第5章指令系统
一、判断题
（×）1．执行指令时，指令在内存中的地址存放在指令寄存器中。

（√）2．程序计数器PC用来指示从内存中取指令。

（√）3．同一系列的不同型号的计算机，保持软件向上兼容的特点。

（√）4．在计算机的指令系统中，真正必须的指令数是不多的，其余的指令都是为了提高机器速度和便于编程而引入的。

（×）5．RISC的主要目标是减少指令数，因此允许以增加每条指令的功能的办法来减少指令系统所包含的指令数。

二、选择题
1．在计算机的指令系统中采用不同的寻址方式的主要目的是 C 。

A．实现程序控制和快速查找存储器地址
B．可以直接访问主存和外存
C．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程的灵活性
D．降低指令的译码难度
2．单操作数指令的操作数由 B 提供。

A．指定寄存器或由操作码指定存储单元
B．由地址码指定的存储单元；如果已标明该存储单元的内容为地址，则由该地址所指定的存储单元
C．由操作码直接指定数据
D．由操作码直接指定的存储单元
3．在多地址指令中，算术运算结果不会存储在 A 中。

A．累加器B．第一地址码所指定的存储空间
C．第二地址码所指定的存储空间D．第三地址码所指定的存储空间
4．把存储单元A的内容传送到存储单元B的指令执行后，存储单元A的内容为 B 。

A．空白或零，视机器而定B．与存储单元B的内容相同
C．二进制补码D．存储单元A的内容与存储单元B的内容之差
三、填空题
1．指令操作码通常有两种编码格式：固定格式和可变格式。

2．在当前的计算机中，指令的执行方式有3种，就是顺序执行方式，重叠执行方式和流水线方式。

3．数据传送类指令实现的功能是传送数据，它往往是在主存储器和寄存器之间，或寄存器和寄存器之间传送数据。

4．所谓堆栈，是主存中专门用来存放数据的一个特定的区域，它具有先进后出的性质。

5．Intel 8086／8088的字符串操作指令用来处理存放在存储器中的一串字符或数据。

6．内存地址寄存器用来指示从内存中取数据。

7．浮点运算指令对于用于科学计算的计算机是很必要的，可以提高机器的运算速度。

四、名词解释
1．计算机指令系统：是指一台计算机上全部指令的集合，也称为计算机的指令集。

2．固定格式：操作码的长度是固定的，集中放在指令字的某一个字段中。

3．可变格式：操作码的长度可变，且分散地放在指令字的不同字段中。

4．寻址：就是寻找操作数的地址，最终目的是寻找所需的操作数。

五、简答题
1．指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。

答：时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。

从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。

从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。

2．什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？
答：指令周期是完成一条指令所需的时间。

包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。

时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。

一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

3．说明顺序执行方式的特点。

答：（1）就整个程序而言，是一条指令接着一条指令顺序地串行执行的；
（2）就一条指令而言，其取指、分析、执行3个步骤也是顺序串行进行的；
（3）这种执行方式的优点是控制简单、硬件容易实现，但执行速度慢。

4．说明重叠执行方式的特点。

答：（1）就每条指令而言，其内部的各个操作仍为顺序串行执行；
（2）从相邻两条指令来看，它们的某些操作是同时进行的。

5．说明流水线的指令执行方式的特点。

答：（1）就每条指令而言，其各子过程内仍为顺序串行执行，即未改变一条指令的执行时间。

（2）每个子过程执行完毕，由于该装置空闲，即可接收下一条指令的该子过程执行。

6．说明一条指令应该包含的信息。

答：（1）操作码
（2）地址码
（3）操作结果的存放地址
（4）下一条要执行的指令的地址
六、应用题
1．若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。

解：操作码需用6位，操作数地址码需用10位。

格式如下
6 10 10 10
OP:操作码6位
D1 ：第一操作数地址，10位
D2 ：第二操作数地址，10位
D3 ：第三操作数地址，10位
2．指令格式结构如下所示，试分析指令格式特点。

15 12 9 0
源地址目标地址
解：（1）OP字段指定16种操作
（2）单字长二地址指令
（3）每个操作数可以指定8种寻址方式
（4）操作数可以是RR型、RS型、SS型。