解： (1) 一地址指令格式
15 OP
9 8 M
6 5 A
0
OP 操作码字段，共7位，可反映97种操作； M 寻址方式特征字段，共3位，可反映6种寻址方式； A形式地址字段，共16-7-3＝6位。 (2)直接寻址的最大范围为26＝64 (3)由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为216。
若多次间址，需用存储字的最高位来区别是否继续间接寻址， 故 寻址范围为215。
24．直接、间接、立即三种方式指令执行速度，由快至慢的排序 是___ 答案：立即、直接、间接 26．为了缩短指令中地址码的位数，应采用_____寻址。 A．立即数 B．寄存器 C．直接 答案：B 28．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．增加寻址空间 C．增加指令数量 答案：C 29．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．4 答案：A 30．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．4 答案：B
59．响应中断请求的条件是______。 A. 外设提出中断 B．外设工作完成和系统允许时 C．外设工作完成和中断标记触发器为“1”时 答案：B 60. 隐指令是指_____。 A. 操作数隐含在操作码中的指令 B．在一个机器周期里完成全部操作的指令 C．指令系统中没有的指令 答案：C 61．中断向量可提供____。 A. 被选中设备的地址 B．传送数据的起始地址 C．中断服务程序入口地址 D. 主程序的断点地址 答案：C 62．在中断周期中，由____将允许中断触发器置“0”。 A．关中断指令 B. 中断隐指令 C．开中断指令 答案：B
CPU
PC SP -1
MDR
8.24 现有A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、 C、D顺序排列。若中断服务程序的执行时间为20µs，请根据下 图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序 的轨迹。 解：
服务程序
A服务 B服务 C服务 D服务 主程序
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
OP
寻址方式名称 (1) 直接寻址 (2) 相对寻址 (3) 变址寻址 (4) 寄存器寻址 (5) 间接寻址
I
X
I 0 0 0 0 1
A
X 00 01 10 11 00 有效地址EA EA=A EA=(PC)+A EA=(R)+A EA=R EA=(A)
(6) 先相对后间接寻址 (7) 先变址再间接寻址
屏蔽字 01234 10010 11111 01110 00010 01111
t (s)
B与C请求
D请求
B请求 A请求
8.25 设某机有5个中断源L0、L1、L2、 L3、L4，按中断响应 的优先次序由高向低排序为L0L1L2L3L4，现要求中 断处理次序改为L1L4L2L0L3，根据下面的格式，写 出各中断源的屏蔽字。 解：
中断源 L0 L1 L2 L3 L4
第七章
（一）选择
指令系统
1．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是____ A．可降低指令译码难度 B．缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C．实现程序控制 答案：B 3. 在一地址指令中，为完成两个数的算术运算，除地址译码指 明的一个操作数外，另一个操作数常采用_____ A. 堆栈寻址方式 B．立即寻地址方式 C．隐含寻址方式 答案：C 6．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 答案：C
OP
A1
100 条
7.16 某机主存容量为4M ×16位，且存储字长等于指令字长， 若该机指令系统能完成97种操作，操作码位数固定，且具有直 接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式。 (1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用。
(2)该指令直接寻址的最大范围。 (3)一次间址和多次间址的寻址范围。 (4)立即数的范围(十进制数表示)。 (5)相对寻址的位移量(十进制数表示)。 (6)上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一种最 长?哪一种便于用户编制处理数组问题的程序?哪一种便于程序 浮动?为什么？ (7)如何修改指令格式．使指令的直接寻址范围可扩大到4M? (8)为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么 措施?请简要说明。
8.4 设CPU内有这些部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR、CU， (1) 画出完成间接寻址的取数指令 LDA @X 的数据流。 (2) 画出中断周期的数据流。 地 数 控 址 据 制 间址周期数据流 总 总 总 线 线 线 CPU PC MAR
存储器
CU
AC IR
MDR MDR
中断周期数据流 地 址 总 线 MAR 存储器 CU 数 据 总 线 控 制 总 线
(7) 若指令的格式改为双字指令。 其中OP 7位，M 3位，A1 6位，A2 16位，即指令的地址字段共 16+6=22位，则指令的直接寻址范 围可扩大到4M。
15
OP
9 8
M A2
6 5
A1
0(8) 为使一条转移指令能转 Nhomakorabea到主存的任一位置，寻址范围须达 到4M，除了采用(7)所示的格式外， 还可配置22位的基址寄存器 或 22位的变址寄存器，使
EA=(BR)+A (BR为22位的基址寄存器) 或
EA=(IX)+A (IX为22位的变址寄存器)， 便可访问4M存储空间。还可以通过16位的基址寄存器左移6 位再和形式地址A相加，也可达到同样的效果。
例．某机指令格式如下图所示：
0 OP
3
4 I
5 A
7
图中I为间址特征位 (I=0，直接寻址；I=1，一次间接寻址)。 假设存储器部分单元有以下内容： 地址号（十六进制） 内容（十六进制） 00 01 01 5E 02 9D 03 74 04 A4 05 15 06 04 07 A0
第八章
CPU的结构和功能
CPU结构、指令周 55．中断标志触发器用于_____。 A. 向CPU发中断请求 期、中断系统 B．指示CPU是否进入中断周期 C．开放或关闭中断系统 答案：B 56. 允许中断触发器用于_____。 A．向CPU发中断请求 B．指示正有中断在进行 C．开放或关闭中断系统 答案：C 57．CPU响应中断的时间是_____。 A．一条指令执行结束 B．外设提出中断 C．取指周期结束 答案：A 58. 向量中断是_____。 A．外设提出中断 B．由硬件形成中断服务程序入口地址 C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地 址
7.6 某指令系统字长16位，地址码取4位，使提出一种方案， 使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令，100条一地 址指令。 解： 4 4 4 4 0000 OP A1 A2 A3 … 3条 0111 8 OP 12 4 A1 4 A2 4 1000 0000 … 1000 1111 1001 0000 0000 … 1001 0110 0011 16条
(8) 寄存器间接寻址
1 1
1
01 10
11
EA=((PC)+A) EA=((R)+A)
EA=(R)
【例】指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
解：指令格式及寻址方式特点如下： ① 双字长二地址指令； ② 操作码OP可指定 26=64条指令； ③ RS型指令，两个操作数一个在寄存器中（16个寄存 器之一），寄存器寻址方式；另一个在存储器中，变 址寻址方式； ④ 有效地址通过变址求得：E=（变址寄存器）+ D，变 址寄存器可有16个。
(4)立即数的范围是 -32 ~ +31 (有符号数) 或 0~63 (无符号数)。
(5)相对寻址的位移量为 -32 ~ +31。
(6)上述六种寻址方式中，
因立即数内指令直接给出，故立即寻址的指令执行时间最短； 间接寻址在指令的执行阶段要多次访存(一次间接寻址要两次 访存，多次间接寻址要多次访存)，故执行时间最长； 变址寻址由于变址寄存器的内容由用户给定，而且在程序的执 行过程中允许用户修改，而其形式地址始终不变，故变址寻址的 指令便于用户编制处理数组问题的程序。 相对寻址操作数的有效地址只与当前指令地址相差一定的位移 量，与直接寻址相比，更有利于程序浮动。
63．某机有四级中断．优先级从高到低为1→2→ 3→4。若将优先级 顺序修改，改后1级中断的屏蔽字为1011，2级中断的屏蔽宇为1111， 3级中断的屏蔽字为0011，4级中断的屏蔽字为0001，则修改后的优 先顺序从高到低为_____。 A. 3→2→1→4 B．1→3 →4 →2 C. 2 →1→ 3→ 4 答案：C 64．中断系统是由_____实现的。 A．硬件 B. 固件 C．软硬件结合 答案：C 65. CPU响应中断的时间是____。 A. 中断源提出请求 B. 取指周期结束 C.执行周期结束 答案：C 66．中断周期前是_____ ，中断周期后是_____。 A．取指周期，执行周期 B. 执行周期，取指周期 C．间指周期，执行周期 答案：B
4. 在计算机系统中，为了管理中断，硬件上通常有哪些设置?各有何 作用? 指令系统应有哪些设置?
解： (1) 中断请求触发器，其个数与中断源个数相等，用以标志某个中断源 向CPU提出中断请求。 (2) 中断屏蔽触发器，其个数与中断请求触发器相等，当其为1时．表示 该中断源的中断请求被屏蔽，CPU不能响应。 (3) 排队器，用来进行中断判优。当多个中断源同时请求时，排队器可选 中优先级最高的中断请求。 (4) 向量地址形成部件，用以产生中断源的向量地址地址。 (5) 允许中断触发器，当其为1时，CPU允许处理中断。 (6) 中断标志触发器，标志系统进人中断周期。 (7) 堆栈，用来保护现场。 (8) 中断查询信号电路。在每条指令执行周期结束时刻，该电路向各中断 源发查询信号。 在计算机系统中，为了管理中断，指令系统应设有开中断，关中断、置 屏蔽字及中断返回等指令。