1、计算机专业基础综合计算机组成原理（指令系统）历年真题试卷汇编 1 及答案解析(总分：72.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.以下四点中，_是计算机系统结构设计时必须考虑的。【中科院计算所 2000 年】（分数：2.00）A.通道采用独立型B.指令类型选择C.阵列运算部件D.Cache 存储器的硬件2.程序控制类指令的功能是_。【国防科技大学 2001 年】（分数：2.00）A.进行主存和 CPU 之间的数据传送B.进行 CPU 和设备之间的数据传送C.改变程序执行的顺序D.一定是自动加 13.下列哪种指令不属于程序控制指令：_。【国防科技大学 20
2、01 年】（分数：2.00）A.无条件转移指令B.条件转移指令C.中断隐指令D.循环指令4.下列说法中_是正确的。（分数：2.00）A.加法指令的执行周期一定要访存B.加法指令的执行周期一定不访存C.指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存D.指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存5.子程序调用指令执行时，要把当前程序计数器 PC 的内容存到_。【北京航空航天大学 2002 年】（分数：2.00）A.通用寄存器B.堆栈C.指令寄存器D.数据缓冲器6.下列哪种指令用户不准使用?_。【国防科技大学 2002 年】（分数：2.00）A.循环指令B.转换指令C.特权
3、指令D.条件转移指令7.条件转移指令执行时所依据的条件来自_。【北京航空航天大学 2002 年】（分数：2.00）A.指令寄存器B.标志寄存器C.程序计数器D.地址寄存器8.一条指令中包含的信息有_。（分数：2.00）A.操作码、控制码B.操作码、向量地址C.操作码、地址码D.操作码、操作数9.在 CPU 执行指令的过程中，指令的地址由_给出。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.程序计数器 PCB.指令的地址码字段C.操作系统D.程序员10.在 CPU 执行指令的过程中，操作数的地址由_给出。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.程序计数器 PCB.指令的地址码字
4、段C.操作系统D.程序员11.零地址双操作数指令不需要指出操作数地址，这是因为_。【上海大学 1998 年】【北京理工大学2002 年】（分数：2.00）A.操作数已在数据缓冲寄存器中B.操作数地址隐含在堆栈指针中C.操作数隐含在累加器中D.利用上一条指令的运算结果进行操作12.在一地址格式的指令中，下列_是正确的。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）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.以上都不对13.在二地址指令中_是正确的。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.指令的地址码字段
5、存放的一定是操作数B.指令的地址码字段存放的一定是操作数地址C.运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中D.指令的地址码字段存放的一定是操作码14.某指令系统有 200 条指令，对操作码采用固定长度二进制编码时，最少需要用_位。【西安电子科技大学 2007 年】（分数：2.00）A.4B.8C.16D.3215.在指令格式中，采用扩展操作码设计方案的目的是_。【中科院计算所 1999 年】（分数：2.00）A.减少指令字长度B.增加指令字长度C.保持指令字长度不变而增加指令操作的数量D.保持指令字长度不变而增加寻址空间16.指令寻址的基本方式有两种，一种是顺序寻址方式，其指令地址由_给出
6、，另一种是跳跃寻址方式，其指令地址由_给出。（分数：2.00）A.指令寄存器B.程序计数器C.累加器D.指令本身17.指令系统中采用不同寻址方式的目的是_。（分数：2.00）A.降低指令译码的复杂度B.缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程的灵活性C.实现程序控制D.三者都正确18.简化地址结构的基本方法是尽量采用_。【电子科技大学 1998 年】（分数：2.00）A.寄存器寻址B.隐地址C.直接寻址D.间接寻址19.指令“MOVAx(源地址)，Bx+sI(目的地址)”的源操作数的寻址方式是_。【武汉大学 2007 年】（分数：2.00）A.寄存器B.寄存器间接C.变址D.基址20.寄存器间接寻
7、址方式中，操作数在_中。（分数：2.00）A.通用寄存器B.堆栈C.主存单元D.当前指令二、分析题(总题数：8，分数：32.00)21.设某计算机采用三地址格式访存指令，且地址码字段均为主存储器地址。试问完成一条加法指令需要访问主存储器多少次?若该计算机共能完成 60 种操作，操作数可在 2K 范围内寻址，试画出该计算机的指令格式?（分数：2.00）_某指令系统指令字长为 20 位，具有双操作数、单操作数和无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用 6 位表示。【上海大学 2001 年】（分数：4.00）(1).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
8、此情况下，最多可以设计出多少条单操作数指令?（分数：2.00）_(2).当双操作数指令条数取最大值，且在此基础上，单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令最大具有的指令条数各是多少?（分数：2.00）_22.某计算机指令字长为 16 位，具有二地址、一地址和零地址三种指令格式，规定每个操作数的地址码为5 位，采用操作码扩展技术，每种指令最多可安排几条?写出它们的格式。【北京邮电大学 2000 年】（分数：2.00）_在一个 36 位长的指令系统中，设计一个扩展操作码，使之能表示下列指令：【华中师范大学 2000 年】（分数：6.00）(1).7 条具有两个 15 位地址和一个 3 位地址
9、的指令。（分数：2.00）_(2).500 条具有一个 15 位地址和一个 3 位地址的指令。（分数：2.00）_(3).50 条无地址指令。（分数：2.00）_设某种计算机有 9 条指令，这些指令的使用频率为T1：30，T2：24，T3：6，T4：7，T5：7，T6：2，T7：3，T8：20，T9：1。【上海交通大学 1998 年】（分数：4.00）(1).分别求出用等长二进制编码、Huffman 编码的操作码的平均码长。（分数：2.00）_(2).若限制只能有两种码长的扩展操作码编码方式，则操作码的平均码长最短的为多少?（分数：2.00）_在决定一台计算机采用何种寻址方式时，总要做出各种各
10、样的权衡，在下列每种情况下，具体的考虑是什么?【北京邮电大学 2003 年】（分数：4.00）(1).单级间接寻址方式作为一种方式提出来的时候，硬件变址寄存器被认为是一种成本很高的方法，随LSI 电路的问世，硬件成本大降，试问现在是不是使用变址寄存器更为可取?（分数：2.00）_(2).已知一台 16 位计算机配有 16 个通用寄存器，请问是否有一个简单的硬件设计规则，使我们可以指定这个通用寄存器组的某些寄存器来进行 20 位的存储器寻址?参与这种寻址的通用寄存器该采用什么办法区分出来?（分数：2.00）_23.设某计算机共能完成 78 种操作，若指令字长为 16 位，试问单地址格式的指令其地
11、址码可取几位?若想使指令的寻址范围扩大到 2 16 ，可采用什么方法?举出三种不同的例子加以说明?（分数：2.00）_某计算机的指令格式如下所示，计算机字长为 16 位，内存按字编址。 （分数：8.00）(1).8341H（分数：2.00）_(2).1438H（分数：2.00）_(3).8134H（分数：2.00）_(4).6228H（分数：2.00）_计算机专业基础综合计算机组成原理（指令系统）历年真题试卷汇编 1 答案解析(总分：72.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.以下四点中，_是计算机系统结构设计时必须考虑的。【中科院计算所 2000 年
12、】（分数：2.00）A.通道采用独立型B.指令类型选择 C.阵列运算部件D.Cache 存储器的硬件解析：解析：考查指令系统设计在计算机系统结构设计中的重要意义。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件。2.程序控制类指令的功能是_。【国防科技大学 2001 年】（分数：2.00）A.进行主存和 CPU 之间的数据传送B.进行 CPU 和设备之间的数据传送C.改变程序执行的顺序 D.一定是自动加 1解析：解析：考查程序控制类指令的功能。3.下列哪种指令不属于程序控制指令：_。【国防科技大学 2001 年】（分数：2.00）A.
13、无条件转移指令B.条件转移指令C.中断隐指令 D.循环指令解析：解析：考查程序控制类指令的组成。程序控制类指令主要包括无条件转移、有条件转移、子程序调用和返回指令、循环指令等。4.下列说法中_是正确的。（分数：2.00）A.加法指令的执行周期一定要访存B.加法指令的执行周期一定不访存C.指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存 D.指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存解析：解析：考查运算类指令的执行过程。既然指令的地址码给出了存储器地址，不论此地址是源操作数地址，还是目的操作数地址，执行周期都需要根据此地址访存。5.子程序调用指令执行时，要把当前程序计数器
14、 PC 的内容存到_。【北京航空航天大学 2002 年】（分数：2.00）A.通用寄存器B.堆栈 C.指令寄存器D.数据缓冲器解析：解析：考查子程序调用指令的执行过程。子程序执行结束时，必须返回到子程序调用指令后面的指令执行，所以必须保存返回地址。般将子程序调用指令后面那条指令的地址(程序计数器 PC 的内容)作为返回地址保存到堆栈中。6.下列哪种指令用户不准使用?_。【国防科技大学 2002 年】（分数：2.00）A.循环指令B.转换指令C.特权指令 D.条件转移指令解析：解析：考查指令系统各组成部分。特权指令，是指仅用于操作系统或其他系统软件的指令，为确保系统与数据安全起见，这一类指令不提
15、供给用户使用。7.条件转移指令执行时所依据的条件来自_。【北京航空航天大学 2002 年】（分数：2.00）A.指令寄存器B.标志寄存器 C.程序计数器D.地址寄存器解析：解析：考查标志寄存器的作用。8.一条指令中包含的信息有_。（分数：2.00）A.操作码、控制码B.操作码、向量地址C.操作码、地址码 D.操作码、操作数解析：解析：考查指令基本格式。9.在 CPU 执行指令的过程中，指令的地址由_给出。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.程序计数器 PC B.指令的地址码字段C.操作系统D.程序员解析：解析：考查指令执行过程。程序计数器 PC 中存放当前欲执行指令的地址，故指
16、令的地址由 PC 给出。10.在 CPU 执行指令的过程中，操作数的地址由_给出。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.程序计数器 PCB.指令的地址码字段 C.操作系统D.程序员解析：解析：考查指令基本格式。操作数地址由指令的地址码字段给出。11.零地址双操作数指令不需要指出操作数地址，这是因为_。【上海大学 1998 年】【北京理工大学2002 年】（分数：2.00）A.操作数已在数据缓冲寄存器中B.操作数地址隐含在堆栈指针中 C.操作数隐含在累加器中D.利用上一条指令的运算结果进行操作解析：解析：考查零地址指令格式。12.在一地址格式的指令中，下列_是正确的。【北京理工大学
17、 2002 年】（分数：2.00）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.以上都不对解析：解析：考查一地址指令格式。一地址指令有两种常见的形态，根据操作码含义确定它究竟是哪一种：1)只有目的操作数的单操作数指令，按 A 地址读取操作数，进行 OP 操作后，结果存回原地址。如操作码含义是加 1、减 1、求反、求补等。2)隐含约定目的地址的双操作数指令。按指令地址 A 可读取源操作数，指令可隐含约定另一个操作数由 AC 提供，运算结果也将存放在 AC 中。故一地址格式的指令中，可能有一个操作数，也可能有两个操作数
18、。13.在二地址指令中_是正确的。【北京理工大学 2002 年】（分数：2.00）A.指令的地址码字段存放的一定是操作数B.指令的地址码字段存放的一定是操作数地址C.运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中 D.指令的地址码字段存放的一定是操作码解析：解析：考查二地址指令格式。14.某指令系统有 200 条指令，对操作码采用固定长度二进制编码时，最少需要用_位。【西安电子科技大学 2007 年】（分数：2.00）A.4B.8 C.16D.32解析：解析：考查定长操作码指令格式。因 2 7 2008 ，故采用定长操作码时，至少需 8 位。15.在指令格式中，采用扩展操作码设计方案的目的是_
19、。【中科院计算所 1999 年】（分数：2.00）A.减少指令字长度B.增加指令字长度C.保持指令字长度不变而增加指令操作的数量 D.保持指令字长度不变而增加寻址空间解析：解析：考查采用扩展操作码的目的。16.指令寻址的基本方式有两种，一种是顺序寻址方式，其指令地址由_给出，另一种是跳跃寻址方式，其指令地址由_给出。（分数：2.00）A.指令寄存器B.程序计数器 C.累加器D.指令本身 解析：解析：考查指令寻址。两种寻址方式中，程序计数器都要自动完成加 1，不同之处是，跳跃寻址时，下条指令地址(由指令本身给出)将会被送到程序计数器中，覆盖掉原地址。17.指令系统中采用不同寻址方式的目的是_。（
20、分数：2.00）A.降低指令译码的复杂度B.缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程的灵活性 C.实现程序控制D.三者都正确解析：解析：考查采用不同寻址方式的目的。18.简化地址结构的基本方法是尽量采用_。【电子科技大学 1998 年】（分数：2.00）A.寄存器寻址B.隐地址 C.直接寻址D.间接寻址解析：解析：考查隐含寻址的作用。这种类型的指令，不是明显地给出操作数的地址，而是在指令中隐含着操作数的地址，可简化地址结构。19.指令“MOVAx(源地址)，Bx+sI(目的地址)”的源操作数的寻址方式是_。【武汉大学 2007 年】（分数：2.00）A.寄存器 B.寄存器间接C.变址D.基址解析：
21、解析：考查寄存器寻址方式。源操作数存放在寄存器 Ax 中，故为寄存器寻址。20.寄存器间接寻址方式中，操作数在_中。（分数：2.00）A.通用寄存器B.堆栈C.主存单元 D.当前指令解析：解析：考查寄存器间接寻址。二、分析题(总题数：8，分数：32.00)21.设某计算机采用三地址格式访存指令，且地址码字段均为主存储器地址。试问完成一条加法指令需要访问主存储器多少次?若该计算机共能完成 60 种操作，操作数可在 2K 范围内寻址，试画出该计算机的指令格式?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：1)完成一条加法指令共需访问主存储器 4 次。第 1 次取指令；第 2 次取第一操作数：第 3 次
22、取第二操作数；第 4 次存放结果。 2)根据题意，设计指令格式如下： )解析：某指令系统指令字长为 20 位，具有双操作数、单操作数和无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用 6 位表示。【上海大学 2001 年】（分数：4.00）(1).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，最多可以设计出多少条单操作数指令?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：最多可以设计出(2 8 一 m)2 6 一 n2 6 条单操作数指令。)解析：(2).当双操作数指令条数取最大值，且在此基础上，单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令最大具有的指令条
23、数各是多少?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：双操作数指令条数为 2 8 1=255 条。单操作数指令条数为 2 6 -1=63 条。无操作数指令条数为 2 6 =64 条。)解析：22.某计算机指令字长为 16 位，具有二地址、一地址和零地址三种指令格式，规定每个操作数的地址码为5 位，采用操作码扩展技术，每种指令最多可安排几条?写出它们的格式。【北京邮电大学 2000 年】（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：最多可安排 63 条二地址指令、31 条一地址指令以及 32 条零地址指令。三种地址格式的操作码安排如图 4-1 所示。 )解析：在一个 36 位长的指令系统中，设计一个
24、扩展操作码，使之能表示下列指令：【华中师范大学 2000 年】（分数：6.00）(1).7 条具有两个 15 位地址和一个 3 位地址的指令。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：7 条具有两个 15 位地址和一个 3 位地址的指令如图 4-2 所示。 )解析：(2).500 条具有一个 15 位地址和一个 3 位地址的指令。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：500 条具有一个 15 位地址和一个 3 位地址的指令如图 4-3 所示。 )解析：(3).50 条无地址指令。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：50 条无地址指令如图 4-4 所示。 )解析：设某种计算机有 9 条
25、指令，这些指令的使用频率为T1：30，T2：24，T3：6，T4：7，T5：7，T6：2，T7：3，T8：20，T9：1。【上海交通大学 1998 年】（分数：4.00）(1).分别求出用等长二进制编码、Huffman 编码的操作码的平均码长。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：Huffman 树的形式如图 4-5 所示。 )解析：(2).若限制只能有两种码长的扩展操作码编码方式，则操作码的平均码长最短的为多少?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：采用 25 扩展的操作码编码方式：T1、T2、T8 设计为短操作码(2 位)，其余设计为长操作码(5 位)，则操作码的平均码长为(030
26、+024+020)2 十(001+002+003+006+007+007)5=278)解析：在决定一台计算机采用何种寻址方式时，总要做出各种各样的权衡，在下列每种情况下，具体的考虑是什么?【北京邮电大学 2003 年】（分数：4.00）(1).单级间接寻址方式作为一种方式提出来的时候，硬件变址寄存器被认为是一种成本很高的方法，随LSI 电路的问世，硬件成本大降，试问现在是不是使用变址寄存器更为可取?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：采用间接寻址的优点是不需要额外增加专用寄存器，只使用 MAR 和 MDR 即可完成这种寻址，但缺点是多访问一次存储器(对单级间接寻址而言)。随着 LSI 的
27、发展，硬件成本大大下降，所以现在使用专门的变址寄存器更为可取，因为其优点是减少一次访问主存的时间，提高了指令执行的速度。)解析：(2).已知一台 16 位计算机配有 16 个通用寄存器，请问是否有一个简单的硬件设计规则，使我们可以指定这个通用寄存器组的某些寄存器来进行 20 位的存储器寻址?参与这种寻址的通用寄存器该采用什么办法区分出来?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：可以有一个简单的硬件规则，使我们可以指定某些寄存器来进行 20 位的存储器寻址。由于这些通用寄存器字长为 16 位，我们可以组成 20 位地址的低 16 位，再用 4 位形式地址作为高 4位，与低 16 位的某些通用寄
28、存器简单相拼，从而形成页面寻址方式。也可以用通用寄存器作 20 位地址的高位部分(全部或一部分)，再与低位部分形式地址相拼成 20 位地址。这两种情况下，硬件上均需一个 20位的 MAR 寄存器。参与这种寻址方式的通用寄存器，可赋予地址编号来加以区分。16 个通用寄存器为一组占用 4 位字长，可用 R0R15 命名，哪几个参与这种方式寻址，可由设计者选定。)解析：23.设某计算机共能完成 78 种操作，若指令字长为 16 位，试问单地址格式的指令其地址码可取几位?若想使指令的寻址范围扩大到 2 16 ，可采用什么方法?举出三种不同的例子加以说明?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据
29、78 种操作，可求出操作码的位数为 7 位，则单地址格式的指令地址码占167=9 位。欲使指令的寻址范围扩大到 2 16 ，可采用以下两种寻址方法：1)若指令字长等于存储字长均为 16 位，则采用间接寻址可使寻址范围扩大到 2 16 ，因为间址时(设非多次间址)从存储单元中取出的有效地址为 16 位。2)采用变址寻址，并设变址寄存器 XR 为 16 位，则有效地址 EA=(XR)+A(形式地址)，即可使寻址范围扩大到 2 16 。)解析：某计算机的指令格式如下所示，计算机字长为 16 位，内存按字编址。 （分数：8.00）(1).8341H（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：取值后(PC
30、)=5432H。1)8341H=(1000001101000001) 2 ；X=11，相对寻址，D=41H，有效地址 E=(PC)+D=5432H+41H=5473H。)解析：(2).1438H（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：1438H=(0001010000111000) 2 ：x=00，直接寻址，D=38H，有效地址 E=D=0038H。)解析：(3).8134H（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：8134H=(1000000100110100) 2 ；x=01，用变址寄存器 Rxl 寻址，D=34H，有效地址 E=(R1)+D=3515H+34H=3549H。)解析：(4).6228H（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：6228H=(0110001000101000) 2 :x=10，用变址寄存器 Rx2 寻址，D=28H，有效地址E=(Rx2)+D；6766H+28H=678EH。)解析：
