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初心者講座：演習

AOBA's Information Processing Education


１９９８／０２／０１

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　今週は演習をいくつか行います。では早速。

「演習１」

　プログラムの先頭などを基準とし、基準とした番地からの変位を表した番地を何と呼ぶか、解答群の中から選べ。

  1. 命令アドレス
  2. メモリアドレス
  3. 相対アドレス（相対番地）
  4. 絶対アドレス（絶対番地）

「演習２」

　機械語に関する説明として誤っているものを解答群の中から選べ。

  1. 機械語はコンピュータが直接的に実行可能である。
  2. ＣＰＵが異なってもＯＳ（オペレーティングシステム）が同じならば機械語は同じである。
  3. 機械語は２進数で表現される。
  4. コンパイラやアセンブラが出力するプログラムである。

「演習３」

　機械語は通常、命令部と何から構成されるか、解答群の中から選べ。

  1. 番地部
  2. データ部
  3. レジスタ部
  4. オペレーション部

「演習４」

　コンピュータの各装置に関する以下の記述中の、空欄ＸとＹに当てはまる用語の正しい組み合わせを解答群の中から選べ。

  1. Ｘ：制御装置　　Ｙ：命令デコーダ（命令解読器）
  2. Ｘ：演算装置　　Ｙ：命令デコーダ（命令解読器）
  3. Ｘ：制御装置　　Ｙ：命令レジスタ
  4. Ｘ：演算装置　　Ｙ：命令レジスタ

「演習５」

　あるＣＰＵの機械語命令が以下の表で示す構成をとるとする。

アドレス指定方式１＋１／２アドレス指定方式
命令部のビット長４ビット
レジスタ番号指定のビット長２ビット
番地指定のビット長１０ビット

　命令部　レジスタ番号　　　番地　　　

　（Ａ８１０）16の機械語命令の場合、この命令で指定された命令部（の演算）とレジスタ番号および番地の組み合わせとして正しいものを、解答群の中から選べ。
　なお、命令部が（１０１０）2の演算は加算、（１０１１）2の演算は減算とする。

  1. 命令部：加算　　レジスタ番号：８番　　番地：１０番地
  2. 命令部：加算　　レジスタ番号：２番　　番地：１６番地
  3. 命令部：減算　　レジスタ番号：８番　　番地：１０番地
  4. 命令部：減算　　レジスタ番号：２番　　番地：１６番地

「演習６」

　命令レジスタに関する説明として正しいものを、解答群の中から選べ。

  1. 現在（または次に）実行する命令のアドレスを記憶するレジスタ
  2. 命令を解読する回路のこと
  3. 演算結果を一時的に記憶するレジスタ
  4. 主記憶装置から読み出した命令を記憶するレジスタ

「演習７」

　制御装置は次の命令に備えて命令アドレスレジスタを更新する動作を行う。これを行う段階として正しいものを解答群の中から二つ選べ。

  1. エグゼキュートサイクル
  2. フェッチサイクル
  3. 命令取り出し段階
  4. 命令実行段階

「演習８」

　以下の記述中の空欄に入れるべき正しい数値を、解答群の中から選べ。

　あるコンピュータの主記憶装置は１６ビットごとに番地が振られている。また、このコンピュータの命令語長（機械語になった１命令の長さ）は３２ビットである。
　今、制御装置が（１０進数の）１０００番地の命令を実行し、次の命令に備えてプログラムカウンタを更新する動作を行った。この動作後のプログラムカウンタの値は（　）である。
　なお１０００番地の命令は、２バイト同士のデータを減算するものであったとする。

  1. ９９６
  2. ９９８
  3. １００２
  4. １００４

演習の解答

　今週の演習は、２〜３回前からの講座で行った内容を確認するためのものです。もし分からない問題があれば、前の講座に戻って確認してください。

「演習１」　解答：ｃ

　ある基準番地からの変位を表す番地は、相対アドレス（相対番地）です。これに対して、主記憶装置に固定的に振られる番地が絶対アドレス（絶対番地）です。

「演習２」　解答：ｂ

　ＣＰＵが異なれば当然機械語が異なります。

「演習３」　解答：ａ

　機械語は命令部（またはオペレーション部）と番地部（またはオペランド部）から構成されます。

「演習４」　解答：ａ

　制御装置は主記憶装置に記憶されたプログラムの、指定されたアドレスに当たる命令を順次取り出す。
　制御装置は取り出した命令を命令デコーダ（または命令解読器）で解読し、演算装置で演算を実行する。

「演習５」　解答：ｂ

　まず、（Ａ８１０）16を２進数に基数変換します。

（Ａ８１０）16＝（１０１０１００００００１００００）2

　これを表で示す機械語の構成に合わせると、

１０１０１００００００１００００

　命令部は（１０１０）2だから加算
　レジスタ番号は（１０）2だから２番
　番地は（０００００１００００）2だから１６番地

「演習６」　解答：ｄ

　命令レジスタは、主記憶装置から読み出した命令を記憶するレジスタです。命令アドレスレジスタと間違い易いので、しっかり覚えておいてください。
　なお、解答群のｃの装置をアキュームレータといいます。ちょっとこの記述だけでは足りないのですが（ｃの記述だけだと汎用レジスタともとれる）、とりあえずはこのように簡単に覚えておいてください。

「演習７」　解答：ｂ，ｃ

　命令取り出し段階＝フェッチサイクル，命令実行段階＝エグゼキュートサイクルです。まずは、以上の点をしっかり覚えておくように。
　そして、命令アドレスレジスタ（プログラムカウンタ）を更新する動作は、命令取り出し段階の最後に行われます。

「演習８」　解答：ｃ

　１０００番地の命令が分岐命令（ジャンプ命令）でなければ、１０００番地の命令を実行した後のプログラムカウンタの値は、１０００番地＋命令語長分の番地になります。つまり、分岐命令で無い限りプログラムカウンタは、命令の種類やオペランドのデータ長に関係なく、命令語長分の番地が加算されます。
　この問題では命令語長が３２ビットで、１６ビットごとに番地が振られるのですから、１命令あたり２番地の領域を確保していることになりますね。
　ということで、１０００＋２＝１００２番地が正解です。

　今日はこのくらいにしてやるか。
　ではまた来週。