问答题
某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如下图所示，该机器有两个20位基址寄存器，4个16位变址寄存器，16个16位通用寄存器。指令汇编格式中的S(源)、D(目标)都是通用寄存器，M是主存的一个单元，3种指令的操作码分别是MOV(OP)=(A)H、STA(OP)=(1B)H、LDA(OP)=(3C)H。其中，MOV是传送指令，STA为写数指令，LDA为读数指令。
问答题
试分析3种指令的指令格式和寻址方式特点。
【正确答案】第一种指令是单字长二地址指令，属于RR型。
第二种指令是双字长二地址指令，属于RS型，其中S采用基址寻址或变址寻址，R由源寄存器决定。
第三种也是双字长二地址指令，属于RS型，其中R由目标寄存器决定，S由20位地址(直接寻址)决定。
【答案解析】
问答题
处理器完成哪一种操作所花时间最短?完成哪一种操作所花时间最长?第2种指令的执行时间有时会等于第3种指令的执行时间吗?
【正确答案】处理器完成第一种指令所花的时间最短，因为是RR型指令，不需要访问存储器。第二种指令所花的时间最长，因为是RS型指令，需要访问存储器，同时要进行寻址方式的变换运算(基址或变址)，这也要时间。第二种指令的执行时间不会等于第三种指令，因为第三种指令虽然也访问存储器，但是节省了求有效地址的时间开销。
【答案解析】
问答题
下列情况中，每个十六进制指令字分别代表什么操作?简述此同时指令的作用。
①(F0F1)H/(3CD2)H ②(2856)H
①(F0F1)H/(3CD2)H ②(2856)H
【正确答案】根据已知条件：MOV(OP)=001010；STA(OP)=011011；LDA(OP)=111100，将指令的十六进制格式转换成二进制代码且比较后可知：
①由于(F0F1)H/(3CD2)H前面六位为111100，因此该指令代表LDA指令。完整的二进制代码为111100 00 1111 0001 0011 1100 1101 0010，前面111100代表操作码，00代表横线的内容，1111代表目标寄存器，含义是把主存(13CD2)H地址单元的内容送至15号寄存器。
②由于(2856)H前面6位为001010，因此该指令代表MOV指令。完整的二进制代码为001010 00 0101 0110，其中后面的0101和0110分别代表目标寄存器和源寄存器，含义是把6号源寄存器的内容传送至5号目标寄存器。
①由于(F0F1)H/(3CD2)H前面六位为111100，因此该指令代表LDA指令。完整的二进制代码为111100 00 1111 0001 0011 1100 1101 0010，前面111100代表操作码，00代表横线的内容，1111代表目标寄存器，含义是把主存(13CD2)H地址单元的内容送至15号寄存器。
②由于(2856)H前面6位为001010，因此该指令代表MOV指令。完整的二进制代码为001010 00 0101 0110，其中后面的0101和0110分别代表目标寄存器和源寄存器，含义是把6号源寄存器的内容传送至5号目标寄存器。
【答案解析】
问答题
在下表中的第2列、第3列填写简要文字对CISC和RISC的主要特征进行对比。
| {{B}}表
CISC和RISC的主要特征比较{{/B}} | ||
| 比较内容 | CISC | RISC |
| 1)指令系统 | ||
| 2)指令数目 | ||
| 3)指令格式 | ||
| 4)寻址方式 | ||
| 5)指令字长 | ||
| 6)可访存指令 | ||
| 7)各种指令使用频率 | ||
| 8)各种指令执行时间 | ||
| 9)优化编译实现 | ||
| 10)寄存器个数 | ||
| 11)控制器实现方式 | ||
| 12)软件系统开发时间 | ||
【正确答案】填写后的表如下所示。
| 比较内容 | CISC | RISC |
| 1)指令系统 | 复杂、庞大 | 简单、精简 |
| 2)指令数目 | 一般大于200 | 一般小于100 |
| 3)寻址方式 | 一般大于4 | 一般小于4 |
| 4)指令字长 | 不固定 | 等长 |
| 5)可访存指令 | 不加限制 | 只有Load/Store指令 |
| 6)各种指令使用频率 | 相差很大 | 相差不大 |
| 7)各种指令执行时间 | 相差很大 | 绝大多数在一个周期内完成 |
| 8)优化编译实现 | 很难 | 较容易 |
| 9)寄存器个数 | 少 | 多 |
| 10)控制器实现方式 | 绝大多数为微程序控制 | 绝大多数为硬布线控制 |
| 11)软件系统开发时间 | 较短 | 较长 |
【答案解析】