吉林大学 计算机系统结构题库 第二章

第二章计算机指令集结构

知识点汇总：

指令集设计、堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器、CISC、RISC、寻址方式、数据表示

简答题

1.增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？（CISC）

(1) 面向目标程序增强指令功能。

(2) 面向高级语言和编译程序改进指令系统。

(3) 面向操作系统的优化实现改进指令系统。

2.简述CISC存在的主要问题。（知识点：CISC）

答：（1）CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。

（2）CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。

（3）CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。

（4）CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。

（5）在CISC结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统的性能。

3.简述RISC的优缺点及设计RISC机器的一般原则。（知识点：RISC）

答：（1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令。

（2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成。

（3）所有指令长度均相同。

（4）只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行。

（5）以简单、有效的方式支持高级语言。

4.根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为哪几类？（知识点：堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器）

答：堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构、通用寄存器型指令集结构。

5.常见的三种通用寄存器型指令集结构是什么？（知识点：通用寄存器型机器）

答：（1）寄存器－寄存器型。

(2)寄存器－存储器型。

(3)存储器－存储器型。

6.计算机指令集结构设计所涉及的内容有哪些？（答出4个即可）（知识点：指令集设计）

答：（1）指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向。

(2) 寻址方式的设计。

(3) 操作数表示和操作数类型。

(4) 寻址方式的表示：可以将寻址方式编码于操作码中，也可以将寻址方式作为一个单独的域来表示。

(5) 指令集格式的设计：有变长编码格式、固定长度编码格式和混合型编码格式三种。

选择题

1.不需要编址的数据存储空间是（B）。

A.CPU中的通用寄存器

B.堆栈

C.主存储器

D.I/O接口中的寄存器

2.指令系统的改进以不删除原有指令系统为前提，通过增加少量强功能新指令代替常用指令串，保证了软件（B ），提高了编程效率。（知识点：指令集设计）

A．向前兼容B．向后兼容C．向上兼容D．向下兼容

3.通用寄存器型指令集结构可细分为哪三类？（ D ）（知识点：通用寄存器型机器）

A．寄存器－寄存器型、Cache－存储器型和存储器－存储器型

B．寄存器－寄存器型、Cache－存储器型和存储器－辅存型

C．寄存器－寄存器型、寄存器－Cache型和存储器－存储器型

D．寄存器－寄存器型、寄存器－存储器型和存储器－存储器型

4.在指令字的优化设计中，不需要考虑的因素是（D ）。（知识点：指令集设计）

A．多种寻址方式

B．多种指令字长

C．多种地址制

D．多种实现方式

5.以下不同类型的指令集结构中，操作数的给出方式采用半隐式约定的是（B）。（知识点：堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器）

A．堆栈结构

B．累加器结构

C．R R结构

D．RM结构

6.以下哪种结构不属于指令集结构（C）。（知识点：堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器）

A．堆栈结构

B．通用寄存器组结构

C．Cache结构

D．累加器结构

7.指令集设计的基本要求包括（A）。（知识点：指令集设计）

A．完整性、规整性、高效率、兼容性

B．完整性、规整性、灵活性、均匀性

C．完整性、规整性、对称性、兼容性

D．完整性、规整性、对称性、均匀性

8.操作码优化的主要目的是（D）

A．缩短指令字长

B．增加指令字表示的信息

C．减少程序总位数

D．A、B和C

9.RISC执行程序比CISC要快的主要原因是（C ）。

A．RISC指令系统中指令条数少

B．程序在RISC上编译生成的目标程序较短

C．R ISC指令平均执行周期数少

D．RISC只允许load和store指令访存