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200
B、寄存器间接寻址（R）
C、存储器间接寻址（200）
D、寄存器寻址R
5、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．3000
C．5000 D．7000
12．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。
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
二、填空题
1．计算机硬件能够识别并直接执行的指令称为。
2．指令系统是计算机硬件所能识别的系统，它是之间的接口。
3.一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机的。
4．汇编程序的功能是将转换成。
5．高级语言编译后生成的目标代码与汇编生成的代码比较，前者
6. 指令系统的完备性是指。
7．单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用。
8．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自。
9. 在一地址指令格式中，可能有，也可能有两个操作数
10．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是。
11．用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寻址。
12．寄存器间接寻址方式中，操作数处在。
13.变址寻址方式中，操作数的有效地址等于。
14．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。15．每条指令由两部分组成，即_ _，_ _。
16．零地址指令是不带_ _的机器指令，其操作数是由__ 提供的。
17．指令中的地址码即是操作数的实际地址，这种寻址方式称作_ _。若指令中的地址码即是实际的操作数，这种寻址方式称作_ _。
18．在存储器堆栈中，需要一个，用它来指明的变化。
19．在下表括号中正确填入每个地址位数，以及相应的可寻址空间。
20．在下列寻址方式中为了取出操作数，需访问内存几次。
A. 立即寻址_ _次
B. 直接寻址_ _次
C. 一级间接寻址_ _次
D. 二级间接寻址__ _次
21．RISC是的简称。
22．CISC是的简称。
三、综合应用题
某台字长和地址都为16位的计算机，程序计数器为PC，内存以字编址。地址为2003H 的内存中，有一个无条件相对转移指令，其机器码为41FCH，其中的操作码为8位，请计算相对转移的具体地址。
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200 B、寄存器间接寻址（R） C、存储器间接寻址（200） D、寄存器寻址R 5、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．3000
第五章习题参考答案 一、填空题 1、MCS-51有5个中断源，2个中断优先级，优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。 2、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。 3、 RETI 指令以及任何访问 IE 和 IP 寄存器的指令执行过后，CPU不能马上响应中断。 4、8051单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把 PC 的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送 PC ，使程序执 行转向程序存储器中的中断地址区。 二、选择题： 1、在中断服务程序中，至少应有一条（ D ）。 A、传送指令 B、转移指令 C、加法指令 D、中断返回指令 2、要使MCS-51能够响应定时器T1中断，串行接口中断，它的中断允许寄存器IE的内容应是（ A ）。 A、 98H B、 84H C、 42H D、 22H 3、MCS-51响应中断时，下列哪种操作不会发生（ A ） A、保护现场 B、保护PC C、找到中断入口 D、保护PC转入中断入口 4、MCS-51中断源有（ A ） A、 5个 B、 2个 C、 3个 D、6个 5、计算机在使用中断方式与外界交换信息时，保护现场的工作应该是（ C ） A、由CPU自动完成 B、在中断响应中完成 C、应由中断服务程序完成 D、在主程序中完成 6、MCS-51的中断允许触发器内容为83H，CPU将响应的中断请求是（ D ）。 A、 INT0，INT1 B、 T0，T1 C、 T1，串行接口 D、 INT0，T0 7、若MCS-51中断源都编程为同级，当它们同时申请中断时，CPU首先响应（ B ）。 A、 INT1 B、 INT0 C、 T1 D、T0 8、当CPU响应串行接口中断时，程序应转到（ C ）。 A、 0003H B、 0013H C、 0023H D、 0033H 9、执行MOV IE，#03H后，MCS-51将响应的中断是（ D ）。 A、 1个 B、 2个 C、 3个 D、0个 10、外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C ）。 A、 0003H B、 000BH C、 0013H D、 001BH 11、MCS-51单片机可分为两个中断优先级别，各中断源的优先级别设定是利用寄存器（ B ）。 A、 IE B、 IP C、 TCON D、 SCON 12、（ C ）非单片机系统响应中断的必要条件。 A、 TCON或SCON寄存器内的有关中断标志位为1 B、 IE中断允许寄存器内的有关中断允许位置1 C、 IP中断优先级寄存器内的有关位置1 D、当前一条指令执行完 13、各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51系统中的（ B ）。 A、 TMOD B、 TCON/SCON C、 IE D、 IP
5-1 根据下列语句表图程序，写出梯形图程序。 LD I0.0 AN I0.1 LD I0.2 A I0.3 O I0.4A I0.5 OLD A I0.6 = Q0.1 5-2 根据下列语句表图程序，写出梯形图程序。 LD I0.0 LPS LD I0.1 O I0.2 ALD = M0.0 LRD LD I0.3 O I0.4 ALD = M0.1 LPP A I0.5 = Q0.0 5-3 写出图5-79所示梯形图的语句表程序。 LD I0.0 O I0.3 LD I0.1 O I0.4 ALD AN I0.2 = Q0.1 LD Q0.1 TON T37，+30 LD T37 S Q0.2，4
LD I1.0 R Q0.3，1 图5-79 题5-3的梯形图 图5-80 题5-4的梯形图 5-4 写出图5-80所示梯形图的语句表程序。 LD I0.4 EU SHRB I0.5，V3.0，4 LD I0.1 LPS A V3.0 S Q3.0，2 LRD A V3.1 R Q3.1，1 LRD A V3.2 S Q3.2，3 LPP A V3.3 R Q3.3，1 5-5 试设计一个照明灯的控制程序。当按下接在I0.0上的按钮后，接在Q0.0上的照明灯可发光30s 。如果在这段时间内又有人按下按钮，则时间间隔从头开始。这样可确保在最后一次按完按钮后，灯光可维持30s 的照明。 5-6 试设计电动机起/停控制的梯形图程序，并与所设计的电气原理图进行比较。第一台电动机起动10s 后，第二台电动机自行起动，运行5s 后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行起动，再运行10s 后，电动机全部停止。
寻址方式及指令系统习题与解答 计算机科学与工程学院黄洪波2012年3月 一、单项选择题 1．设BX=2000H，SI=3000H，指令MOV AX，[BX+SI+8]的源操作有效地址为（）。 A．5000H B．5008H C．23008H D．32008H 2．设DS=1000H，ES=2000H，BX=3000H，指令ADD AL，[BX]的源操作数的物理址为（）。 Ａ．13000H B．23000H C．33000H D．3000H 3．设DS=2000H，ES=3000H，SI=200H，指令MOV ES：[SI]，AL的目的操作数的物理地址为（）。 A．20200H B．30200H C．50200H D．200H 4．指令MOV MEM[BX]，AX中的MEM是（）。 A．原码B．反码C．补码D．移码 5．用来作为寄存器间接寻址的寄存器有（）个。 A．8 B．6 C．5 D．4 6．指令MOV [BX+SI]，AL中的目的操作数使用（）段寄存器。 A．CS B．DS C．SS D．ES 7．指令MOV BX，[BP+5]中的源操作数使用（）段寄存器。 A．CS B．DS C．SS D．ES 8．段内间接寻址只改变（）中的内容。 A．CS B．IP C．CS和IP D．PSW 9．段间间接寻址只改变（）中的内容。 A．CS B．IP C．CS和IP D．PSW 10．下述指令中不改变PSW的指令是（）。 A．MOV AX，BX B．AND AL，0FH C．SHR BX，CL D．ADD AL，BL
11．下述指令中不影响CF的指令是（）。 A．SHL AL，1 B．INC CX C．ADD [BX]，AL D．SUB AX，BX 12．两个整数补码9CH和7AH相加运算后，会产生（）。 A．无溢出且无进位B．无溢出但有进位 C．有溢出且有进位D．有溢出但无进位 13．指令JMP WORD PTR [BX]属于（）寻址。 A．段内直接B．段内间接C．段间直接D．段间间接 14．指令MOV AX，[BX+SI+8]的源操作数属于（）寻址。 A．直接 B．寄存器相对C．基址变址D．相对基址变址 15．指令（）不改变CF的内容。 A．DEC AL B．ADD AX，CX C．SUB [BX]，CL D．SBB AL，DL 16．十进制数字74所对应的压缩型BCD码的形式是（）。 A．74 B．74H C．4AH D．4A 17．十进制数字85所对应的非压缩型BCD码的形式是（）。 A．0085 B．0085H C．0805 D．0805H 18．设AL=67H，执行“CMP AL，76H”后，AL=（）。 A．76H B．0DFH C．67H D．00 19．设AL=65H，BL=29H，执行下列指令后，AL=（）。 ADD AL，BL DAA A．8EH B．94 C．94H D．8E 20．压栈操作是（）位数的操作。 A．8 B．16 C．32 D．任意 21．执行IMUL指令时，如果乘积的高位部分不是低位部分的符号扩展，则（）。A．OF=0、CF=0 B．OF=0、CF=1 C．OF=1、CF=0 D．OF=1、CF=1
1单选(1分) 下列和指令字长无关的是___。 A.操作码的长度 B.操作数地址的个数 C.数据总线宽度 D.操作数地址的长度 2.假设指令字长为16位，操作数的地址码为6位，指令有零地址、一地址、二地址三种格式。设操作码固定，若零地址指令有3种，一地址指令有5种，则二地址指令最多有___种。 A.7 B.9 C.8 D.4 3.设机器字长为16位，存储器按字编址，对于单字长指令而言，读取该指令后，PC值自动加______ A．1 B．2 C．3 D. 4 4．设机器字长为16位，存储器按字节编址，CPU读取一条单字长指令后，PC值自动加____ A．1 B．2 C．3 D.4 5 图中所示的寻址方式是___。 A.直接寻址 B.立即数寻址 C.间接寻址 D.寄存器寻址 6.以下关于堆栈寻址的描述错误的是___。 A.全部错误 B.可用硬盘来实现堆栈，称为硬堆栈 C.可用内存来实现堆栈 D.可用寄存器组来实现堆栈 7.指令的一般格式包括___。 A.地址码字段和纠删码字段 B.操作码字段和纠删码字段 C.地址码字段和海明码字段 D.操作码字段和地址码字段 8.在设计指令格式时应该考虑的因素包括___。 A.寄存器个数 B.操作类型 C.数据类型 D.寻址方式 9.以下寻址方式中，属于数据寻址的是___。 A.间接寻址 B.变址寻址 C.指令寻址 D.顺序寻址 10.试分别说明下列各指令中操作数使用的寻址方式： （１）MOV AX，0FFH （２）MOV BL，[OFFH] （３）MOV DS，AX （４）MOV [SI]，CX （５）MOV DS：[0FFH]，CL （６）MOV [BP][SI]，AH （1）立即数寻址 （2）直接寻址 （3）寄存器寻址 （4）寄存器间接寻址
第五章题库 1 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。 A. 每一条机器指令由一条微指令来执行 B. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令执行 C. 一条微指令由若干条机器指令组成 D. 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行 2 在下面描述的流水CPU基本概念中，正确的表述是（）。 A．流水CPU一定是多媒体CPU B．流水CPU一定是RISC机器 C．流水CPU是以空间并行性为原理构成的处理器。 D．流水CPU是一种非常经济而实用的以时间并行技术为原理构造的处理器。 3 在微程序控制的计算机中，若要修改指令系统，只要（）。 A. 改变时序控制方式 B. 改变微指令格式 C. 增加微命令个数 D. 改变控制存储器的内容 4 下面描述的RISC机器基本概念中正确的句子是______。 A．RISC机器不一定是流水CPU B．RISC机器一定是流水CPU C．RISC机器有复杂的指令系统D．CPU配置很少的通用寄存器 5 在微指令的控制方式中，若微操作命令的个数已经确定，则______。 A．直接控制方式和编码控制方式不影响微指令的长度； B．直接控制方式的微指令字长比编码控制方式的微指令字长短； C．使用编码控制方式的微操作命令的条件是相容微操作。 D．编码控制方式的微指令字长比直接控制方式的微指令字长短； 6 中央处理机是指___________ A. 运算器 B. 控制器 C. 运算器、控制器、Cache D. 运算器、控制器、主存 7 CPU周期是指_______ A CPU从主存中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执行这条指令的时间
一．选择题 1．指令ADD CX，55H[BP]的源操作数的寻址方式是( )。 (A) 寄存器寻址 (B) 直接寻址 (C) 寄存器间接寻址 (D) 寄存器相对寻址 2．设(SS)=3300H，(SP)=1140H，在堆栈中压入5个字数据后，又弹出两个字数据，则(SP)=( ) 。 (A) 113AH (B) 114AH (C) 1144H (D) 1140H 3．若SI=0053H，BP=0054H，执行SUB SI，BP后，则( )。 (A) CF=0，OF=0 (B) CF=0，OF=1 (C) CF=1，OF=0 (D) CF=1，OF=1 4．已知(BP)=0100H，(DS)=7000H，(SS)=8000H，(80100H)=24H，(80101H)=5AH，(70100H)=01H，(70101H)=02H，指令MOV BX，[BP]执行后，(BX)=( ) 。 (A) 0102H (B) 0201H (C) 245AH (D) 5A24H 5．实模式下80486CPU对指令的寻址由( )决定。 (A) CS，IP (B) DS，IP (C) SS，IP (D) ES，IP 6．使用80486汇编语言的伪操作指令定义: VAL DB 2 DUP(1，2，3 DUP(3)，2 DUP(1， 0)) 则在VAL存储区内前十个字节单元的数据是( )。 (A) 1，2，3，3，2，1，0，1，2，3 (B) 1，2，3，3，3，3，2，1，0，1 (C) 2，1，2，3，3，2，1，0 (D) 1，2，3，3，3，1，0，1，0，1 7．下列四条指令都可用来使累加器清"0"，但其中不能清"进位"位的是( ) 。(A) XOR AL，AL (B) AND AL，0 (C) MOV AL，0 (D) SUB AL，AL 8．若(AX)=96H，(BX)=65H，依次执行ADD AX，BX指令和DAA指令后，(AL)=( )。 (A) 0FBH (B) 01H (C) 61H (D) 0BH 9．下列能使CF标志置1的指令是( ) 。 (A) CMC (B) CLC (C) STC (D) CLD
第 5 章习题答案 3．假定某计算机中有一条转移指令，采用相对寻址方式，共占两个字节，第一字节是操作码，第二字节是相对位移量（用补码表示），CPU每次从内存只能取一个字节。假设执行到某转移指令时PC的内容为200，执行该转移指令后要求转移到100开始的一段程序执行，则该转移指令第二字节的内容应该是多少？ 参考答案： 因为执行到该转移指令时PC为200，所以说明该转移指令存放在200单元开始的两个字节中。因为CPU每次从内存只能取一个字节，所以每次取一个字节后PC应该加1。 该转移指令的执行过程为：取200单元中的指令操作码并译码→PC+1→取201单元的相对位移量→PC+1→计算转移目标地址。假设该转移指令第二字节为Offset，则100=200+2+Offset，即Offset = 100–202 = –102 = 10011010B （注：没有说定长指令字，所以不一定是每条指令占2个字节。） 4．假设地址为1200H的内存单元中的内容为12FCH，地址为12FCH的内存单元的内容为38B8H，而38B8H单元的内容为88F9H。说明以下各情况下操作数的有效地址和操作数各是多少？ （1）操作数采用变址寻址，变址寄存器的内容为12，指令中给出的形式地址为1200H。 （2）操作数采用一次间接寻址，指令中给出的地址码为1200H。 （3）操作数采用寄存器间接寻址，指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H。 参考答案： （1）有效地址EA=000CH+1200H=120CH，操作数未知。 （2）有效地址EA=(1200H)=12FCH，操作数为38B8H。 （3）有效地址EA=1200H，操作数为12FCH。 5．通过查资料了解Intel 80x86微处理器和MIPS处理器中各自提供了哪些加法指令，说明每条加法指令的汇编形式、指令格式和功能，并比较加、减运算指令在这两种指令系统中不同的设计方式，包括不同的溢出处理方式。 参考答案（详细信息略）： MIPS: Intel 80x86:
计算机组成原理第五章部分课后题答案 常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址·I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式，I/O设备与主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问 I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。 ·I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需 要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。 I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。 ·程序直接控制方式：也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件 结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。 ·程序中断方式：外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU，在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O 设备服务可 明显提高CPU的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工 作，但硬件结构负载，服务开销时间大 ·DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA 方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需 要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统 效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂。
比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。 ·程序查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或 CPU明确知道外设所处状态的情况下。 ·中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理 · DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为1位起始位、7位数据位、1位检验位和1位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？ 解：480 * (1 + 7 + 1 + 1) = 4800位/秒 = 4800波特 简述I/O接口的功能和基本组成。 ·I/O接口功能 (1)选址功能 (2)传送指令功能 (3)传送数据功能 (4)反映I/O设备工作状态的功能 ·I/O接口基本组成 设备选择电路、命令寄存器和命令译码器、数据缓冲寄存器、设备状态 标记触发器 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。 ·中断向量地址和入口地址的区别 向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存地址编号，中 断入口地址是中断服务程序的首地址。 ·中断向量地址和入口地址的联系
第五章指令系统测试 1、以下四种类型指令中，执行时间最长的是（）(单选) A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制类指令 2、程序控制类指令的功能是（）（单选） 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、改变程序执行的顺序 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，另一个常需采用的寻址方式是( ）（单选） A、立即数寻址 B、寄存器寻址 C、隐含寻址 D、直接寻址 4、下列属于指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（）（单选） A、为了实现软件的兼容和移植 B、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C、为程序设计者提供更多、更灵活、更强大的指令 D、丰富指令功能并降低指令译码难度 5、寄存器间接寻址方式中，操作数存放在（）中（单选） A、通用寄存器 B、主存 C、数据缓冲寄存器MDR D、指令寄存器 6、指令采用跳跃寻址方式的主要作用是（) (单选) A、访问更大主存空间 B、实现程序的有条件、无条件转移 C、实现程序浮动 D、实现程序调用 7、下列寻址方式中，有利于缩短指令地址码长度的是（）（单选） A、寄存器寻址 B、隐含寻址 C、直接寻址
D、间接寻址 8、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数的有效地址为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 9、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 10、某计算机按字节编址，采用大端方式存储信息。其中，某指令的一个操作数的机器数为ABCD 00FFH，该操作数采用基址寻址方式，指令中形式地址（用补码表示）为FF00H，当前基址寄存器的内容为C000 0000H，则该操作数的LSB(即该操作数的最低位FFH)存放的地址是( ) (单选) A、C000 FF00H B、C000 FF03H C、BFFF FF00H D、BFFF FF03H 11、假定指令地址码给出的是操作数所在的寄存器的编号，则该操作数采用的寻址方式是( )(单选) A、直接寻址 B、间接寻址 C、寄存器寻址 D、寄存器间接寻址 12、相对寻址方式中，操作数有效地址通过( )与指令地址字段给出的偏移量相加得到(单选) A、基址寄存器的值 B、变址寄存器的值 C、程序计数器的值 D、段寄存器的值 13、下列关于二地址指令的叙述中，正确的是( ) (单选) A、运算结果通常存放在其中一个地址码所指向的位置 B、地址码字段一定是操作数 C、地址码字段一定是存放操作数的寄存器编号
计算机组成原理指令系统练习题 单项选择题 1 在CPU执行指令的过程中，指令的地址由_____给出。 A 程序计数器PC B 指令的地址码字段 C 操作系统 D 程序员 2 下列关于指令的功能及分类叙述正确的是_____。 A 算术与逻辑运算指令，通常完成算术运算或逻辑运算，都需要两个数据 B 移位操作指令，通常用于把指定的两个操作数左移或右移一位 C 转移指令，子程序调用与返回指令，用于解决数据调用次序的需要 D 特权指令，通常仅用于系统软件，这类指令一般不提供给用户 3 零地址的运算类指令在指令格式中不给出操作数的地址，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 堆栈的栈顶单元和暂存器 4 下列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，其中一个操作数是隐含的 D 指令的地址码字段存放的一定是操作码 5 关于二地址指令一下论述正确的是_____。 A 二地址指令中，运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中 B二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是操作数 C二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是寄存器号 D二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是操作数地址
6 单字长四地址指令OP A1、A2、A3、A4的功能为（A1）OP （A2）→A3，且A4给出下一条指令地址，假设A1、A2、A3、A4都为主存储器地址，则完成上述指令需访存_____。 A 1 B 2 C 3 D 4 7 在指令格式设计中，采用扩展操作码的目的是_____。 A 增加指令长度 B 增加地址码数量 C 增加指令数量 D 增加寻址空间 8 某机器的指令字长为16位，有8个通用寄存器，有8种寻址方式，单操作数指令最多有_____个，双操作数指令最多有_____个。 A 1024 16 B 2048 32 C 256 64 D 1024 32 9 指令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 程序的无条件浮动和条件浮动 C程序的无条件转移和条件转移 D 程序的调用 10 某机器指令字长为16位，主存按字节编址，取指令时，每取一个字节PC自动加1,。当前指令地址为2000H，指令内容为相对寻址的无条件转移指令，指令中的形式地址D=40H。那么取指令后及指令执行后PC内容为_____。 A 2000H，2042H B 2002H，2040H C 2002H，2042H
计算机组成原理第五章部分课后题答案 5.1 I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？ 常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址·I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式，I/O设备与主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问 I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。 ·I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需 要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。 5.3 I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。 ·程序直接控制方式：也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件 结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。 ·程序中断方式：外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU，在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O 设备服务可 明显提高CPU的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工 作，但硬件结构负载，服务开销时间大 ·DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA 方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需 要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统
效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂。 5.4 比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。 ·程序查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或 CPU明确知道外设所处状态的情况下。 ·中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理 · DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据 传送的场合。 5.8 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式 为1位起始位、7位数据位、1位检验位和1位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？ 解：480 * (1 + 7 + 1 + 1) = 4800位/秒 = 4800波特 5.11 简述I/O接口的功能和基本组成。 ·I/O接口功能 (1)选址功能 (2)传送指令功能 (3)传送数据功能 (4)反映I/O设备工作状态的功能 ·I/O接口基本组成 设备选择电路、命令寄存器和命令译码器、数据缓冲寄存器、设备状态 标记触发器 5.13 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。 ·中断向量地址和入口地址的区别 向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存地址编
第五章习题与思考题 典型例题解析 例5-1 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点? 答：CPU与外设进行数据传送，系统中对数据传送的控制方式一般分为四种： ①程序控制方式，程序控制方式是指CPU与外设间的数据传送是在程序的控制下完 成的一种数据传送方式，这种方式又分为无条件传送和条件传送二种。在这种I/O方式中，程序设计简单，硬件软件较省，但费时，CPU效率较低，实时性差，主要用于中低速外设和实时性要求不高的场合。 ②中断控制方式，中断控制方式是指利用中断技术控制CPU与外设进行数据传送的一种方式。这种方式实时性好，不需要反复查询等待，减少了CPU等待时间，CPU与外设可并行工作，但这种方式需要进行现场保护及恢复等工作，仍花费CPU时间。 ③DMA方式，DMA方式是指由专门硬件控制，不需CPU介入，直接由存储器与外设进行数据传送的方式。这种方式不需CPU介入，减少了CPU的开销，能实现高速的数据块传送，提高了效率。但这种方式增加了硬件开销，提高了系统的成本。 ④IOP方式，IOP方式是指由输入/输出协处理器IOP控制数据传送的方式。这种控制方式由于输入/输出协处理器具有单独的指令系统，因此能在数据传送时，同时进行数据处理，数据传送支持DMA方式，因此传送速度快而且不须CPU介入，CPU与IOP可并行工作，效率高。 这四种方式中，程序控制方式和中断方式属于软件控制方式，DMA方式和IOP方式属于硬件方式。 例5-2 试述I/O端口两种编址方法的特点与区别。. .答：I/O端口的编址方法有二种：即I/O端口单独编址方式和I/O端口与存储器单元统一编址方式。I/O端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O端口地址与内存地址统一安排在内存的地址空间中，即把内存的一部分地址分配给I/O端口，由I/O端口来占用这部分地址。这种方式控制逻辑较简单，I/O端口数目不受限制，所有访问存储器的指令都可用于I/O端口，指令丰富，功能强。但这种方式占用内存空间，而且程序难懂，难调试。 I/O端口单独编址方式中，内存地址空间和I/O端口地址相对独立， I/O端口单独构成一个空间，不占用内存空间，具有专门的指令，程序易于看懂。但这种方法程序设计不太灵活，控制逻辑较复杂， I/O端口数目有限。
第五章部分习题参考答案 1.S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有哪些？ 答：S7-200系列PLC的基本数据类型有布尔型、字节型、无符号整数型、有符号整数型、无符号双字整数型、有符号双字整数型、实数型。 2.立即I/O指令有何特点？它应用于什么场合？ 答：立即I/O指令允许对物理输入点和输出点进行快速直接存取，不受PLC循环扫描工作方式的影响。使用立即I/O指令可以加快输入、输出响应速度，但也不可盲目使用，否则会加长扫描周期时间，反而对系统造成不利影响，使用时应利弊权衡。 3.逻辑堆栈指令有哪些？各用于什么场合？ 答：逻辑堆栈指令包含栈装载与ALD、栈装载或OLD、逻辑入栈。 4.定时器有几种类型？各有何特点？与定时器有关的变量有哪些？梯形图中如何表示这些变量？ 答：定时器有三种类型：接通延时定时器(TON)、有记忆接通延时定时器(TONR)、断开延时定时器TOF。TON的特点：当输入端接通或“能流”通过时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数，当当前值等于或大于设定值时，该定时器位被置位为ON，当前值仍继续计数，一直计到最大值32767，当输入端断开时，定时器立即复位，当前值为0；TONR的特点：当输入端接通或“能流”通过时，当前值从上次的保持值开始再往上累计时间，继续计时，当累计当前值等于或大于设定值时，该定时器的位被置位，当前值可继续计数，一直计数到最大值32767，当输入端断开，当前值保持不变，定时器的位不变；TOF的特点：当输入端由ON到OFF时，定时器开始计时，当前值从0开始增加，当累计当前值等于设定值时，定时器位为OFF，并停止计时。与定时器有关的变量有当前值和位。梯形图中，可以通过使用定时器号来存取这些变量，定时器的位或当前值的存取取决于使用的指令：位操作数指令存取定时器的位，字操作数指令存取定时器的当前值。 5.计数器有几种类型？各有何特点？与计数器相关的变量有哪些？梯形图中如何表示这些变量？ 答：计数器有三种类型：增计数器(CTU)、减计数器(CTD)、增减计数器(CTUD)。CTU的特
第五章 一．填空题 1.控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。 2.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 3.微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。 4.在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括：①把性的微命令分在同一段内；②一般每个小段要留出一个状态，表示。 5.微指令分为和微指令两类，微指令可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比微指令快。 6.在CPU中，指令寄存器的作用是，其位数取决于；程序计数器的作用是，其位数取决于。 7.指令周期是，最基本的指令周期包括和。 8.根据CPU访存的性质不同，可将CPU的工作周期分为、、和。 9.在CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是，保存下一条指令地址的寄存器是，保存CPU访存地址的寄存器是。 10.中断判优可通过和实现，前者速度更快。 11.中断服务程序的入口地址可通过和寻找。 12.在硬件向量法中，可通过两种方式找到服务程序的入口地址，一种是，另一种是。 13.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做，它常常用若干个来表示，而后者又包含有若干个。 14.程序顺序执行时，后继指令的地址由形成，遇到转移指令和调用指令时，后继指令的地址从获得。 15.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 16.机器X和Y的主频分别是8MHz和12MHz，则X机的时钟周期为µs。
若X机的平均指令执行速度为0.4MIPS，则X机得平均指令周期为µs。若两个机器的机器周期内时钟周期数相等，则Y机得平均执行速度为MIPS。 17.一个主频为25MHz的CPU，平均每条指令包含2个机器周期，每个机器周期包含2个时钟周期，则计算机的平均速度是。如果每两个机器周期中有一个用于访存，而存储器速度较慢，需再插入2个时钟周期，此时指令周期为µs。 18.微指令格式可分为型和型两类，其中型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 19.在用微程序实现的控制器中，一条机器指令对应若干条，它又包含若干。微指令格式分成型和型两类，型微指令可同时执行若干个微操作，所以执行指令的速度比快。 20.实现机器指令的微程序一般存放在中，而用户程序存放在中，前者的速度比后者。若采用水平型微指令，则微指令长度一般比机器指令。 21.某计算机采用微程序控制，微指令字中操作控制字段共16位，若采用直接控制，则可以定义种微操作，此时一条微指令最多可同时启动个微操作。若采用编码控制，并要求一条微指令需同时启动4个微操作，则微指令字中的操作控制字段应分段，若每个字段的微命令数相同，这样的微指令格式最多可包含个微操作命令。 22.在微程序控制器中，一次能够定义并执行多个并行操作命令的微指令叫 做型微指令。若采用微操作码方式，一次只能执行一个操作命令的微指令（例如，控制信息从某个源部件到某个目标部件）叫做型微指令，后者实现一条机器指令的微程序要比前者编写的微程序。 23.在串行微程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作在时间上是进行的，所以微指令周期等于。在并行为程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作是进行的，所以微指令周期等于。 二．选择题
第一章作业答案 1.2 以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？ 中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片 1.3 阐述摩尔定律。 每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。 1.5 什么是SoC？什么是IP核，它有哪几种实现形式？ SoC：系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等，从应用开发角度出发，其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。 IP核：满足特定的规范和要求，并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。它有软核、硬核和固核三种实现形式。 1.8 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的主要特点有哪些？ 概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统，即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。 特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。 2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。 3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。 4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。 ①软件要求固体化，大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中； ②要求高质量、高可靠性的软件代码； ③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。 5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 6、嵌入式系统本身不具备自开发能力，设计完成以后用户通常也不能对其
第一章：概述 一、选择题 1．完整的计算机系统应包括__ ___。 A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件设备和软件系统 2．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_ __。 A. 节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件的性能决定 D. 信息处理方便3．从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于__ __型计算机。 A. 并行 B. 冯.诺依曼 C. 智能 D. 实时处理 4．计算机外围设备是指__ ___ A. 输入/输出设备 B. 外存储器 C. 远程通讯设备 D. 除CPU 5．在微型机系统中，外围设备通过___ ___与主板的系统总线相连接。 A. 适配器 B. 译码器 C. 计数器 D. 6．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是__ ____。 A. 多指令流单数据流 B. 按地址访问并顺序执行指令 C. 堆栈操作 D. 存贮器按内容选择地址 7．微型计算机的发展一般是以_____ A. 操作系统 B. C. 磁盘 D. 8．下列选项中，___ ___ A. CPU B. ASCII C. 内存 D. 9．对计算机的软、硬件进行管理是__ ____ A. 操作系统 B. 数据库管理系统 C. 语言处理程序 D. 10．下面的四个叙述中，只有一个是正确的，它是____。 A．系统软件就是买的软件，应用软件就是自己编写的软件 B．外存上的信息可以直接进入CPU被处理 C．用机器语言编写的程序可以由计算机直接执行，用高级语言编写的程序必须经过编译（解释）才能执行 D．如果说一台计算机配置了FORTRAN语言，就是说它一开机就可以用FORTRAN 语言编写和执行程序 答案：1.D 2C. 3.B. 4.D. 5.A. 6B 7.B 8. B 9. A 10. C 二、判断题 1．在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化应属于科学计算应用方面。 2．决定计算机计算精度的主要技术指标一般是指计算机的字长。 3．计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。 4．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。 答案：1．答案：错。2．答案：对。3．答案：错。4．答案：错。