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1、第 4 章 习题与解答4-1 什么是指令？什么是指令系统？如何评价一个指令系统的性能优劣？答：指令就是要计算机执行某种操作的命令，因又称为机器指令。一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。从完备性，高效性、规整性和兼容性几个方面进行评价。4-2 什么叫做寻址方式？寻址方式有哪几类？操作数基本寻址方式有哪几种？每种寻址方式有效地址的数学形式如何表达？答：所谓寻址方式，就是寻找该操作数或指令的有效地址的方式。寻址方式有 2 类, 寻找该操作数或指令的有效地址答：操作数基本寻址方式有 (1）隐含寻址，指令中隐含着操作数的地址;(2) 立即寻址 指令的地址字段指出的不是操作数的地址，
2、而是操作数本身;(3) 寄存器寻址 操作数放在 CPU 的通用寄存器中;(4) 直接寻址 EA=(A)(5) 间接寻址 EA=(A) (6) 相对寻址方式 EA=(PC)+D(7) 变址和基址寻址方式 (8) 复合寻址方式(9) 块寻址方式(10) 段寻址方式4-3 某指令系统指令长 16 位，每个操作数据的地址码长 6 位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。若双操作数指令有 K 条，无操作数指令有 L 条，问单操作数指令最多可能有多少条？答：由于指令的总长度为 16 位, 操作数地址为 6 位,则对于双操作数指令 操作码长为 16-26=4 位,对于单操作数指令 操作码长为 16-6
3、=10 位,对于无操作数指令 操作码长为 16 位,由于操作码可变，这样二地址指令操作码每减少一条，就可多构成 26种一地址指令操作码，一地址指令操作码每减少一条，就可多构成 26种零地址指令操作码，因二地址指令操作码有 k 条，则一地址指令最多有(2 4-k)26条。设一地址指令有 X 条, 则零地址指令最多有(2 4-k)26-X)26条，己知无操作数指令有 L 条, 则有 X=(2 4-k)26-L/26,如果 L/26 不是整数,则取 L/2 6的最小整数。, 4 位 6 位 6 位(24-k)26 4-4 在操作数的寻址方式中，_寻址方式是指相对于当前 PC 所指向的存储单元偏移一个
4、给定量的寻址方式。_寻址方式是指指令直接给出操作数。_寻址方式是指指令直接给出操作数的地址。_寻址方式是指操作数放在通用寄存器中。_寻址方式是指操作数的地址放在通用寄存器中。操作数的地址为某一寄存器的内容与指令中位移之和，则可以是_寻址方式、_寻址方式、_寻址方式。答：（1）相对 （2）立即 （3）直接 （4）寄存器直接 （5）寄存器间接 （6）变址 （7）基址 （8）基址加变址4-5 某机 16 位字长指令格式如下：其中：D 为形式地址，补码表示（包括号一位符号位）。M 为寻址方式 M=0 立即寻址；M=1 直接寻址（此时 D 视为无符号数）；M=2 间接寻址；M=3 变址寻址（变地址寄存器
5、为 RX）;M=4 相对寻址试问：（1）该指令格式能定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是多少？（2）写出各种寻址方式计算有效地址的表达式。（3）当 M=1、2、4 时，能访问的最大主存区为多少机器字（主存容量为 64K 字）？答：(1)该指令格式能定义 25 =32 种不同的操作; 立即寻址操作数的范围是(-128,128)(2) M=0 Data=DM=1 EA=A Data=(D)M=2 EA=(A) Data=(D)M=3 EA=(RX)+D M=4 EA=(PC)+D(3) M=1 范围 2 8=256M=2 范围 2 16=64K 字M=4 范围 2 16=64K 字4-6
6、基址寻址与变址寻址有什么不区别？ 答：变址寻址和基址寻址的地址计算方法相同，但二者又有细微的区别。习惯上基址寻址中基址寄存器提供基准值而指令提供位移量，而变址寻址中变址寄存器提供位移量而指令提供基准值。4-7 某计算机字长 16 位,主存容量 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。答：(1) 40 条指令，操作码字段 6 位，寻址模式 2 位，形式地址 8 位15 10 9 8 7 0OP M D6 2 8寻址模式 M 的定义M=00,直接 EA=D (范围 256 个单元)M=01,立即 Data=D (范围-128127
7、)M=10,变址 EA=（R x）+D (范围 64K)M=11,相对 EA=（PC）+D (范围 64K)其中 R x,PC 都是 16 位的寄存器。4-8 指令格式如下，该指令为复合型寻址方式变址间址寻址方式，试分析指令的寻址15 10 9 8 7 5 4 0OPCODE 寻址方式 变址寄存器 位移量过程或写出有效地址的计算式？解: 有效地址 EA=(（变地址寄存器)+偏移量）寻址过程4-9 指令格式结构如下所示，其中 6-11 位指定源地址，0-5 位指定目标地址，试分析指令格式及寻址方式特点？解：（1）OPCODE 指定 16 种操作。（2）单字长二地址指令。（3）每个操作数可以指定
8、8 种寻址方式。（4）操作数可以是 RR 型、RS 型、SS 型4-10 一种二地址 RS 型指令的结构如下所示：8 位 2 位 4 位 2 位 16 位其中 I 为间接寻址标志，X 为寻址模式字段，D 为位移量字段，通过 I，X，D 的组合，可构成下表所示的寻址方式：寻址方式 I X 有效地址 E 算法 说明(1) 0 00 E=D(2) 0 01 E=(PC)+D PC 为程序计算器(3) 0 10 E=(R2)+D R2 为变址寄存器(4) 0 11 E=(R3 )(5) 1 00 E=(D)(6) 1 01 E=(PC)D)(7) 1 10 E=(R2)D)(8) 1 11 E=(R1)D) R1 为基址寄存器请写出 8 种寻址方式的名称。解： （1）直接寻址 （2）相对寻址 （3）变址寻址（4）寄存器接寻址 （5）间接寻址 （6）先相对后间接寻址（7）先变址后间接寻址 （8）先基址后间接寻址15 12 11 9 8 6 5 3 2 0OPCODE 寻址方式 寄存器 寻址方式 寄存器OP _ 通用寄存器 X 位移量
