計算機組成原理第5章習題答案

計算機組成原理第5章習題答案

一'選擇題

1.B2.C3.C4.A5.A6.B7.C8.A9.C

10.B11.A12.D13.B14.C15.B16.C17.A18.D

19.C20.A21.B

二、填空題

1.指令周期，CPU周期，T周期

2.指令寄存器IR,程序計數(shù)器PC,累加器A,程序狀態(tài)字PSW,存儲器地

址寄存器（MAR）

3.時間，空間，時間+空間

4.指令控制，操作控制，時間控制，數(shù)據(jù)加工

5.主狀態(tài)周期一節(jié)拍電位一節(jié)拍脈沖，節(jié)拍電位一節(jié)拍脈沖

6.微指令，操作控制字段，順序控制字段

三'簡答題

1.CPU中應包含的主要寄存器有：數(shù)據(jù)緩沖寄存器（DR）,指令寄存器（IR）,

程序計數(shù)器（PC）,地址寄存器（AR）,通用寄存器（R0—R3）,狀態(tài)字寄存器（PSW）

2.指令，即指機器指令，每一條指令可以完成一個獨立的算術運算或邏輯

運算操作。控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，通常把這種控制

命令叫做微命令，而一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令。

一條機器指令在執(zhí)行時需要計算機做很多微操作，在微操作控制器中，一條

機器指令需要由一組微指令組成的微程序來完成，即微程序完成對指令的解釋執(zhí)

行。因此一條指令對應多條微指令，而一條微指令可為多個機器指令服務。

3.微程序控制器的基本思想，就是仿照通常的解題程序的方法，把操作控

制信號編成所謂的“微指令”，存放到一個只讀存儲器里。當機器運行時，一條

又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機所需要的各種操作控制信號，使相應部

件執(zhí)行所規(guī)定的操作。

4.硬連線控制器的基本思想是把控制部件看做為產(chǎn)生專門固定時序控制信

號的邏輯電路，此邏輯電路以使用最少元件和取得最高操作速度為設計目標?？?/p>

用函數(shù)C=f（Im,Mi,Tk,B_j）表示，其中，C是微操作控制信號，Im是指令譯碼輸

此Mi是節(jié)拍電位信號,Tk是節(jié)拍脈沖信號,Bj狀態(tài)條件信號。

5.硬連線控制器速度更快，因為微程序控制器使每條機器指令都轉(zhuǎn)化成為

一段微程序并存入一個專門的存儲器中，微操作控制信號由微指令產(chǎn)生，增加了

一級控制存儲器，所以速度慢。

6.設計微指令結(jié)構(gòu)應當追求的目標有以下幾個方面：有利于縮短微指令字

長度；有利于減小控制存儲器的容量；有利于提高微程序的執(zhí)行速度；有利于對

微指令的修改；有利于提高微程序設計的靈活性。

7.

8.

微操作控制信號

結(jié)果反饋信息C1????Cn

樹形邏輯網(wǎng)絡

指令

譯碼器

IR

指令寄彳

啟動

停

止節(jié)拍電位/節(jié)拍

時

鐘脈沖發(fā)生器

復

位

四'綜合題

1.(1)

4個5個8個15個20個條件測下地址字段

微命令微命令微命令微命令微命令試字段

3位3位4位4位5位2位8位

(2)控制容量：28x29=7424

2.(1)判別字段2位：P(1),P(2)；下地址字段3位：共7條微指令

(2)微指令字長17位

控存容量17X8=136位

(3)

(4)uAO=Pl?T4?IRO

uAl=Pl-T4?IR1+P2?T4?CJ#

3.

(1)LDA(R3),R0(2)STORI,(R2)

讀指存讀指存

IR/W#=1IR/W#=1

SIR(T3),PC+1(T4)SIR(T3),PC+1(T4)

LR3,C2LR2,C2

SAR(T4)SAR(T4)

DR/W#=1LR1,C2

SDR(T3),SRO(T4)DR/W#=0

(3)ADDR2,RO⑷JMP(R3)

讀指存讀指存

PC->lcachePC-^Icache

Icache-*IBUS->IRIR/W#=1Icache-*IBUS-IRIR/W#=1

SIR(T3),PC+1(T4)SIR(T3),PC+1(T4)

PC+1PC+1

LR3,C2

R2-ALU,RO-ALU,LR2,LRO,+,ClR3fDBUS-PC

SPC(T4)

ALU(+)-DBUS-DRSDR(T4),SPSW(T4)//

I

DRfROSRO(T4)

_/

4.

⑴ADDRI,(R2)(2)ADDRI,R2

5.

(1)R1-*X,R2-*X,R3fx

Rl-Y,R2/Y,R3-Y

+,—?M

LDR1,LDR2,LDR3,LDAR,LDPC

(2)LDIR,PC+1,A—DBUS,CE1,RD、SE#,CE2,RD,

(3)

操作控制字段（21個微命令各占1位）判別字段2位下地址字段5位

(4)

RfXR-YALULDR另7位相容性微判別字段下地址字段

（2位）（2位）（2位）（3位）命令（7位）2位5位

(5)

STO指令

CE2,RD,LDIR,PC+1

R3-X,M,A-DBUS,LDAR

R2-X,M,A-DBUS,CE1,RD/WE#=O

(1)

10位3位5位4位2位4位12位

10個直接控制微4個互斥16個互斥8個互斥2個互斥CF,ZF,下地址

命令微命令微命令微命令微命令SF,0F字段

(2)

40X2l2=160K{i

7.

(1)

PCOE,EMRD,IREN

PCOE,EMRD,EMEN,WEN

S2S1SO=O1O,X2X1XO=1OO,AEN,FEN

(2)

取指PCOE,EMRD,IREN

(R?)fMARRRD,MAREN

(EM)-WMAROE,EMRD,EMEN,WEN

(A)OR(W)->AS2S1S0=010,X2X1XO=1OO,AEN,FEN

(3)

取指PCOE,EMRD,IREN

(EM)-MARPCOE,EMRD,EMEN,MAREN

(EM)-WMAROE,EMRD,EMEN,WEN

(A)ADD(W)->AS2SlS0=000,X2X1XO=1OO,AEN,FEN

(4)