第三章CPU、指令系统、总线系统

2．CPU中的有一个标志寄存器是专门用于存放运算结果的特征位。 【答案】对

【解题指导】在CPU中有一组通用寄存器和一个标志寄存器，通用寄器用来存放参与运算的数据、中间结果或地址，而标志寄存器则用于存放运算结果的特征，如进位标志、溢出标志等。

3．CPU只具有对数据进行运算的功能但不具备对数据的存储功能。 【答案】错

【解题指导】CPU由运算器、控制器和寄存器等组成，运算器进行数值运算及逻辑运算，寄存器则负责对数据进行暂存。

复习巩固

一、填空题

１．CPU的功能有___________、___________和提供控制信号及对指令进行解码。

２．在计算机中，中央处理器又简称___________，它由运算器、_________及__________组成。

3．___________与___________常做在一个箱体中，也称作主机。

4．运算器是对数据进行运算和操作的部件，即可进行_________、_________运算。

5．ALU是___________的缩写。

6．CPU中的累加器负责向CPU提供操作数并接收ALU的运算结果，所以累加器主要完成___________操作，同时存放___________或中间结果。

7．控制器主要由__________、__________、指令译码器以及时序发生器、微程序控制器等组成。

8．CPU中的 可以控制计算机的执行顺序。 二、选择题

1．ALU是指___________。 A）寄存器 B）算术逻辑单元 C）中央处理器 D）只读存储器 2．以下对累加器的描述中不正确的是___________。 A) 可用于暂存运算的中间结果。 B）完成累加操作 C）可以存放运算结果 D）以上三者都不对

3．下列关于计算机的工作原理是叙述不正确的是_____________。 A）大多数计算机虽然结构不同但都是基于冯·诺依曼工作原理。 B）计算机的工作原理都遵循存储程序、程序控制式原理。

C）计算机进行程序执行归根结底是取指令、分析指令、执行指令的过程。 D）大型机与微型机的工作原理不同是因为大型机的功能强，微型机的功能弱。

4．内存中每个存储单元都被赋于一个唯一的序号，这个序号被称为

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上篇 计算机原理

_________。 A）地址 B）字节 C）编号 D）容量 5．计算机中不能直接与CPU交换数据的是____________。 A） Cache B)主存 C）外存 D）寄存器

6．使用 技术，可以使快速的处理器与慢速的系统总线相协调。 A）时钟倍频 B）流水线 C）精简指令集 D）超频 7．ＰentinumII是Intel公司的 产品。 A）硬盘 B）处理器 C）接口 D）显示器

8．流水线(pipeline) 技术是InteI首次在 芯片中开始使用的。 A）286 B）386 C）486 D）Pentium 9．衡量运算器的运算速度的重要指标是 。 A）MBPS B）BIPS C）MIPS D）FMPS

10．CPU内部有一组寄存器，增加内部寄存器的目的不包括 。 A）可避免频繁地访问存储器 B）缩短了指令的长度和指令执行时间 C）提高机器的运行速度 D）减少了CPU的取指次数

11． CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术称为CPU的 技术。 A）超标量技术 B）MMX C）乱序执行技术 D）RISC技术

三、判断题

1．ALU具有算术运算和逻辑运算的功能，但不能进行移位运算。 2．比较运算属于逻辑运算。

3．累加器主要完成累加操作但不可以存放运算结果或中间结果。 4．累加器可以存放运算结果或暂存运算的中间结果。

5．CPU中的通用寄存器组可用于存放参与运算的数据、中间结果或地址。 6．CPU有了内部的通用寄存器组，可以提高机器的运行速度。

7．CPU内部的标志寄存器主要用于存放运算的类型，如加法或减法等。 8．CPU内部的标志寄存器主要用于存放运算结果的特征，如进位标志、溢出标志等。

9．CPU内部的标志寄存器随机器的不同而有不同的用法和规定。 10．运算器的运算速度是衡量一台计算机性能好坏的重要指标。 11．程序计数器用于存放从内存中取出的指令的地址。

12．当程序顺序执行时，每取出一条指令后，ID的内容会自动增加一个值，以指向下一条要取的指令。

13．PC的值可以指示程序执行的顺序，它主要用来存放后继指令的地址. 14．指令寄存器用来寄存当前要执行的指令地址。

15．80286具有两种工作方式，即实地址方式和保护虚地址方式。

16．80486SX中首次采用了时钟倍频技术，使快速的处理器与慢速的系统总

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第三章CPU、指令系统、总线系统

线相协调。

17．Pentinum处理器的数据总线为128位，因此CPU的处理速度很快。

第二节 指令系统

本节要求

? 了解指令的基本格式 ? 了解指令的分类和功能

知识精讲

一、指令系统

1．指令的基本格式

操作码 操作数 操作码：指明操作的性质，即表明该指令应进行什么性质的操作，操作码的位数决定了指令系统中指令的多少。

操作数：指明完成操作所需要的操作数的地址，其位数决定了能够直接访问的内存空间的大小。根据地址码部分所给出的地址的个数可将指令分为：零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令等。 零地址指令为没有操作地址的指令。 2．指令长度

指令长度与机器字长之间，没有固定的关系，一般为字节的整数倍。使用多字长指令，能提供较大的寻址空间或较丰富的指令系统，但从内存取指令时要多次访问内存，从而降低CPU的运算速度。 3．寻址方式

指令中如何提供操作数或操作数地址称为指令的寻址方式或编址方式。指令的寻址方式与操作数可存放的位置与存储器的结构有关，操作数可存放在寄存器中、主存储器、堆栈或外围设备中。

寄存器：若操作数或操作数地址放在CPU中的寄存器里，指令中只需给出寄存器号即可，此时称为寄存器寻址，其指令执行的速度也是最快的；

主存储器：若操作数或操作数地址放在主存中，则应给出相应的存储单元地址,访问主存时,每次访问一个编址单元。存储单元编址有两种方式，按字节编址的按字编址，按字节编址则每个单元存入一个字节,按字编址则每个编址单元址放一个字长。

堆栈：是主存中的一个区域或一组寄存器，按先进后出的原则来存取操作数或操作数地址。

外围设备：主机可通过外围接口中的相关寄存器完成I/O传送，而接口中的寄存器可采用与主存统一编址方式或采用独立编址方式，指令中只要给出

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上篇 计算机原理

寄存器的地址即可

常用的寻址方式

立即数寻址：指令中直接给出操作数。

寄存器寻址：指令中给出的是操作数所存放的寄存器。 直接寻址：指令中给出的是操作数所存放的内存地址。

间接寻址：指令中给出的是存放操作数地址的存储单元地址。 除此之外还有变址寻址、基址变址寻址等。 二、指令的分类及功能

不同机器的指令系统各不相同，从功能来分，一般有数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令又称转移指令、输入输出指令及系统控制指令等。

1． 数据传送指令：用于实现数据在寄存器与内存之间中的传送，以使

CPU能进行快速的运算。

2．算术运算指令：用于进行算术运算，一般可以以字或字节为单位进行加、减、乘、除四种基本运算。带符号数之间进行运算时采用补码。 3．逻辑运算指令：主要包括逻辑运算和移位运算指令。

4．程序控制指令：用于控制程序的执行顺序，如转移指令等。 5．输入输出指令：用于通过I/O设备读写I/O接口中的数据。 6．系统控制指令：用于控制系统的启停如HLT。

例题分析

选择题

1. 规定计算类型及操作数地址是指挥计算机进行基本操作的命令 A）指令 B）程序 C）微操作 D）宏命令 【答案】A

【解题指导】指令是指挥计算机进行基本操作的命令，而程序是由相应的指令组成的，宏命令是汇编语言中的一种命令，微操作是微程序中一个概念。 2．下列说法中正确的是 。 A） 所有微机的指令系统是相同的

B）不同型号的计算机其指令系统是不同的 C）指令周期即是指执行一条指令的时间 D）指令周期也是时钟周期 【答案】B

【解题指导】指令周期是指从取指令、分析指令到执行完指令所需的全部时间，不同计算机其指令系统不一定相同，一个指令周期可以包含多个时钟周期。

复习巩固

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