习题1——指令系统 参考答案
《计算机原理学习指导》第四章指令系统综合练习题参考答案
《计算机原理学习指导》第四章指令系统综合练习题参考答案一、填空题1 、一个完善的指令系统应满足以下4个方面的要求，它们是：完备性、有效性、规整性和兼容性。
2、一条完整的指令是由操作码和地址码（操作数）两部分信息组成的。
3 、指令中的地址码字段包括源操作数的地址和操作结果数的地址（目的操作数的地址），前者用语指明操作数的存放处，后者用语存放运算的结果。
4 、指令格式按地址码部分的地址个数可以分为零地址指令格式、一地址指令格式、二地址指令格式和三地址指令格式。
5、常见的操作码方法有定长操作码和扩展操作码。
6、逻辑运算指令包括逻辑乘（与）、逻辑加（或）、逻辑非（求反）和异或（按位加）等操作。
二、单项选择题1、直接、间接、立即这 3 种寻址方式指令的执行速度有快到慢的排序是（ C ）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2、指令系统中采用不同寻址方式的目的是（B）A ．实现存储程序和程序控制B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C ．可以直接访问外存D．提高扩展操作码的可能并降低指令译码难度3、一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，另一个数常采用（ 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、对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（C）寻址方式A ．直接B ．间接C ．寄存器直接D．寄存器间接5、寄存器间接寻址方式中，操作数在（B）A ．通用寄存器 B．主存单元C．程序计数器 D ．外存6、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于（ C ）A ．基址寄存器内容加上偏移量B．堆栈指示器内容加上偏移量C ．变址寄存器内容加上偏移量D．程序计数器内容加上偏移量7、扩展操作码是（D）A ．操作码字段中用来进行指令分类的代码B．指令格式中不同字段设置的操作码C．操作码字段外用来操作字段的代码D．一种指令优化技术，即让操作码的长度随地址数的变化而变化8 A 、下面关于汇编语言的叙述中，不恰当的是（ D ）．对程序员的训练要求来说，需要硬件知识B．汇编语言对机器的依赖性强C．用汇编语言编写程序的难度比高级语言大D．用汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢9 A 、能够改变程序执行顺序的是（ D ）．数据传送类指令B．移位操作类指令 C ．输入 /输出类指令 D ．条件 /无条件转移类指令10 、以下的（ D ）不能支持数值处理A ．算术运算类指令B．移位操作类指令C．字符串处理类指令D．输入/ 输出类指令三、名词解释题1 、指令：计算机能够识别和执行的操作命令2 、指令系统：一台计算机或一个计算机系统能够执行的各种指令的集合3 、指令字：一条完整的指令称为一个指令字4 、操作码：表示操作的性质及功能5 、地址码：表示指令的操作对象，指出操作数的地址6 、指令字长：等于地址码长度加上操作码长度7、定长操作码：让操作码的长度固定且集中放在指令字的一个字段中8、扩展操作码：操作码的长度可变且分散地放在不同的字段中9、寻址方式：指确定本条指令的地址及下一条要执行的指令地址的方法10、汇编语言：一种面向机器的程序设计语言，用助记符形式表示，属于低级程序设计语言11、机器语言：一种能被机器识别和执行的语言，用二进制数“0”和“1”形式表示12、 RISC ：精简指令系统计算机13： CISC ：复杂指令系统计算机，指具有大量指令的计算机系统四、简答题1、计算机指令中一般包含哪些字段？分别是什么含义？答：计算机指令中一般包含地址码和操作码两部分，地址码表示指令的操作对象，指出操作数的地址，操作码表示操作的性能及功能。
第五章 指令系统习题
第五章指令系统一、选择题1、采用直接寻址，操作数在中。
A、主存B、寄存器C、硬盘D、光盘2、为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取。
A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址3、指令系统采用不同寻址方式的目的是。
A、实现存储程序和程序控制B、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C、可以直接访问外存D、提供扩展操作码的可能，并降低指令译码难度4、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200B、寄存器间接寻址（R）C、存储器间接寻址（200）D、寄存器寻址R5、输入输出指令的功能是。
A、进行算术运算和逻辑运算B、进行主存和CPU之间的数据传送C、进行I/O设备和CPU之间的数据传送D、改变程序执行的顺序6、下列关于RISC的描述中，不正确的是。
A、只选用简单的，使用频率高的指令，所以采用RISC的CPU的性能较差，不能运行复杂的指令B、指令长度固定，指令格式和寻址方式少C、采用硬布线逻辑，提高指令执行的速度D、采用指令流水线技术，大部分指令都能在一个机器周期中完成。
7、间接寻址是指。
A、指令中直接给出操作数地址B、指令中直接给出操作数C、指令中间接给出操作数D、指令中间接给出操作数的地址8、基址寻址方式中，操作数的有效地址等于。
A、基址寄存器的内容加上形式地址（偏移量）B、变址寄存器的内容加上形式地址（偏移量）C、程序计数器的内容加上形式地址（偏移量）D、堆栈寄存器的内容加上形式地址（偏移量）8．通常指令编码的第一个字段是__ __A.操作B.指令C.操作码D.控制码9．堆栈常用于 _A.程序转移B.输入输出C.数据移位D.保护程序现场10.在堆栈中保持不变的是_ _A.栈指针B.栈底C.栈顶D.栈中数据11．设寄存器R=1000，地址1000处的值为2000，2000处为3000，PC的值为4000，用相对寻址方式，-2000（PC）的操作数是__ __A．4000 B．3000C．5000 D．700012．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入__ __A．PC B．累加器C．存储器 D．地址寄存器13．以下的 D 不能支持数值处理。
第3章 指令系统(1)
；R6=10101011B，R5=01010100B，Cy=0
思考题：如何将寄存器R6R5中的双字节数X右移一位。
二、双操作数逻辑运算指令(对位逻辑运算)： ANL、ORL、XRL
例：A=01××××××B，×表示随机状态，为1或0，
下述一组指令执行后，A的值如何? XRL A，#0C0H ORL A，#03H ANL A，#0E7H ；将累加器A的内容D7、D6取反 ；将累加器A的内容D1、D0置1 ；将累加器A的内容D4、D3清0
2013-12-11
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3.判位转移指令:
JB bit，rel ；(bit)=1转移，否则不转移
JNB bit，rel
；(bit)=0转移，否则不转移 ；(bit)=1转移,且(bit)=0， 否则不转移
4. 判位清0转移指令：
JBC bit，rel
5. 比较不相等转移指令：
CJNE
CJNE
操作数1，操作数2，rel
LJMP
之和所指向的64KB程序范围内跳转
2013-12-11
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1. 长转移指令： LJMP addr16(d2d1)
指令机器码： 02 d2 d1 指令转移范围：64KB
；PCd2d1
2. 绝对转移指令： AJMP addr11 （2个字节）
；PCPC+2 ；PC10～0addr11 PC15～11不变
三、子程序返回指令: RET
；PC15～8(SP)，SPSP-1， PC7～0 (SP)，SPSP-1
指令机器码：22H RET指令从堆栈弹出保存的PC地址，实现子程序返回。
2013-12-11
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例：子程序嵌套:
MAIN：MOV SP，#30H … LCALL SUB … SUB: … … RET ；设置栈底 ；调用子程序 ；子程序段
第4章指令系统层习题参考解答-汇编语言与计算机组成原理 答案
1.什么是“程序可见”的寄存器?程序可见寄存器是指在用户程序中用到的寄存器，它们由指令来指定。
2. 80x86微处理器的基本结构寄存器组包括那些寄存器？各有何用途？基本结构寄存器组按用途分为通用寄存器、专用寄存器和段寄存器3类。
通用寄存器存放操作数或用作地址指针；专用寄存器有EIP和EFLAGS，分别存放将要执行的下一条指令的偏移地址和条件码标志、控制标志和系统标志；段寄存器存放段基址或段选择子。
3．80x86微处理器标志寄存器中各标志位有什么意义?常用的7位：CF进位标志： 在进行算术运算时，如最高位(对字操作是第15位，对字节操作是第7位)产生进位或借位时，则CF置1；否则置0。
在移位类指令中，CF用来存放移出的代码(0或1)。
PF奇偶标志： 为机器中传送信息时可能产生的代码出错情况提供检验条件。
当操作结果的最低位字节中1的个数为偶数时置1，否则置0。
AF辅助进位标志： 在进行算术运算时，如低字节中低4位(第3位向第4位)产生进位或借位时，则AF置1；否则AF置0。
ZF零标志：如指令执行结果各位全为0时，则ZF置1；否则ZF置0。
SF符号标志：其值等于运算结果的最高位。
如果把指令执行结果看作带符号数，就是结果为负，SF置1；结果为正，SF置0。
OF溢出标志： 将参加算术运算的数看作带符号数，如运算结果超出补码表示数的范围N，即溢出时，则OF置1；否则OF置0。
DF方向标志： 用于串处理指令中控制处理信息的方向。
当DF位为1时，每次操作后使变址寄存器SI和DI减小；当DF位为0时，则使SI和DI增大，使串处理从低地址向高地址方向处理。
4．画出示意图，简述实模式下存储器寻址的过程。
20位物理地址如下计算(CPU中自动完成)：10H×段基址+偏移地址=物理地址5. 画出示意图，简述保护模式下(无分页机制)存储器寻址的过程。
采用对用户程序透明的机制由选择子从描述子表中选择相应的描述子，得到欲访问段的段基址、段限等有关信息，再根据偏移地址访问目标存储单元。
第5章习题答案
间接寻址（Indirect Addressing）
寄存器寻址（Register Addressing）
寄存器间接（Register indirect Addressing） 偏移寻址（Displacement Addressing）
变址寻址（Indexing）
变址寄存器（index register）
000
RS 型 OP (6 位) 01 R t (3 位) 10 Rs (3 位) RX 型 OP (6 位) 01 R t (3 位) 11 Rx (3 位)
Offset16 (16 位)
XI 型 OP (6 位) 11 Rx (3 位) Offset16 (16 位) 00 Imm16 (16 位)
可执行程序文件（Executable program file）
链接程序（Linker / Link editor）
装入程序（Loader）
全局指针（Global pointer ）
伪指令（pseudo-instruction）
CISC（Complex Instruction Set Computer） RISC（Reduced Instruction Set Computer）
PLC编程与应用第2版习题答案第5章 指令系统
第五章指令系统
1、S7-1200提供了哪些类型的定时器？
2、编写程序来记录一台设备的运行时间，其设计要求为：当输入I0.0为高电平，设备运行，当I0.0为低电平时，设备不工作。
3、编写程序实现以下控制功能：第一次扫描时将VB0清零，用定时中断0，每100ms将VB0加1，VB0=100时关闭定时中断，并将Q0.0立即置1，设计主程序和中断程序。
4、设计一个8位彩灯控制程序，要求彩灯的移动速度和移动方向可调。
6、将8个16位二进制数存放在VW10开始的存储区内，在I0.3的上升沿，用循环指令求它们的平均值，并将结果存放在VW0中。
7、设计一个圆周长的计算程序，将半径存放在VW10中，取圆周率为3.1416，用浮点数运算指令计算圆周长，运算结果四舍五入后，转换为整数，存放在VW20中。
8、S7-1200包括哪些中断指令？。
附录 习题参考答案
第１章参考答案1．冯·诺依曼型计算机有哪些特点？【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。
2．微处理器，微型计算机，微型计算机系统有什么联系与区别？【解答】微处理器指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器；微型计算机指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入输出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机；微型计算机系统指由微处理器配以相应的外围设备及其它专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。
微处理器，微型计算机，微型计算机系统关系如图所示：3. 说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。
【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。
（2）地址总线：用来传送地址。
主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。
（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。
4. 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。
（1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”；（2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。
（3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。
（4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。
十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。
指令系统习题解答
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______。
习题参考答案1章
习题参考答案1章第1章单片机概述1．除了单片机这一名称之外，单片机还可称为和答：微控制器，嵌入式控制器。
2．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和3部分集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口。
3．8051与8751的区别是A．内部数据存储单元数目不同B．内部数据存储器的类型不同C．内部程序存储器的类型不同D．内部寄存器的数目不同答：C。
4．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的A．辅助设计应用；B．测量、控制应用；C．数值计算应用；D．数据处理应用答：B。
5．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机它们之间有何区别？答：微处理器、微处理机和CPU都是中央处理器的不同称谓；而微计算机、单片机都是一个完整的计算机系统，单片机特指集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
6．MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器，8051片内有4KB的程序存储器ROM，而8751片内集成有4KB的程序存储器EPROM。
7．为什么不应当把51系列单片机称为MCS-51系列单片机？答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
8．AT89C51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一种型号的产品？答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89C51芯片内的4KBFlah存储器取代了87C51片内的4KB的EPROM。
第2章AT89C51单片机片内硬件结构1．在AT89C51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为答：2μ2．AT89C51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。
答：12。
3．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为和答：28H；88H。
《计算机系统原理》习题解答
习题解答第1章计算机系统概述1.教材中图1.1所示模型机（采用教材图1.2所示指令格式）的指令系统中，除了有mov（op=0000）、add（op=0001）、load（op=1110）和store（op=1111）指令外，R型指令还有减（sub，op=0010）和乘（mul，op=0011）等指令，请仿照教材图1.3给出求解表达式“z=(x-y)*y;”所对应的指令序列（包括机器代码和对应的汇编指令）以及在主存中的存放内容，并仿照教材图1.5给出每条指令的执行过程以及所包含的微操作。
参考答案：实现z=(x-y)*y的程序在主存部分单元中的初始内容如下。
主存地址主存单元内容内容说明（Ii表示第i条指令）指令的符号表示12345678实现z=(x-y)*y的程序中每条指令的执行过程如下。
指令阶段I1：1110 0111 I2：0000 0100 I3：1110 0110 I4：0010 0001 I5：0011 0001 I6：1111 1000取指令指令译码修改PC取数执行送结果执行结果R[0]=1 R[1]=1 R[0]=17 R[0]=17-1=16 R[0]=16*1=16 M[8]=16 2. 若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的CPI各是多少？（4）如果某用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？（1）对于程序P1，M1上执行时间是M2的2倍，故M2比M1快1倍；对于程序P2，M2上的执行时间是M1的2倍，故M1比M2快1倍。
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《汇编语言》习题1——指令系统参考答案
习题1-1 在8086CPU中，如果SS的内容设置为1A4BH，堆栈的长度为100H字节，问SP寄存器的初始化值为多少？SP初始指向哪个主存物理地址？
答：SP寄存器的初始化值为：100H
SP初始指向的主存物理地址是：1A5B0H
习题1-2 分别说明下述8086指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。
指令目的操作数源操作数
(1) MOV ES, AX 寄存器寻址寄存器寻址
(2) ADD DS:[12H],AL 直接寻址寄存器寻址
(3) SUB BX,1200H 寄存器寻址立即寻址
(4) SHR AX,1 寄存器寻址立即寻址
(5) AND -28H[BP][DI], AX 基址变址寻址寄存器寻址
(6) MOV CX,LAB1[BX] 寄存器寻址基址/变址寻址
(7) SBB AX, [BX] 寄存器寻址寄存器间接寻址
(8) OR DX,-360H[SI] 寄存器寻址基址/变址寻址
(9) ADC VAR1,CX 直接寻址寄存器寻址
(10) XOR [DI],AX 寄存器间接寻址寄存器寻址
习题1-3分别说明下述指令语句的语法正确与否，如果有错，说明其错误。
指令正误
(1)MOV DS, 1234H 错误，立即数不能直接传送到段寄存器中
(2)ADD AH，AL 正确
(3)SUB CS，AX 错误，不能对CS直接操作
(4)MOV BX,[BX][SI] 正确
(5)ADC VAR1,[BP][DI] 错误，两个操作数不能同时都在存储器中
(6) SBB [BX][BP],AX 错误, 基址变址寻址方式中不能两个寄存器都是基址寄存器
(7)PUSH 5678H 错误，立即数不能作为源操作数直接压入堆栈
(8)SHL [BP][SI]，CL 错误，目的操作数没有明确指明是字还是字节
(9)ROR AX,2 错误，移位次数大于1时，需将其提前存入CL中
(10)NEG AX,BX 错误，操作数个数错误
(11)LEA CS,AX 错误，目的操作数只能是16位通用寄存器
(12)MOV AL,BX 错误, 操作数位数不一致
(13)ADD DS:200H,AX 正确
(14)AND [BX][BP]，AH 错误, 基址变址寻址方式中不能两个寄存器都
是基址寄存器
(15)OR BH,-16H[BP] 正确
(16)CLC AX 错误，操作数个数错误
(17)MUL AX,BX 错误，操作数个数错误
(18)DIV 12H 错误，源操作数不能是立即数
习题1-4 在8086中，如果(DS)=1A26H,(SS)=20B0H,(BX)=1200H,(SI)=0034H, (BP)=5700H(1B484H)=1234H,(26200H)=5678H，给出下面各指令或指令组执行后相应寄存器/存储单元的结果。
(1) MOV AL，BH
答：(AL) = 12H
(2) MOV CX，-10H[BX][SI]
MOV DX, [BP]
答：
DS：1A260H
BX：1200H SS：20B00H
SI：0034H BP：5700H
-10H ---------------------
--------------------- 26200H
1B484H
所以，（CX）= 1234H，（DX）= 5678H
（3）LEA SI,34H[BX]
MOV [SI],8765H
答：1200H+34H=1234H, (SI)=1234H
(DS)+(SI)=1A260H+1234H=1B494H
所以，(SI)=1234H, (1B494H)=8765H
习题1-5 在8086中，假设(SS)=1F00H,(SP)=1120H,(BX)=11ABH。
在执行下面指令后，堆栈中栈顶的4个字节内容分别是什么？栈顶单元的偏移量是多少？PUSH BX
ADD BX,1200H
PUSH BX
答：（1）栈顶的4个字节内容是：11AB23ABH
（2）栈顶单元的偏移量是：111CH。