（12 分）某 16 位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示，该机有四个 20 位基址寄存器，十六个 16 位通用寄存器（可用做变址寄存器）。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。三种指令的操作码分别是 MOV(OP)=(A)₁₆、STA(OP)=(B)₁₆、LDA(OP)=(C)₁₆。MOV 是传送指令，STA 为写数据指令，LDA 为读数据指令。
（1）分析三种指令的指令格式和寻址方式特点。
（2）处理机完成哪一种操作所花时间最短？哪一种最长？第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗？
（3）下列情况中，每个十六进制指令字分别代表什么操作？若有指令编码不正确，如何改正才能成为合法指令？ ① (F0F1)₁₆ (3CD2)₁₆ ② (2856)₁₆ ③ (6DC6)₁₆ ④ (1C2)₁₆
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【解析】 本题考查指令的格式与编码。
（1）第一种指令是单字长二地址指令， RR 型 ；第二种指令是双字长二地址指令， 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， 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。
（2）处理机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 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），这也需要时间。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，但节省了求有效地址运算的时间开销。
（3）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为二进制代码并比较后可知： ① (F0F1)ₕ (3CD2)ₕ = 1111 00|00| 1111| 0001 0011 1100 1101 0010 ，指令代表 LDA 指令 ，编码正确，其含义是把主存 (13CD2)ₕ 地址单元的内容取至 15 号寄存器。 ② (2856)ₕ = 0010 10|00| 0101| 0110 指令代表 MOV 指令 ，编码正确，含义是把 6 号源寄存器的内容传送至 5 号目标寄存器。 ③ (6DC6)ₕ = 0110 11|01 |1100 |0110 是单字长指令，一定是 MOV 指令，但编码错误，可改正为 (29C6)ₕ 。 ④ (1C2)ₕ = 0000 00|01 |1100| 0010 是单字长指令，代表 MOV 指令，但编码错误，可改正为 (29C2)ₕ 。