第四章指令系统习题参考答案
单片机指令系统习题
单⽚机指令系统习题第四章汇编语⾔程序设计第⼀节汇编语⾔源程序的格式和伪指令(⼀)学习要求1、掌握汇编语⾔源程序格式和伪指令。
2、掌握各种伪指令功能。
（⼆）内容提要⼀：汇编语⾔源程序的格式1、语句格式汇编语⾔源程序是由汇编语句（即指令）组成的。
汇编语⾔⼀般由四部分组成。
其典型的汇编语句格式如下：标号：操作码操作数；注释START：MOV A，30H ；A←（30H）(1) 标号段标号是⽤户定义的符号地址。
(2) 操作码段操作码段是每⼀语句中不可缺少的部分，也是语句的核⼼部分，⽤于指⽰计算机进⾏何种操作，汇编程序就是根据这⼀字段⽣成⽬标代码的。
(3) 操作数段指出了参与操作的数据或存放该数据的地址。
通常有⽬的操作数和源操作数之分。
(4) 注释段为了增强程序的可读性，可在某⾏指令的后⾯⽤分号起头，加上注释，⽤以说明该条指令或该段程序的功能、作⽤，以供编程⼈员参考。
此注释内容程序汇编时CPU 不予处理，不产⽣⽬标代码。
⼆：伪指令1、定位伪指令ORG(Origin)格式：[标号：] ORG mm：16位⼆进制数，代表地址。
功能：指出汇编语⾔程序通过编译，得到的机器语⾔程序的起始地址。
2、定义字节伪指令DB（Define Byte）格式：[标号：] DB X1，X2，～XnXn：单字节⼆进制、⼗进制、⼗六进制数，或以… ?括起来的字符串，数据符号。
功能：定义程序存储器从标号开始的连续单元，⽤来存放常数、字符和表格。
3、定义字伪指令DW（Define Word）格式：[标号：] DW Y1，Y2，～YnYn：双字节⼆进制、⼗进制、⼗六进制数，或以… ?括起来的字符串，数据符号。
功能：同DB，不同的是为16位数据。
4、汇编结束命令END格式：[标号：] END功能：END是汇编语⾔源程序的汇编结束标志，在它后⾯所写的指令均不予处理。
5、等值命令EQU格式：字符名称EQU 数或汇编符号功能：将⼀个数或特定的汇编符号赋予规定的字符名称。
第4章 指令系统
存取。
二、对指令系统性能的要求三
4、兼容性：
系列机各机种之间具有相同的基本结 构和共同的基本指令集，因而指令系统是 兼容的，即各机种上基本软件可以通用。但 由于不同机种推出的时间不同，在结构和性 能上有差异，做到所有软件都完全兼容是不 可能的，只能做到“向上兼容”，即低档机 上运行的软件可以在高档机上运行。
a、CISC：70年代后，大多数计算机的指 令系统多达几百条。我们称这些计算机 为复杂指令系统计算机(CISC)。
b、RISC：但是如此庞大的指令系统难以 保证正确性，不易调试维护，造成硬件 资源浪费。为此人们又提出了便于LSI技 术实现的精简指令系统计算机（RISC） 返回
二、对指令系统性能的要求一
4.4、指令和数据的寻址方式
一、指令的寻址方式 二、操作数寻址方式
三、寻址方式举例
一、指令的寻址方式一
1、寻址方式:形成操作数有效地址或指令 有效（偏移）地址的方式。 2、寻址方式分为两类，既指令寻址方式和 数据寻址方式。 3、指令的寻址方式有两种，一种是顺序寻 址方式，另一 种是跳跃寻址方式。 4、操作数或指令在存储器中的地址：某个 操作数或某条指令存放在某个存储单元 时，其存储单元的编号就是地址。请看 图示
答案：
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例三答案：
三、低级语言与硬件结构的关系
高级语言 低级语言
Visual c++、foxpro、java
与软件结构和指令系统无关 编写的程序可在不同机器上 运行
汇编语言、二进制语言
与机器、指令系统密切相关 编写的指令系统不同，不同
机器用不同汇编语言编写程 序，机器唯一可识别的是二
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______。
楼第4章指令系统习题解答
楼第4章指令系统习题解答习题解答：1.什么是寻址模式？8086/8088 CPU的寻址模式是什么？答：指令的寻址方式就是指获得操作数所在地址的方法。
8086/8088cpu指令的寻址方式可分为8种，为立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、基址变址相对寻址、隐含寻址。
2.指示源操作数和目标操作数在以下指令中的寻址方式（1）movax,[si]源操作数：寄存器寻址目的操作数：寄存器间接寻址（2）movdi,100源操作数：寄存器寻址目的操作数：立即寻址（3）mov[bx],al源操作数：寄存器间接寻址目的操作数：寄存器寻址（4）mov[bx+si],cx源操作数：基址变址寻址目的操作数：寄存器寻址（5）adddx,106h[si]源操作数：寄存器寻址目的操作数：寄存器相对寻址3.阅读以下说明（1）sti对（2）call1000h错（3）divax，dl错（4）shlal，4错（5）popax对（6）inal，[30h]错（7）inccs错（8）out40h，al对4.地址是根据已知的物理条件计算的。
已知：SS=1000h，ES=2000h，DS=3000h，CS=4000H，BX=5000h，di=1200h，BP=2300h（1）（2）（3）（4）（5）5.将SP的初始值设置为2400h，ax=4000H，BX=3600h，然后在执行pushax指令后，SP=？，执行pushbx和popax后，SP=？答：则执行指令pushax后，sp=2400h-2=23feh,再执行pushbx和popaxMovax，[2300h]计算公式：DS×16+2300hmov[BX][di]，ax计算公式：DS×16+BX+diaddax，es:[2100h]计算公式：es×16+2100hsubdx，[BP+6]计算公式：SS×16+BP+6movax，[di]计算公式：DS×16+di后sp=23feh。
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。
微机原理第4章练习题及答案
微机原理第4章练习题及答案第4章 80x86指令系统一、自测练习题㈠选择题 1．MOV AX，[BX＋SI]的源操作数的物理地址是( )。
A．(DS)×16＋(BX)＋(SI) B. (ES)×16＋(BX)＋(SI) C．(SS)×10H＋(BX)＋(SI) D．(CS)×10H＋(BX)＋(SI)2．MOV AX，[BP＋Sl]的源操作数的物理地址是( )。
A．(DS)×10H＋(BP)＋(SI) A. (ES)×16＋(BP)＋(SI) C．(SS)×16＋(BP)＋(SI) D．(CS)×10H＋(BP)＋(SI) 3．MOV AX，ES：[BX＋SI]的源操作数的物理地址是( )。
A．(DS)×16＋(BX)＋SI) B．(ES)×10H＋(BX)＋(SI) C．(SS)×10H＋(BX)＋SI) D．(CS)×16＋(BX)＋(SI)4．JMP WORD PTR[DI]是( )。
A．段内间接转移B．段间间接转移C．段内直接转移D．段间直接转移5．JMP FAR PTR BlOCK(BLOCK是符号地址)是( )。
A．段内间接转移B．段间间接转移C．.段内直接转移D．段间直接转移6．INC指令不影响( )标志。
A．OF B．CF C．SF D．ZF 7．条件转移指令JNE的测试条件是( )。
A．ZF＝1 B．CF＝0 C．ZF＝0 D．CF＝1 8．下列指令中，有语法错误的是( )。
A．MOV [SI]，[DI] B．IN AL，DX C．JMP WORD PTR[BX+8] D．PUSH WORD PTR 20[BX+S1] 9．假定(SS)＝2000H，(SP)＝0100H，(AX)＝2107H，执行指令PUSH AX后，存放数据21H的物理地址是。
A．20102H B．20101H C．200FEH D．200FFH 10．对于下列程序段：AGAIN：MOV AL，[SI] MOV ES:[DI]，AL INC SI INC DI LOOP AGAIN 也可用指令完成同样的功能。
计算机系统结构 第四章(习题解答)
1. 假设一条指令的执行过程分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的时间分别是△t 、2△t 和3△t 。
在下列各种情况下，分别写出连续执行n 条指令所需要的时间表达式。
⑴ 顺序执行方式。
⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠。
⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠。
答：⑴ 顺序执行方式12 ......1 2 12T ＝∑=++n1i i i i )t t t (执行分析取址＝n(△t ＋2△t ＋3△t)＝6n △t⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠12 ......1 212T ＝6△t ＋∑=+1-n 1i i i )t t (执行分析＝6△t ＋(n-1)(2△t ＋3△t)＝(5n ＋1)△t⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠12 34 ......1 2 3 41234△t2△t3△t△t2△t3△t△t2△t3△tT ＝6△t ＋∑=1-n 1i i )t (执行＝6△t ＋(n-1)(3△t)＝(3n ＋3)△t2. 一条线性流水线有4个功能段组成，每个功能段的延迟时间都相等，都为△t 。
开始5个任务，每间隔一个△t 向流水线输入一个任务，然后停顿2个△t ，如此重复。
求流水线的实际吞吐率、加速比和效率。
答：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15...1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 56 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23我们可以看出，在（7n+1）Δt 的时间内，可以输出5n 个结果，如果指令的序列足够长（n →∞），并且指令间不存在相关，那么，吞吐率可以认为满足：)n (t75t )n /17(5t )1n 7(n 5TP ∞→∆=∆+=∆+=加速比为：)n (720n /17201n 7n 20t )1n 7(t 4n 5S ∞→=+=+=∆+∆⨯=从上面的时空图很容易看出，效率为：)n (75n /1751n 7n 5t )1n 7(4t 4n 5E ∞→=+=+=∆+⨯∆⨯=3. 用一条5个功能段的浮点加法器流水线计算∑==101i i A F 。
指令系统习题解答
指令系统习题解答公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]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 改变程序执行顺序为SP指示器的6、堆栈寻址方式中，设A为通用寄存器，SP为堆栈指示器，MSP栈顶单元，如果操作的动作是：（A）→M，（SP）- 1 →SP ，那么出栈的动SP作应是______。
（B）A （M）→A，（SP） + 1→SP ；SP）→A ；B （SP） + 1→SP ，（MSP）→A ；C （SP） - 1→SP ，（MSPD （M）→A ，（SP） - 1→SP ；SP7．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______。
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1．ASCll码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什
么？
解：指令字长设计为12位不是很合理。
主存单元字长为32位，一个存储单元可存放4个ASCII 码，
余下4位可作为ASCII码的校验位（每个ASCII码带一位校验位），这样设计还是合理的。
但是，设计指令字长为12 位就不合理了，12位的指令码存放在字长32位的主存单元中，造成19位不能用而浪费了存储空间。
2.假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。
问：
若操作码字段固定为8位，现已设计出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？
解：这台计算机最多可以设计出256-m-n条单操作数指令
3．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 单字长二地址指令；
② 操作码OP可指定=64条指令；
③ RR型指令，两个操作数均在寄存器中，源和目标都是通用寄存器（可分别指定16个寄存器
之一）；
④ 这种指令格式常用于算术逻辑类指令。
4．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 双字长二地址指令；
② 操作码OP可指定=64条指令；
③ RS型指令，两个操作数一个在寄存器中（16个寄存器之一），另一个在存储器中；
④ 有效地址通过变址求得：E=（变址寄存器）± D，变址寄存器可有16个。
5．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 单字长二地址指令；
② 操作码OP可指定=16条指令；
③ 有8个通用寄存器，支持8种寻址方式；
④ 可以是RR型指令、SS型指令、RS型指令、
6．一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址。
I，X，D组成该指令的操作数有效地址E。
设R为变址寄存器，R1 为基值寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。
解：①直接寻址
② 相对寻址
③ 变址寻址
④ 基址寻址
⑤ 间接寻址
⑥ 基址间址寻址
7．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40条指令，试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。
解：40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：
寻址模式定义如下：
X= 0 0 直接寻址有效地址E=D（直接寻址为256个存储单元）
X= 0 1 立即寻址D字段为操作数
X= 1 0 变址寻址有效地址E= (R X)＋D （可寻址64K个存储单元）
X= 1 1 相对寻址有效地址E=（PC）＋D （可寻址64K个存储单元）
其中R X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。
8．某机字长为32位，主存容量为1M，单字长指令,有50种操作码,采用页面寻址、立即、直接等寻址方式。
CPU中有PC，IR，AR, DR和16个通用寄存器，页面寻址可用PC高位部分与形式地址部分拼接成有效地址。
问：
（1）指令格式如何安排？
（2）主存能划分成多少页面？每页多少单元？
（3）能否增加其他寻址方式？
解: （1）依题意,指令字长32位，主存1M字，需20位地址A19-A0。
50种操作码，需6位OP，指令
寻址方式Mode为2位，指定寄存器Rn需4位。
设有单地址指令、双地址指令和零地址指
令，现只讨论前二种指令。
单地址指令的格式为：
Mode=00时为立即寻址方式，指令的23－0位为立即数；Mode=01时为直接寻址方式，指令的19－0位为有效地址。
双地址指令的格式为：
Mode1=01时为寄存器直接寻址方式，操作数S=(Rn)；Mode1=11时为寄存器间址寻址方式, 有效地址E=(Rn)。
Mode2=00时为立即寻址方式，指令的13-0位为立即数；Mode2=01时为页面寻址方式；
Mode2=10时为变址寻址方式，E=(Rn)+D；
Mode2=11时为变址间址寻址方式, E=((Rn)+D)。
（2）由于页面寻址方式时，D为14位，所以页面大小应为
＝16K字，则1M字可分为
＝64个页面。
可由PC的高6位指
出页面号。
（3）能增加其它寻址方式，例上述间址方式、变址间址寻址方式。
14. 从以下有关RISC的描述中，选择正确答案。
A.采用RISC技术后，计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。
B.为了实现兼容，新设计的RISC，是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分实现的。
C．RISC的主要目标是减少指令数，提高指令执行效率。
D．RISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。
解：C
15. 根据操作数所在位置，指出其寻址方式（填空）：
（1）操作数在寄存器中，为（A）寻址方式。
（2）操作数地址在寄存器，为（B）寻址方式。
（3）操作数在指令中，为（C）寻址方式。
（4）操作数地址（主存）在指令中，为（D）寻址方式
（5）操作数的地址，为某一寄存器内容与位移量之和可以是（E，F，G）寻址方式。
解：A：寄存器直接；B：寄存器间接；C：立即；
D：直接；E：相对；F：基值；G：变址。