和无条件转移15.为了缩短指令中地址码的位数，应采用 寻址。A立即数 B寄存器 C直接16.下列三种类型的指令， 执行时间最长 。ARR型 BRS型 CSS型17. 对于实现程序浮动提供了较好的支持。A间接寻址 B变址寻址 C相对寻址18. 便于处理数组问题。A间接寻址 B变址寻址

9、C相对寻址19. 有利于编制循环程序。A基址寻址 B相对寻址 C寄存器间址20.在下列寻址方式中， 寻址方式需要先计算，再访问主存。A立即 B变址 C间址21.下列叙述中， 能反映RISC的特征（多项选择）。A丰富的寻址方式 B指令执行采用流水方式C控制器采用微程序设计D指令长度固定22.下列叙述中， 能反映CISC的特征（多项选择）。A丰富的寻址方式 B控制器采用组合逻辑设计C指令字长固定D大多数指令需要多个时钟周期才能执行完成E各种指令都可以访存F只有LOAD/STORE指令可以访存G采用优化编译技术三简答题1.在寄存器寄存器型、寄存器存储器型和存储器存储器型这3类指令中，哪类指令的执行时

10、间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？2.某计算机的指令系统定长为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：最多含有多少条一地址指令？3.某机器指令码长度16位，地址码长度都为6位，包含单地址指令、双地址指令和零地址指令，试问单地址指令最多能有多少条，此时双地址指令和零地址指令各位多少条？4.设计算机指令字长为16位，指令中地址字段的长度为4位，共11条三地址指令，72条二地址指令，64条零地址指令。问最多还能安排多少条一地址指令？5.某机主存容量为4MB16,且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种操作，操作码位

11、数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等6种寻址方式，试回答：（1）画出一地址指令格式，并指出各字段的作用；（2）该指令直接寻址的最大范围；（3）一次间址和多次间址的寻址范围；（4）立即数的范围（十进制表示）；（5）相对寻址的位移量（十进制表示）；（6）上述6种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一种最长？为什么？哪一种便于程序浮动？哪一种最适合处理数组问题？6.某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如图41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，3种指令的操作码分别是MO

12、V(OP)=0AH、STA(OP)=1BH、LDA(OP)=3CH，其中MOV为传送指令，STA为写数指令，LDA为读数指令。要求：（1）分析3种指令的指令格式和寻址方式特点。（2）CPU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？F0F1H,3CD2H 2856H 6FD6H 1C2H6 2 4 4OP目标源MOV S,D 6 2 4 4OP基址源变址位移量STA S,M6 2 4 4 LDA D,M图41 习题6的指令格式7.CPU的双操作数指

13、令格式如图42所示。4 3 3 3 3OPMdRdMsRs图42 一种双操作数指令格式OP为4位操作码，Md和Ms分别为3位目的和源操作数寻址方式，Rd和Rs分别为3位目的和源寄存器号。问：（1）计算机设计16种双操作数指令是否可取？为什么？（2）CPU内部寄存器增加到16个，在不改变指令长度的条件下，可以用哪两种方式修改指令格式（画出修改后的指令格式），将对指令功能产生什么影响？（3）如不降低指令功能，指令长度可变，画出具有16个寄存器的双操作数指令的格式。8.某机字长16位，直接寻址空间128字，变址时的位移量是-64+63,16个通用寄存器都可以作为变址寄存器，设计一套指令系统，满足下列

14、寻址类型的要求。（1）直接寻址的二地址指令3条；（2）变址寻址的一地址指令6条；（3）寄存器寻址的二地址指令8条；（4）直接寻址的一地址指令12条；（5）零地址指令32条。9.指令字中有哪些字段?各有何作用？如果确定这些字段的位数？10.设某机器共能完成78种操作，若指令宁长为16位，试同单地址格式的指令其地址码可取几位?若想使指令的寻址范围扩大到216，可采用什么办法? 举出三种不同的例子加以说明。11.某机字长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。（1）如果主存可直接或间接寻址，栗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？画出指令格式。（2）如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则上述寄存器一存储器型指令的指令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访同多大舶存储空间？12.若机器采用三地址格式访存指令，试问完成一条加法指令共需访问几次存储器？若该机共能完成54种操作。操作数可在IK地址范围内寻找，试画出该机器的指夸格式。13.某机指令格式如图43所示：OPIA 0 3 4 5 7 图43 13题机器指令格式图中I为间址特征位(1=0，直接寻址；l=1，一次间接寻址)。假设存储器部分单元有以下内容：指出下列机器指令（十六进制表