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 及答案与解析一、单项选择题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】（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】（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 2001 年】（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
2、确的。（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】（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】（A）循环指令（B）转换指令（C）特权指令（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】（A）指令寄存器（B）标志寄存器（C）程序
3、计数器（D）地址寄存器8 一条指令中包含的信息有_。（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】（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】（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】（A）操作数已在数据缓冲寄存器中（B）操作数
4、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】（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】（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14 某指令系统有 200 条指令，对操作码采用固定长度二进制
5、编码时，最少需要用_位。【西安电子科技大学 2007 年】（A）4（B） 8（C） 16（D）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】（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，另一种是跳跃寻址方式，其指令地址由_给出。（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_。（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）
6、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】（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】（A）寄存器（B）寄存器间接（C）变址（D）基址20 寄存器间接寻址方式中，操作数在_中。（A）通用寄存器（B）堆栈（C）主存单元（D）当前指令二、分析题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
7、寻址，试画出该计算机的指令格式 ?21 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】22 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?23 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?24 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
8、式。【北京邮电大学 2000 年】24 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】25 7 条具有两个 15 位地址和一个 3 位地址的指令。26 500 条具有一个 15 位地址和一个 3 位地址的指令。27 50 条无地址指令。27 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】28 分别求出用等长二进制编码、Huffman 编码的操作码的平均码长。29 若限制只能有两种码长的扩展操作码编码方式，则
9、操作码的平均码长最短的为多少?29 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】30 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?31 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?32 设某计算机共能完成 78 种操作，若指令字长为 16 位
10、，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 216，可采用什么方法? 举出三种不同的例子加以说明?32 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。X 为寻址特征位： X=00 直接寻址 X=01用变址寄存器 R1 寻址 x=10 用变址寄存器 Rx2 寻址 X=11 相对寻址设(PC)=543lH，(Rx1)=3515H，(Rx2)=6766H(H 代表十六进制数 )，请确定下列指令中的有效地址：33 8341H34 1438H35 8134H36 6228H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 答案与解析一、单项选择
11、题1 【正确答案】 B【试题解析】 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。【知识模块】 指令系统2 【正确答案】 C【试题解析】 考查程序控制类指令的功能。【知识模块】 指令系统3 【正确答案】 C【试题解析】 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。【知识模块】 指令系统4 【正确答案】 C【试题解析】 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
12、，执行周期都需要根据此地址访存。【知识模块】 指令系统5 【正确答案】 B【试题解析】 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。【知识模块】 指令系统6 【正确答案】 C【试题解析】 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，这一类指令不提供给用户使用。【知识模块】 指令系统7 【正确答案】 B【试题解析】 考查标志寄存器的作用。【知识模块】 指令系统8 【正确答案】 C【试题解
13、析】 考查指令基本格式。【知识模块】 指令系统9 【正确答案】 A【试题解析】 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，故指令的地址由 PC 给出。【知识模块】 指令系统10 【正确答案】 B【试题解析】 考查指令基本格式。操作数地址由指令的地址码字段给出。【知识模块】 指令系统11 【正确答案】 B【试题解析】 考查零地址指令格式。【知识模块】 指令系统12 【正确答案】 B【试题解析】 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
14、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。【知识模块】 指令系统13 【正确答案】 C【试题解析】 考查二地址指令格式。【知识模块】 指令系统14 【正确答案】 B【试题解析】 考查定长操作码指令格式。因 278，故采用定长操作码时，至少需 8位。【知识模块】 指令系统15 【正确答案】 C【试题解析】 考查采用扩展操作码的目的。【知识模块】 指令系统16 【正确答案】 B,D【试题解析】 考查指令
15、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。【知识模块】 指令系统17 【正确答案】 B【试题解析】 考查采用不同寻址方式的目的。【知识模块】 指令系统18 【正确答案】 B【试题解析】 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。【知识模块】 指令系统19 【正确答案】 A【试题解析】 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。【知识模块】 指令系统20 【正确答案】 C【试题解析】 考查寄存器间接寻
16、址。【知识模块】 指令系统二、分析题21 【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：其中，OP 占6 位，表示操作码，最大可表示 64 种操作，可以满足题目 60 种操作的要求：A1、A2、A3 各 11 位，分别给出第一操作数地址、第二操作数地址、目的地址，寻址范围均为 2K；指令字长为 39 位。【知识模块】 指令系统【知识模块】 指令系统22 【正确答案】 最多可以设计出(2 8 一 m)26 一 n2 6 条单操作数指令。【知识模块】 指令系统23 【正
17、确答案】 双操作数指令条数为 281=255 条。单操作数指令条数为 26-1=63条。无操作数指令条数为 26=64 条。【知识模块】 指令系统24 【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。【知识模块】 指令系统【知识模块】 指令系统25 【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。【知识模块】 指令系统26 【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。【知识模块】 指令系统27 【正确答案】 50 条无地址指令
18、如图 4-4 所示。【知识模块】 指令系统【知识模块】 指令系统28 【正确答案】 Huffman 树的形式如图 4-5 所示。等长二进制编码的操作码的平均码长为10g 29=4。Huffman 编码的操作码的平均码长为0016+0026+0 035+0064+0074+0074+0302+0202+0242=261【知识模块】 指令系统29 【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+0 24+020)2 十(001+002+0 03+0 06+007+007)5=278【知识模块
19、】 指令系统【知识模块】 指令系统30 【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。【知识模块】 指令系统31 【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 位的某些通用寄存器简单相拼
20、，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。【知识模块】 指令系统32 【正确答案】 根据 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 216，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
21、使寻址范围扩大到216，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 216。【知识模块】 指令系统【知识模块】 指令系统33 【正确答案】 取值后(PC)=5432H。1)8341H=(1000001101000001) 2；X=11，相对寻址，D=41H，有效地址 E=(PC)+D=5432H+41H=5473H。【知识模块】 指令系统34 【正确答案】 1438H=(0001010000111000) 2：x=00，直接寻址，D=38H，有效地址 E=D=0038H。【知识模块】 指令系统35 【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。【知识模块】 指令系统36 【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。【知识模块】 指令系统
