組成課后答案要點(diǎn)

1、一2 .馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？其中最主要的一點(diǎn)是什么？解：馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)如下：計(jì)算機(jī)(指硬件)應(yīng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成；計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制來表示指令和數(shù)據(jù)；將編好的程序和原始數(shù)據(jù)事先存入存儲(chǔ)器中，然后再啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作。第點(diǎn)是最主要的一點(diǎn)。3 .計(jì)算機(jī)的硬件是由哪些部件組成的？它們各有哪些功能？解：計(jì)算機(jī)的硬件應(yīng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成。它們各自的功能是：輸入設(shè)備：把人們編好的程序和原始數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中去，并且將它們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)內(nèi) 部所能識(shí)別和接受的信息方式。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果以人或其他設(shè)備所能接受

2、的形式送出計(jì)算機(jī)。 存儲(chǔ)器：用來存放程序和數(shù)據(jù)。運(yùn)算器：對(duì)信息進(jìn)行處理和運(yùn)算。 控制器：按照人們預(yù)先確定的操作步驟，控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的各部件有條不紊地自動(dòng)工作。6 .計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？解：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有：機(jī)器字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)通路寬度、主存容量和運(yùn)算速度等。機(jī)器字長(zhǎng)是指參與運(yùn)算的數(shù)的基本位數(shù)，它是由加法器、寄存器的位數(shù)決定的。數(shù)據(jù)通路寬度是指數(shù)據(jù)總線一次所能并行傳送信息的位數(shù)。主存容量是指主存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的全部信息量。運(yùn)算速度與機(jī)器的主頻、執(zhí)行什么樣的操作、主存本身的速度等許多因素有關(guān)。二1 7.將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 IEEE短浮點(diǎn)數(shù)：解；(1) 2S .75=11100 ,1

3、1=1 ,1LOO11X2-o符號(hào)位=0.階碼=127+4= 131.0 ,10000011,11001100000000000000000,結(jié)果=nE60Q00 Hli(2) 624 = 1001110000=1 .001110000 X 2符號(hào)位=。占階碼=137 + 9= 136,0 40001000 ,00111000000000000000000o結(jié)果=441C0000H.(3) 0 .G25=-C 401= -1.01X2符號(hào)位=L階碼=1”一=126,1 .01111110 X1000000000000000000000,結(jié)果=BF200000H,(4) +0 .0*結(jié)果=000

4、0000011。(5) 1000 ,5=1111101000 4=1 *1111010001X29 符號(hào)位=1.階啊=1"+9=1331 4 0001000, 11X10100010000000000000, 結(jié)果=C47A2000H。1 8 .將下列IEEE短浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù):(1 )11000 000(2 )00111111(3 )01000 011(4)01000 000(5 )01000 001(6)000000001 11100000 00100001 0011001000000000 0 1 0 0 0 0 0 0000000000000000000000000000

5、000000000000000000000000000000000000;00000000;00000000;00000000;00000000;00000000。解：(1 ) 1,10000001 .山00000000000000000000符號(hào)位=19階碼=129127=11.111X2z = 111.1B = 7.5b所以結(jié)果=7 ,5 0(2)0,01111110.00100000000000000000000符號(hào)位=0。階碼=126127= L1 .001X2-1 =01O0IB=0 .5625n所以.結(jié)果=0.5625.(3)0 4 0000111,0011001000000000

6、0000000符號(hào)位=0.階碼=135 127=8.1.0011001X2* = 100110010B = 306o 所以，結(jié)果=306,(4)0 4 0000000 ,00000000000000000000000 符號(hào)位RO.階碼=128-127=1.1 .0X2' = 108= 2&所以，納果一工(5 ) 0 *10000010 .0100000 00000000 00000000符號(hào)位=0.階碼=130127=3.1 -01X = 10108= 10t 所以，結(jié)果= 10。(G ) 0 .00000000 ,00000000000000000000000 階科和尾數(shù)都等

7、于全0 .結(jié)果=6三3 .某機(jī)為定長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)，指令長(zhǎng)度1 6 位；每個(gè)操作數(shù)的地址碼長(zhǎng)6位，指令分為無操作數(shù)、單操作數(shù)和雙操作數(shù)三類。若雙操作數(shù)指令已有K種，無操作數(shù)指令已有L種，問單操作數(shù)指令最多可能有多少種？上述三類指令各自允許的最大指令條數(shù)是多少？解：X=(字一QX26 一品雙操作數(shù)指令的最大指令數(shù)2 L單操作數(shù)指令的最大指令數(shù)5X1 (假設(shè)Q操作數(shù)指令僅1條，為無操作數(shù)指 令留出1個(gè)擴(kuò)展窗口器無操作放指令的最大指令款:* 一二一容 其中 二為表小某條一地址指令占用的 編四散二日為我示某條眼地址指令占用的編碼效。此時(shí)以操作數(shù)和m操作數(shù)指令各仗市 1條84 .設(shè)某機(jī)為定長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)，指令

8、長(zhǎng)度1 2 位，每個(gè)地址碼占3 位，試提出一種分配 方案，使該指令系統(tǒng)包含：4 條三地址指令，8 條二地址指令，1 8 0 條單地址指令。胸柒三地11L指令 OOO XXX W Y /胃胃Oil XXX Y Y Y ZZZ S圣二地JlJ告今 1OU OOO XXX Y丁、1OO 111 XXX Y V ¥ LSO 條孽地如_告令 1O1 OOO OOO XXX111 IIO 011 XXX5 .指令格式同上題，能否構(gòu)成：三地址指令4條，單地址指令2 5 5 條，零地址指令6 4條？ 為什么？解；三地址指令4條 000 XXX YYY ZZZ011 XXX Y Y Y ZZZ單地址指

9、令255條100 000 000 XXX111 111 11。Y、-只施再擴(kuò)屐孤零地址指令E條.所以不能構(gòu)成這樣的指令系統(tǒng).9 .某機(jī)字長(zhǎng)為1 6 位，主存容量為6 4 K字，采用單字長(zhǎng)單地址指令，共有5 0 條指 令。若有直接尋址、間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址四種尋址方式，試設(shè)計(jì)其指令格式。解：操作碼6 位，尋址方式2 位，地址碼8 位。1 0 .某機(jī)字長(zhǎng)為1 6 位，主存容量為6 4 K字，指令格式為單字長(zhǎng)單地址，共有6 4 條指令。試說明：(1 ) 若只采用直接尋址方式，指令能訪問多少主存單元？（2） 為擴(kuò)充指令的尋址范圍，可采用直接/間接尋址方式，若只增加一位直接/間接標(biāo)志，指令可尋址

10、范圍為多少？指令直接尋址的范圍為多少？（3）采用頁(yè)面尋址方式，若只增加一位Z/C （零頁(yè)/現(xiàn)行頁(yè)）標(biāo)志，指令尋址范圍為多少？指令直接尋址范圍為多少？（4） 采用（2） 、（3） 兩種方式結(jié)合，指令的尋址范圍為多少？指令直接尋址范圍為多少？解：因?yàn)橛?jì)算機(jī)中共仃門條指令,所以操作碼占G位，其余部分為地址碼或標(biāo)志位.a）若只采用直接尋址方式,地址碼部分為io位，指令能訪問的主存單元數(shù)為2U= 1K字.（幻若采用直接洞接尋址方式，將增加了一位直接/間接標(biāo)志,地址碼部分為9位, 指令直接尋址的范圍為T' = 0 3K字,指令可尋址范圍為整個(gè)主存空間2" = 64K字.（3）若采用頁(yè)面尋

11、址方式,將增加位Z 'Cf零頁(yè)假行頁(yè)）標(biāo)志,所以指令宜接尋址 范圍仍為M = 0.5K字，指令G址范圍仍為T = 64K字.C4 ）此時(shí)將需要©和Z C兩個(gè)標(biāo)志位，所以指令直接尋址范圍為=。5K字，指 令的可尋址范周仍為"=6K字.四4 .已知X和Y ,試用它們的變形補(bǔ)碼計(jì)算出X + Y ,并指出結(jié)果是否溢出。(1) X= 0.11011，丫=0.11111(2) X = 0.11011，丫 = 0.10101(3) X= 0.10110,Y= - 0 .00001(4) X = - 0 .110 11，丫 =0.11110解：(1).11011卜=0 .11111

12、00.11011一。9 .uniy %m.nolorAr-ry>結(jié)果正溢(?)匚X加=0,11011= 1 ,0101100 .11011一 U.0101L如 .00110*+¥= 0.0011。<3) LA-> = i -01010.D 3 =1 .1111111 X10104- 11.1111111.01001¥十二 0,10111，=：V=1 .1：11.口二=匚一二11 .0010100 .1111000 .00011Ar+y=o.oooii8 .分別用原碼乘法和補(bǔ)碼乘法計(jì)算X X Y。(1) X = 0.11011，丫 = 0.11111(2 )

13、X =一一0.1 1 0斛：山原碼乘法； |r|=o.A00,00000. 00J10I 1c011 1 1 1K說明產(chǎn) L +M00,1 101 900.011000J 10 1 I1DI!1部分積右甑位 g=l +園4t101.01000Ooi oi no00,1 101 101 11 11部分和右的位 5=1» +|I|洶0 L0 1 1 1 00,101 1 100,1101 11111 11部分枳右移1位0=1 -必必0LI0010DOJ 100100,1 101 0IQ1部分和右移1位 c!=r +困fOLI 01 00DOJ 1010OOLOL1都介積右移所以AX兇1=

14、01101000101= -0.110100010110，丫 =樸碼乘法；用戶ftUOlLB* 打 TgLomoiA00()0000 1+-A|h I 1.00 101=0.011=.00WLG c 附加位說明1p00001ft匚5 G= l必+卜撲iooou 第分根右瞽】f"1陽(yáng)分根右移1位CVCOO. +0II 110時(shí)部分積右移1值盧 oo, +o叫3部分防移】位CGfOO, +0H) H M)潞分枳右移】便XXK> = 1.0010111011A Xk'=-Q .11010001011 LOO 1 0 1f 1 1.10010+vh oo.i ioiino.01

15、 ioi f 00.0 0110+000.(1000000.0 01 10f 0000011 (-o oo.noooo 0Mo0 1 I* 00.00001+o oo.noooo 00,0000 Jf 00.00000+Hh I l.onioiUjOOIOI所以(1) X(2) X(3) X(4) X-0.10110, Y(2) XXY = 0 . 0 10 110 110 0,過程略。1 0 .分別用原碼和補(bǔ)碼加減交替法計(jì)算X + Y。0 . 10 10 1，丫 =0.11011-0.10101，丫 =0.110110 . 1 0 0 0 1，丫 = 0.10110解：(D原碼除法：補(bǔ)用除法

16、：UflwtM川Dl-4O*Cum，=i川川i10 0.I 力 I。I+叫扁11,001011,1 1 0 104=1 1,10100卅100,1101 L00,01 1 I )00,1 1 1 10十叫崛 1100101OUOW)1 14ooiini io+|r|Mi 11.0010111,0101 1<IU.10I 10卅100,1 1011"100011 1,00010卅14)0,1101 11 1.1 1101中00,1101 1OOJIDOO出為所以C說明I Y =1.00101Ac說明0.0-000fl n fi(II-y都分余教為露 左捌包 小I部分余鞭力正, 左

17、和位hTq府1+卜小0010101 LOOIOI0,000001"、IH*同力+卜門ifojJ:十”1 1,1 101013 010 0(H).l 1 0 1 1().0 0 DOu園*，陽(yáng)出號(hào)，而0左移1樓 +irb00,011 11(WOO01小、町同號(hào),南1“100,1 1110左移曜hi商1*卜小1 1.00 101*卜小左和他DODOOILO.n fliIH 1dr、用詞號(hào),而-rido.oo 11 ii左和位0.0mil!裾分余數(shù)為負(fù),府+-rh1 L0010I+-n*左移也1 1,010 1 10.00110凡j小異* no+用10,101 H)專樹位(1oh on1分

18、余分為曳ill 0+1500,1 1011小卜左移便1 l,l 0001(10.1 10U園*,盤號(hào),舟。制1 1,000 1 0東樹位0J HHM1小分余靚為能由口*1小00,11011w*員后r次it翼余作十|F|I 1.1 1 1010.11001和加胄所以1 .1IMV 勺'i £y,=o$o=QL 二 UWUL0.11011c Hmc D.1100Q.：<2-; rl吁 0J10ilA y，.-0.00011 ?: =。閩 +OU011(2)中間過程略上原碼除法：XY= 01000+。,臂落:XU k JL X v ：X .X補(bǔ)碼除法：.¥-r1 =

19、 -01°01一氣!£后 中間過程略©原碼除法小+ =二011000+0.10110補(bǔ)碼除法：x+y=-oiooi0.00101 >20.10110Q)中間過程略.原的后法：t)=。:二一0.00010 2 :0 41011補(bǔ)碼除法:)=0.11011-C10。1 - 2 :0,11011五2 .存儲(chǔ)器的主要功能是什么？ 為什么要把存儲(chǔ)系統(tǒng)分成若干個(gè)不同層次？ 主要 有哪些層次？解：存儲(chǔ)器的主要功能是用來保存程序和數(shù)據(jù)。 存儲(chǔ)系統(tǒng)是由幾個(gè)容量、速度和價(jià)格各不相 同的存儲(chǔ)器用硬件、軟件、硬件與軟件相結(jié)合的方法連接起來的系統(tǒng)。 把存儲(chǔ)系統(tǒng)分成若干 個(gè)不同層次的目

20、的是為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾。由高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器構(gòu)成的三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)層次，其中高速緩存和主存間稱為Cache -主存存儲(chǔ)層次(Cache存儲(chǔ)系統(tǒng))；主存和輔存間稱為主存一 輔存存儲(chǔ)層次(虛 擬存儲(chǔ)系統(tǒng))。5 .動(dòng)態(tài)RAM為什么要刷新？一般有幾種刷新方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：DRAM 記憶單元是通過柵極電容上存儲(chǔ)的電荷來暫存信息的，由于電容上的電荷會(huì)隨 著時(shí)間的推移被逐漸泄放掉，因此每隔一定的時(shí)間必須向柵極電容補(bǔ)充一次電荷，這個(gè)過程就叫做刷新。常見的刷新方式有集中式、分散式和異步式3種。集中方式的特點(diǎn)是讀寫操作時(shí)不受刷新工作的影響，系統(tǒng)的存取速度比

21、較高；但有死區(qū)，而且存儲(chǔ)容量越大，死區(qū)就 越長(zhǎng)。分散方式的特點(diǎn)是沒有死區(qū)；但它加長(zhǎng)了系統(tǒng)的存取周期，降低了整機(jī)的速度， 且刷新過于頻繁，沒有充分利用所允許的最大刷新間隔。異步方式雖然也有死區(qū)，但比集中方式的死區(qū)小得多，而且減少了刷新次數(shù)，是比較實(shí)用的一種刷新方式。1 1 .某機(jī)字長(zhǎng)為3 2 位，其存儲(chǔ)容量是6 4 KB ,按字編址的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。解：某機(jī)字長(zhǎng)為3 2 位，其存儲(chǔ)容量是6 4 KB ,按字編址的尋址范圍是1 6 KW。若主 存以字節(jié)編址，每一個(gè)存儲(chǔ)字包含4個(gè)單獨(dú)編址的存儲(chǔ)字節(jié)。假設(shè)采用大端方案，即字地址等于最高有效字節(jié)地址

22、，且字地址總是等于4的整數(shù)倍，正好用地址碼的最末兩位來區(qū)分同一個(gè)字中的4 個(gè)字節(jié)。主存字地址和字節(jié)地址的分配情況如圖5-19所示。字行t也址- -0L234567鳥g101 1-二65532655336553465535圖5-19主存字地址和字節(jié)地址的分醍1 2 . 一個(gè)容量為1 6 K X 3 2位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？1KX4 位，2 KX8 位，4 KX4 位，16Kxi 位，4 KX8 位，8 KX8 位。解：地址線14 根，數(shù)據(jù)線3 2 根，共4 6 根。若選用不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片，則需要：1 KX4位芯片12 8片，2

23、KX8位芯片3 2片，4 K X 4位芯片3 2片，16 KX 1位芯片3 2片，4 KX 8位芯片16片，8 Kx 8位芯片8 片。1 3 .現(xiàn)有1 0 2 4 XI的存儲(chǔ)芯片，若用它組成容量為1 6 K X 8的存儲(chǔ)器。試 求：(1 ) 實(shí)現(xiàn)該存儲(chǔ)器所需的芯片數(shù)量？(2) 若將這些芯片分裝在若干塊板上，每塊板的容量為4K X 8，該存儲(chǔ)器所需的地址線總位數(shù)是多少？其中幾位用于選板？幾位用于選片？幾位用作片內(nèi)地址？解：(1) 需1 0 2 4 X 1的芯片12 8 片。(2 ) 該存儲(chǔ)器所需的地址線總位數(shù)是1 4位，其中2位用于選板，2位用于選片，10位用作片內(nèi)地址。1 4 .已知某機(jī)字長(zhǎng)8

24、 位，現(xiàn)采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作主存，其地址線為1 6 位，若使用1K X 4的SRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并采用存儲(chǔ)模板結(jié)構(gòu)形式。(1) 若每塊模板容量為4 K X 8，共需多少塊存儲(chǔ)模板？(2 ) 畫出一個(gè)模板內(nèi)各芯片的連接邏輯圖。解：(1) 根據(jù)題干可知存儲(chǔ)器容量為2 16= 6 4 KB ,故共需1 6 塊存儲(chǔ)模板。(2 ) 一個(gè)模板內(nèi)各芯片的連接邏輯圖如圖5-2 0所示。> .-TE m-R 捺 電eI “ 衿注 J4-總與工至市生 約*t FFI為零跳）、STORE （存數(shù)）指令的微操作序列。要求：當(dāng)排 ISZ 解：（1 ） LOAD （取數(shù)）指令 PC . MAR

25、, READ MM f MDR MDR 一 IR , PC + 1 - PC A f MAR , READ MM f MDR MDR f Acc（2） ISZ （加“ 1 ”為零跳）指令 取指令微操作略。A f MAR , READ MM f MDR MDR f Acc Acc + 1 - Acc ;加 1 If Z = 1 then PC + 1 PC ; Acc 一 MDR , WRITE MDR f MM Acc 1 一 Acc（3 ） DSZ （減“1 ”為零跳）指令 取指令微操作略。A f MAR , READ MM f MDR MDR f Acc Acc 1 Acc ;減 1 If

26、 Z = 1 then PC + 1 - PC Acc 一 MDR , WRITE MDR f MM Acc+ 1 - Acc（4） STORE （存數(shù)）指令： 取指令微操作略。A f MAR六11.設(shè)一地址指令格式如下:現(xiàn)在有4 條一地址指令：LOAD （取數(shù)）、ISZ （加“1”為零跳）、DSZ （減“1,在一臺(tái)單總線單累加器結(jié)構(gòu)的機(jī)器上運(yùn)行，試排出這4和DSZ指令時(shí)不要破壞累加寄存器Acc原來的內(nèi)容。;取指令;取數(shù)據(jù)送Acc;取數(shù)據(jù)送Acc結(jié)果為0, PC + 1;保存結(jié)果;恢復(fù)Acc;取數(shù)據(jù)送Acc;結(jié)果為0, PC + 1;保存結(jié)果;恢復(fù)Acc;Acc中的數(shù)據(jù)寫入主存單元Acc f

27、MDRWRITEMDR f MM1 2 .某計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6唱2 2所示。兩組總線之間的所有數(shù)據(jù)傳送通過ALU 。ALU還具有完成以下功能的能力：F = A ; F = BF=A+1; F=B+1F=A 1; F=B 1寫出轉(zhuǎn)子指令(JSR)的取指和執(zhí)行周期的微操作序列。 JSR指令占兩個(gè)字，第一個(gè)字是操 作碼，第二個(gè)字是子程序的入口地址。 返回地址保存在存儲(chǔ)器堆棧中， 堆棧指示器始終指向 棧頂。 r ：!;取指令的第一個(gè)字;取指令的第二個(gè)字;修改棧指針，返回地址壓;子程序的首地址一 PC解： PC 一 B , F = B , F MAR , Read PC-B,F=B + 1 ,

28、 F 一 PC MDR B,F=B,F-IR PC-B,F=B,F MAR , Read PC-B,F=B + 1 , F 一 PC MDR B,F=B,F-Y SP 一 B,F=B 1 ,F-SP,F 一 MAR 入堆棧 PC-B,F=B,F MDR , Write丫一 A,F=A,F-PCEnd1 3 .某機(jī)主要部件如圖6-2 3所示。(1 ) 請(qǐng)補(bǔ)充各部件間的主要連接線，并注明數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。(2) 擬出指令A(yù)DD (RI ) , (R2 ) +的執(zhí)行流程(含取指過程與確定后繼指令 地址)。該指令的含義是進(jìn)行加法操作，源操作數(shù)地址和目的操作數(shù)地址分別在寄存器1和R2中，目的操作數(shù)尋址方式為

29、自增型寄存器間址。解：(1) 將各部件間的主要連接線補(bǔ)充完后如圖6-2 4所示。(2) 指令A(yù)DD (RI ), (R2 ) +的含義為(R1 )+(R2 ) 一 (R2 )(R2 ) + 1 - R2 指令的執(zhí)行流程如下：；取指令(PC) 一 MARL帆11 一% _ 1 Mg 11 11凡ri也口IfV3 1 LU%MAR注】la 注抨用6-25 ¥.帆忠部樣 Read M (MAR ) 一 MDR 一 IR(PC)+ 1 - PC(R 1 ) 一 MAR Read M (MAR ) 一 MDR 一 C(R2 ) 一 MAR Read M (MAR ) 一 MDR 一 D (R2

30、 ) + 1 - R2 (C)+ (D) MDRWrite MDR f MM;修改目的地址;求和并保存結(jié)果14 . CPU結(jié)構(gòu)如圖6唱2 5 所示，其中有一個(gè)累加寄存器 AC、一個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其他4個(gè)寄存器，各部件之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。(1) 標(biāo)明4個(gè)寄存器的名稱。(2 ) 簡(jiǎn)述指令從主存取出送到控制器的數(shù)據(jù)通路。(3 ) 簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存取訪問的數(shù)據(jù)通路。 H -8*人母降禍 ca超存腓解：(1 ) 這4個(gè)寄存器中，a為存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器 MDR , b為指令寄存器IR , c為存儲(chǔ)器地址寄存器 MAR , d為程序計(jì)數(shù)器PC 。(2) 取指令的數(shù)據(jù)

31、通路： PC 一 MAR 一 MM 一 MDR 一 IR(3) 數(shù)據(jù)從主存中取出的數(shù)據(jù)通路(設(shè)數(shù)據(jù)地址為 X) : X - MAR - MM - MDR一 ALU 一 AC數(shù)據(jù)存入主存中的數(shù)據(jù)通路(設(shè)數(shù)據(jù)地址為Y) : Y 一 MAR , AC MDR 一 MM15 .什么是微命令和微操作？什么是微指令？微程序和機(jī)器指令有何關(guān)系？微程序和程序之間有何關(guān)系？解：微命令是控制計(jì)算機(jī)各部件完成某個(gè)基本微操作的命令。微操作是指計(jì)算機(jī)中最基本的、不可再分解的操作。微命令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的，微命令是微操作的控制信號(hào)，微操作是微命令的操作過程。 微令是若干個(gè)微命令的集合。微程序是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，每一

32、條機(jī)器指令都對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。微程序和程序是兩個(gè)不同的概念。微程序是由微指令組成的， 用于描述機(jī)器指令，實(shí)際上是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，微程序是由計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者事先編制好并存放在控制存儲(chǔ)器中的，一般不提供給用戶；程序是由機(jī)器指令組成的，由程序員事先編制好并存放在主存儲(chǔ)器中。1 6 .什么是垂直型微指令？什么是水平型微指令？它們各有什么特點(diǎn)？又有什么區(qū)別？解：垂直型微指令是指一次只能執(zhí)行一個(gè)微命令的微指令；水平型微指令是指一次能定義并能并行執(zhí)行多個(gè)微命令的微指令。垂直型微指令的并行操作能力差，一般只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)微操作，控制12個(gè)信息傳送通路，效率低，執(zhí)行一條機(jī)器指令所需的微指令數(shù)目多，執(zhí) 行時(shí)間長(zhǎng)；但

33、是微指令與機(jī)器指令很相似，所以容易掌握和利用，編程比較簡(jiǎn)單，不必過多地了解數(shù)據(jù)通路的細(xì)節(jié)， 且微指令字較短。水平型微指令的并行操作能力強(qiáng)，效率高， 靈活 性強(qiáng)，執(zhí)行一條機(jī)器指令所需微指令的數(shù)目少，執(zhí)行時(shí)間短；但微指令字較長(zhǎng)，增加了控存的橫向容量，同時(shí)微指令和機(jī)器指令的差別很大，設(shè)計(jì)者只有熟悉了數(shù)據(jù)通路，才有可能編制出理想的微程序，一般用戶不易掌握。1 7 .水平型和垂直型微程序設(shè)計(jì)之間各有什么區(qū)別？串行微程序設(shè)計(jì)和并行微程序設(shè)計(jì)有什么區(qū)別？解：水平型微程序設(shè)計(jì)是面對(duì)微處理器內(nèi)部邏輯控制的描述，所以把這種微程序設(shè)計(jì)方法稱為硬方法；垂直型微程序設(shè)計(jì)是面向算法的描述，所以把這種微程序設(shè)計(jì)方法稱為軟方

34、法。在串行微程序設(shè)計(jì)中，取微指令和執(zhí)行微指令是順序進(jìn)行的，在一條微指令取出并執(zhí)行之后，才能取下一條微指令； 在并行微程序設(shè)計(jì)中， 將取微指令和執(zhí)行微指令的操作重疊起來，從而縮短微周期。18 .圖6唱2 6 給出了某微程序控制計(jì)算機(jī)的部分微指令序列。圖中每一框代表一條微指令。分支點(diǎn)a由指令寄存器IR的第5 、6兩位決定。分支點(diǎn)b由條件碼CO決定。 現(xiàn)閨5-2& 落機(jī)的洋"nt指令中利位。采用下址字段實(shí)現(xiàn)該序列的順序控制。已知微指令地址寄存器字長(zhǎng)8(1) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該微指令序列的微指令字之順序控制字段格式。(2 ) 給出每條微指令的二進(jìn)制編碼地址。(3 ) 畫出微程序控制器的簡(jiǎn)化框

35、圖。解：(1) 該微程序流程有兩處有分支的地方，第一處有4路分支，由指令操作碼IR5 IR6指向4條不同的微指令，第二處有2路分支，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果 CO的值決定后繼微地址。加上順序控制，轉(zhuǎn)移控制字段取2位。段至少需要4位，但因已知微指令地址寄存器字長(zhǎng)8字段取8位。微指令的順序控制字段格式如圖6-2 7 爭(zhēng)子陛 梏樣性超F(xiàn)址字段一 丁字控捌早威 圖6-27 *指令的*序掙制字股榔式(2) 轉(zhuǎn)移控制字段2 位：0 0順序控制圖6唱2 6 中共有1 5 條微指令，則下址字位(WMAR 7科MAR 0 ),故下址所示。0 1 由IR 5 IR 6 控制修改 科MAR 4 ,科MAR 3 。10 由C 0

36、控制修改科MAR 5 。微程序流程的微地址安排如圖6-28所示。每條微指令的二進(jìn)制編碼地址見表6-3021r.好口OA1UlNK1Ci 口1 |口IMJIMJitMJ 1 U 1 1tyU- 1仆耳 u0。11EHJ| 4KbCH>£H)CS> 1 4 HUt>4L. |(KJ<)000- KOI !l11oooooooo1 2IOn aiE*OIJ<MMJ 1 OO I IF | OOOl I1 1看1 111rOCX) 1 O J OO| 1 " 1 Elnoo i o i <> a1 -4K(JUOUO 1 CJ KJ dI1

37、 5MCK*funci i ta i i o1日Z(yǔ)nosrHun I o i i1注：每條微指令前的微地址用十六進(jìn)制表示。圖6-2 8微程序流程的微地址安排費(fèi)A3 每條佛指令的二進(jìn)制編碼地1升微手3令猿地址操作棹出字陵順序杓制字段二進(jìn)制津命學(xué)試判別下地址OOCKOOCOA00OOOOOOClOOOOOOClB0100000010OMOOOIOc10oooooonOWOOOHJ00woooiooOOOCOiCO1.002KX10101100001010D00oooo ion00CK1011O0000300000oooiooioE000001001100010011G000001010000010ICOK00D001C1C100010101M000001011000010110Nco00001011000110