吉林大学计算机系统结构题库第二章.doc

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． RR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． RISC指令平均执行周期数少
D． RISC只允许load和store指令访存