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 = R b + D ，R b =16 位

X = 100 间接寻址 E = （D ）

X = 101 变址寻址 E = R X + 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。

（2）操作码字段OP 可以指定27=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

图20。1

要求：（1

（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。