计算机组成原理(应用题与设计题)

一 综合题一 综合题 设计题设计题 设计题设计题 用用 4K 8 的存储器芯片构成的存储器芯片构成 16 的存储器 地址线为 请设计 的存储器 地址线为 请设计 方法一 采用位扩展方法一 采用位扩展 1 需要几片芯片 2 数据线有哪几位 3 加至各芯片的地址线 4 画出该存储器逻辑结构图 4K 8 WE A CE D 4K 8 WE ACE D 4K 8 WE ACE D 4K 8 WE ACE D MREQ R W A11 A0 D31 D0 D7 D0D15 D8 D23 D16 D31 D24 方法二 采用字扩展方法二 采用字扩展 需要几片芯片 2 数据线有哪些 3 加至芯片上的地址线有哪几位 4 用来译码的地址有哪几位 5 用来寻址的地址线有哪几位 6 画出该存储器的结构图 4K 8 WE A CE D 4K 8 WE ACE D 4K 8 WE ACE D 4K 8 WE ACE D MREQ R W A11 A0 D7 D0 D7 D0D7 D0D7 D0D7 D0 A13 A12 二 简单应用题二 简单应用题 写出指令执行过程题写出指令执行过程题 1 1 加法指令 加法指令 ADDADD 1 1 ADDADD R1 R2R1 R2 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取第一个操作数 R1 Y 5 取第二个操作数并执行运算 R2 Y Z 6 送结果 Z R1 2 2 ADDADD R1 R2 R1 R2 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取第一个操作数 R1 Y 5 取第二个操作数并执行运算 R2 MAR DBUS MDR MDR B B Y Z 6 送结果 Z R1 3 3 ADDADD R1R1 R2 R2 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取第一个操作数 R1 MAR DBUS MDR MDR Y 5 取第二个操作数并执行运算 R2 Y Z 6 送结果 R1 MAR Z MDR 4 4 ADDADD R1R1 R2R2 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取第一个操作数 R1 MAR DBUS MDR MDR Y 5 取第二个操作数并执行运算 R2 MAR DBUS MDR MDR B B Y Z 6 送结果 R1 MAR Z MDR 2 2 减法指令 减法指令 SUBSUB 1 1 SUBSUB R1 R2R1 R2 2 2 SUBSUB R1 R2 R1 R2 3 3 SUBSUB R1R1 R2 R2 4 4 SUBSUB R1R1 R2R2 只需要将只需要将 ADDADD 的第五步中的的第五步中的 改成改成 即可 即可 3 3 跳转指令 跳转指令 JMPJMP 1 1 JMPJMP offsoffs 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取 PC PC Y 5 取偏移量并执行运算 Y IR 地址段 Z 6 送结果 Z PC 2 2 JMPJMP 1000H 1000H 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取 PC PC Y 5 取偏移量并执行运算 Y 1000H Z 6 送结果 Z PC 3 3 JMPJMP R1R1 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取 PC PC Y 5 取偏移量并执行运算 Y R1 Z 6 送结果 Z PC 4 4 JMPJMP R1R1 执行过程如下 1 送地址 PC MAR 2 计算下一条地址 PC 1 PC 3 取指令 DBUS MDR MDR IR 4 取 PC PC Y 5 取偏移量并执行运算 R1 MAR DBUS MDR MDR B Y B Z 6 送结果 Z PC 另外 访存指令另外 访存指令 LOADLOAD 和和 STORESTORE 也要适当复习下 也要适当复习下 三 简单应用题三 简单应用题 写出写出 BOOTHBOOTH 算法的执行过程算法的执行过程 开始 R0 R2 R R0 0R0 R2 R R0 0 R0R1右移1位 完成 yiyi 1 第4次循环 0110 0011 用用 BoothBooth 算法计算算法计算 2 2 3 3 的 的 4 4 位补码乘法运算 写出其运算执行过程 位补码乘法运算 写出其运算执行过程 解 2 补 0010 3 补 1101 R0 0000 R1 1101 R2 0010 辅助位 P 0 P 第 0 次循环 R0R1 00001101 1 0 0 初始值初始值 第 1 次循环 R0R1 11101101 0 yiyi 1 10 R0 R2 R0yiyi 1 10 R0 R2 R0 R0R1 11110110 0 1 1 ROR1ROR1 右移右移 1 1 位位 第 2 次循环 R0R1 00010110 1 yiyi 1 01 R0 R2 R0yiyi 1 01 R0 R2 R0 R0R1 00001011 1 0 0 ROR1ROR1 右移右移 1 1 位位 第 3 次循环 R0R1 11101011 0 yiyi 1 10 R0 R2 R0yiyi 1 10 R0 R2 R0 R0R1 11110101 1 1 1 ROR1ROR1 右移右移 1 1 位位 第 4 次循环 R0R1 11110101 0 yiyi 1 11 yiyi 1 11 无操作无操作 R0