哈尔滨学院2014年秋季学期单元测试试卷
课程名称：计算机组成原理 单元名称：第三章 指令系统
一、填空题
1、零地址运算指令的操作数来自 。
2、根据操作数所在位置，指出其寻址方式：操作数在寄存器，称为
3、 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，称为 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 。
4、设字长和指令长度均为24位，若指令系统可完成108种操作，并且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即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 。 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）。 A.1 B.2 C.3 D.4
2、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250条二地址指令，那么单地址指令的条数有 。
A.4K B.8K C.16K D.24K
5、某计算机存储按字（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 。
A.1个字节 C.3个字节
B.2个字节 D.4个字节
6、一条指令有128位，按字节编址，读取这条指令后，PC的值自动加 。
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任课教师：王克朝
A.1 B.2 C.4 D.16 7、在寄存器间接寻址方式中，操作数应该在 中 A.寄存器 C.累加器
B.堆栈栈顶 D.主存单元
8、直接、间接、立即3种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序是 。 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
9、为了缩短指令中某个地址码的位数，而指令的执行时间又相对短，则有效的寻址方式是 。
A.立即寻址 C.直接寻址
B.寄存器寻址
D.寄存器间接寻址
10、指令操作所需的数据不会来自 。 A.寄存器 C.主存
B.指令本身 D.控制存储器
11、在变址寄存器寻址方式中，若变址寄存器的内容是4E3CH，指令中的形式地址是63H，则对应的有效地址是 。
A.63H B.4D9FH C.4E3CH D.4E9FH
12、设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先间址后变址的寻址方式，这种寻址方式的有效地址为 。
D.EA=X+D
13、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，在程序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，在程序执行过程中可以改变 14、变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，是 。 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。 15、用来支持浮动程序设计的寻址方式是 。
A.相对寻址 B.变址寻址 C.寄存器间接寻址 D.基址寻址
16、设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移
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A.EA=（X）+D B.EA=（X）+（D） C.EA=（（X）+D ）
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量（用补码表示）。每当CPU从存储器取出第一个字节时，即自动完成（PC）+1→PC。设当前PC的内容为2003H，要求转移到200AH地址，则该转移指令第二字节的内容应为 。若PC的内容为2008H，要求转移到2001H，则该转移指令第二字节的内容应为 。
A.05H B.06H C.07H D.F7H E.F8H F.F9H 17、在存储器堆栈中，保持不变的是 。 A.栈顶 C.栈底
B.栈指针 D.栈中的数据
18、堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元，如果进栈操作的运动顺序是（A）→MSP，（SP）-1→SP，那么出栈操作的动作顺序应为 。
A.（MSP）→A，（SP）+1→SP B.（SP）+1→SP，（MSP）→A C.（SP）-1→SP，（MSP）→A D.以上都不对
19、要想使8位寄存器A中的高4位变为1，低4位不变，可使用 。 A∨0FH→A B.A∧0FH→A A.
C.A∧F0H→A D.A∨F0H→A 注：∧表示与指令，∨表示或指令 20、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.进行CPU和外设之间按的数据传送 C.改变程序执行的顺序 D.控制进栈，出栈操作
21、下列不属于程序控制指令的是 。 A.无条件转移指令 B.条件转移指令 C.中断隐指令 D.循环控制指令
22、将子程序返回地址放在 中时，子程序允许嵌套和递归。 A.寄存器 B.堆栈
C.子程序的结束位置 D.子程序的起始位置 23、I/O编址方式通常可分统一编址和独立编址， 。
A.统一编址是将I/O地址看作是存储器地址的一部分，可用专门的I/O指令对设备进行访问
B.独立编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以对I/O访问必须有专门的I/O指令
C.统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以可用访存指令实现CPU对设备访问
D.独立编址是指I/O地址看作是存储器地址的一部分，所以对I/O访问必须有专门的
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任课教师：王克朝
I/O指令 三、判断题
1、数据寻址的最终目的是寻找操作数的有效地址。 2、若操作数在寄存器中，可以采用直接寻址。 3、在一条机器指令中可能出现不止一种寻址方式。 4、寄存器堆栈的栈指针SP指向栈顶。
5、对于自底向上生成的软堆栈，进栈时应先修改栈指针，再将数据压入堆栈。 6、进栈操作是指将内容写入堆栈指针SP。
7、不设置浮点运算指令的计算机，就不能用于科学计算。 8、转子指令是一条零地址指令。 9、返回指令通常是一条零地址指令。
10、转移类指令能改变指令执行顺序，因此执行这类指令时，PC和SP的值都将发生变化。
11、四、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3类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？
2、简述立即寻址方式的特点。 五、综合题
1、某计算机的指令系统定长为16位，采用扩展操作码，操作数地址需要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。问：最多还有多少条一地址指令？ 2、某计算机指令码长度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？ 3、设计算机A有60条指令，指令操作码为6位固定长度编码，从000000到111011.其后
继产品B需要增加32条指令，并与A保持兼容。 （1）试采用操作码扩展技术为计算机B设计指令操作码。 （2）计算操作码的平均长度。
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？
5、某机字长16位，主存内容量为64KB，指令为单字长，有50种操作码，采用页面、间接
和直接寻址方式。 （1）指令格式如何安排？
（2）存储器能划分为多少页面？每页多少单元？ （3）能否再增加其它寻址方式？
6、某机主存内容量为4M×16，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，操作码位数固定，且具有直接。间接、变址、基址、相对、立即6种寻址方式，试
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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？哪一种执行时间最长？为什么？哪一
种便于程序浮动？哪一种最适合处理数组问题？
7、某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如图所示，该机有2个20为基址寄存器，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）=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。
图 指令格式
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费的时间最短？哪一种操作所花费的时间最长？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？其中有编码不正确时，如何改正
才能成为合法指令？ 六、设计题
1、CPU的双操作数指令格式如图所示。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：
图 CPU的双操作数指令格式
（1）计算机设计16中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？
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（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。 2、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，满足下列寻址类型的要求。
（1）直接寻址的二地址指令3条 （2）变质寻址的一地址指令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
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