计算机组成原理第五章

计算机组成原理第五章Tag内容描述：<p>1、第5章习题参考答案第5章习题参考答案1请在括号内填入适当答案。在CPU中：(1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（ IR ）；(2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（ AR ）(3)算术逻辑运算结果通常放在（ DR ）和（ 通用寄存器 ）。2参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。解：STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：3参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址。</p><p>2、,流水CPU,.,5.6流水CPU,人们追求计算机有很高的处理速率促使计算机性能提高的因素除了提高器件性能外还有哪些方式呢？,.,回顾存储器性能提升方法,解决途径硬件工艺上的提升并行工作双端口访问和多模块交叉空间并行和时间并行采用分层的存储系统Cache（第6节）虚拟存储系统（第9章）,.,5.6流水CPU,5.6.1并行处理技术5.6.2流水CPU的结构5.6.3流水线中的主要问题5.6。</p><p>3、,微程序控制器,.,5.4微程序控制器,发展微程序的概念和原理是由英国剑桥大学的MVWilkes教授于1951年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出来的，当时还没有合适的存放微程序的控制存储器的元件。到1964年，IBM公司在IBM360系列机上成功地采用了微程序设计技术。20世纪70年代以来，由于VLSI技术的发展，推动了微程序设计技术的发展和应用。目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微。</p><p>4、计算机组成原理,任课教师：石磊 郑州大学信息工程学院计算机系 Email: shileizzu.edu.cn Tel: 13676986863,第一章 计算机系统概论 第二章 运算方法和运算器 第三章 存储系统 第四章 指令系统 第五章 中央处理器 第六章 总线系统 第七章 外围设备 第八章 输入输出系统 第九章 并行组织,目录,教材 白中英，计算机组成原理网络版，科学出版社，2002 参考书 石磊，计算机组成原理第2版, 清华大学出版社，2006 钱晓捷，微型计算机原理及应用, 清华大学出版社，2006 王爱英,计算机组成与结构第3版, 清华大学出版社，2001 白中英 邝坚，计算机组。</p><p>5、第5章题库1 某机字长32位，存储容量为 1MB，若按字编址，它的寻址范围是( )。A0(1M-1) B01MB C0(256K-1) D0256KB2 双端口存储器所以能高速进行读 / 写，是因为采用( )。A 高速芯片 B 两套相互独立的读写电路 C 流水技术 D 新型器件3 在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（ ）。 A. 主存储器B. 磁盘C. 磁带D. 光盘 4 在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是( )。A. 增加内存容量 B. 提高内存的可靠性C. 解决CPU与内存之间的速度匹配问题 D.增加内存容量，同时加快存取速度5 SRAM芯片，存储容量为64K16位，该芯片的地址线和数据线数目为。</p><p>6、计算机组成原理,主讲：张凯 数学与计算机科学系 20072008学年度,第五章 处理器,本章的重点内容包括两个部分 1）CPU指令系统（汇编语言） 注意：该知识点主要讲解： a）机器语言与汇编语言 b）汇编语言的寻址方式 c）汇编语言的指令 d）精简指令计算机和复杂指令计算机 2）微程序控制器的设计 注意：该知识点是历年升本考试最喜欢出的压轴题，一般在14分16分左右。,前言,本章主要研究计算机处理器中的指令系统，因为它定义了具体机器与软件之间的接口，是操作系统、编译程序，以及汇编语言程序设计的依据。,一、机器语言,什么是机器语言？ 。</p><p>7、第5章 中央处理机,指令 地址,指令,数据单元,数据 地址,数据,存数指令STO R1，（R2）,(PC)AR,(M)DR,(DR)IR,译码,(R2)AR,(R1)DR,DRMM,取指周期,执行周期,PC0 G ARi,DR0 G IRi,R20 G ARi,R10 G DRi,3、参见图5.15的数据通路，画出取数指令LAD (R3)，R0的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址数存单元的内容取至寄存器R0中。,指令 地址,指令,数据,数据 地址,取数指令LAD (R3)，R0的指令周期,(PC)AR,(M)DR,(DR)IR,译码,(R3)AR,MMDR,DRR0,取指周期,执行周期,PC0 G ARi,DR0 G IRi,R30 G ARi,DR0 G R0i,6、假设某机器有80条指令，平均每条指令有4。</p><p>8、2. I/O 中断处理过程,设备选择电路,以输入为例,排队,设备 1#、2#、3#、4# 优先级按 降序排列,INTRi = 1 有请求 即 INTRi = 0,INTR1,例题：,根据以下要求设计一个产生3个设备向 量地址的电路。 （1）3个设备的优先级按ABC降序排列。 （2）A、B、C的向量地址分别为110 100、 010 100、000 110。 （3）排队器采用链式排队电路。 （4）当CPU发来中断响应信号INTA时，可 将向量地址取至CPU。,P194,多重中断的概念,k,l,m,k +1,l +1,m +1,程序断点 k+1 , l+1 , m+1,单重中断和多重中断的服务程序流程,中断周期,是,中断隐指令,中断隐指令,中断周期。</p><p>9、第5章 指令系统,（时间：3次课，6学时）,第5章 指令系统,本章讲述计算机指令功能、指令中包含的信息、指令的一般格式、被指令处理的数据如何存储在计算机中、指令如何寻找被处理的数据、指令分类、指令系统的兼容性等问题，并列举几种类型的计算机指令系统，由此可以较为深刻地理解计算机指令和指令系统的意义。,第5章 指令系统,5.1 计算机指令概念 5.2 指令格式 5.3 数据的表示和存储 5.4 寻址方式 5.5 指令类型 5.6 指令系统举例 5.7 机器语言、汇编语言和高级语言,5.1 计算机指令概念,软件系统分为许多层次，最低的一层就是紧临硬件的。</p><p>10、2019年9月17日,第1页,第5章 指令系统,计算机组成原理,教学目标 教学重点 教学过程,2019年9月17日,第2页,教学目标,了解指令系统的发展与性能要求 掌握指令格式和寻址方式,2019年9月17日,第3页,教学重点,指令格式 扩展操作码 寻址方式,2019年9月17日,第4页,教学过程,5.1 计算机的指令系统的发展与性能 5.2 指令的格式 5.3 寻址方式 5.4 指令的分类与高级语言 5.5 典型指令系统,2019年9月17日,第5页,5.1计算机的指令系统的发展与性能,指令系统决定了计算机的基本功能，指令系统的设计是计算机系统设计的一个核心问题。它不仅与计算机的硬件设。</p><p>11、时序产生器和控制方式,1,5.3时序产生器和控制方式,5.3.1时序产生器作用和体制5.3.2时序信号产生器5.3.3控制方式,2,5.3.1、时序产生器作用和体制,作用：控制器用时序信号指挥机器工作CPU可以用时序信号/周期信息来辨认从内存中取出的是指令（取指）还是数据（执行）一个CPU周期中时钟脉冲对CPU的动作有严格的时序约束操作控制器发出的各种信号是时间（时序信号）和空间（部件操。</p><p>12、时序产生器和控制方式,5.3时序产生器和控制方式,5.3.1时序产生器作用和体制5.3.2时序信号产生器5.3.3控制方式,5.3.1、时序产生器作用和体制,作用：控制器用时序信号指挥机器工作CPU可以用时序信号/周期信息来辨认从内存中取出的是指令（取指）还是数据（执行）一个CPU周期中时钟脉冲对CPU的动作有严格的时序约束操作控制器发出的各种信号是时间（时序信号）和空间（部件操作信号）的函数。</p><p>13、2007 7 2 计算机组成与结构 1 第5章指令系统 计算机组成原理 2007 7 2 计算机组成与结构 2 第5章指令系统 计算机系统主要由硬件 Hardware 和软件 Software 两部分组成 所谓硬件就是指构成计算机的电子 机械 光学的元。</p><p>14、,微程序控制器,.,5.4微程序控制器,发展微程序的概念和原理是由英国剑桥大学的MVWilkes教授于1951年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出来的，当时还没有合适的存放微程序的控制存储器的元件。到1964年，IBM公司在IBM360系列机上成功地采用了微程序设计技术。20世纪70年代以来，由于VLSI技术的发展，推动了微程序设计技术的发展和应用。目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微。</p><p>15、,微程序控制器,.,5.4微程序控制器,发展微程序的概念和原理是由英国剑桥大学的MVWilkes教授于1951年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出来的，当时还没有合适的存放微程序的控制存储器的元件。到1964年，IBM公司在IBM360系列机上成功地采用了微程序设计技术。20世纪70年代以来，由于VLSI技术的发展，推动了微程序设计技术的发展和应用。目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微。</p><p>16、指令周期,1,5.2指令周期,CPU的功能：取指令和执行指令,指令周期：取出一条指令并执行这条指令的时间。各种指令的指令周期相同吗？为什么？,2,5.2指令周期,CPU周期（机器周期）：定义为：在内存（Cache）中读取指令字的最短时间（因为访存耗时较长）取指阶段需要一个CPU周期,3,5.2指令周期,一个指令周期中：一条指令耗时一个指令周期一个指令周期包括一个取指令周期和一个或一。</p>