计算机组成原理第5章作业题

计算机组成原理第五章作业题计算机组成原理第五章作业题 一 选择题 1 相对于微程序控制器 硬布线控制器的特点是 A 指令执行速度慢 指令功能的修改和扩展容易 B 指令执行速度慢 指令功能的修改和扩展难 C 指令执行速度快 指令功能的修改和扩展容易 D 指令执行速度快 指令功能的修改和扩展难 2 在 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是 A MAR B PC C IR D PSW 3 下列部件中不属于控制器的是 A IR B 操作控制器 C PC D PSW 4 计算机操作的最小时间单位是 A 时钟周期 B 指令周期 C CPU 周期 D 微指令周期 5 存放微程序的控制存储器称为 A 高速缓冲存储器 B 控制存储器 C 虚拟存储器 D 主存储器 6 一般机器周期的时间是根据 来规定的 A 主存中读取一个指令字的时间 B 主存中读取一个数据字的时间 C 主存中写入一个数据字的时间 D 主存中读取一个数据字的时间 7 控制器 运算器和存储器合起来一般称为 A I O 部件 B 内存储器C 外存储器D 主机 二 判断题 1 指令流水线中主要存在三种相关冲突 资源相关 数据相关及控制相关 2 并发性指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生 3 硬布线控制器的缺点 增加了到控存中读取微指令的时间 执行速度慢 4 微程序控制器的优点 规整性 灵活性 可维护性强 5 微操作是执行部件接受微命令后所进行的操作 是计算机硬件结构中最基本 的操作 6 微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令 是构成控制 信号序列的最小单位 7 时钟周期是 CPU 处理操作的最大时间单位 8 微程序控制器属于存储逻辑型 以微程序解释执行机器指令 采用存储逻辑 技术实现 9 地址寄存器用于存放当前执行的指令码 供进行指令译码 10 程序计数器用于存放 CPU 正在执行的指令的地址 11 指令寄存器用于保存当前 CPU 所要访问的内存单元的地址 三 填空题 1 目前的 CPU 包括 和 CACHE 2 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 2 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是 3 算术逻辑运算结果通常放在 和 3 微程序控制器由 三大部分组成 其中 是 ROM 存储器 用来存放 4 流水 CPU 中的主要问题是 相关 相关和 相关 5 并行处理技术主要有三种形式 并行 并行和 并行 6 微程序设计技术是利用 方法设计 的一门技术 具有规整性 可维护性等一系列优点 7 微指令格式中 微指令的编码通常采用以下三种方式 和 8 由于数据通路之间的结构关系 微操作可分为 和 两种 9 在程序执行过程中 控制器控制计算机的运行总是处于 分析指令和 的循环当中 10 CPU 从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫 它常用若 干个 来表示 而后者又包含若干个 11 CPU 的四个主要功能是 和 四 简答题 1 简述什么是微指令 2 简述什么是微命令 3 简述什么是微程序控制器 4 解释机器指令和微指令的关系 五 应用题 1 流水线中有三类数据相关冲突 写后读 RAW 相关 读后写 WAR 相关 写后写 WAW 相关 判断以下三组指令各存在哪种类型的数据相关 1 I1 LAD R1 A M A R1 M A 是存储器单元 I2 ADD R2 R1 R2 R1 R2 2 I3 ADD R3 R4 R3 R4 R3 I4 MUL R4 R5 R4 R5 R4 3 I5 LAD R6 B M B R6 M B 是存储器单元 I6 MUL R6 R7 R6 R7 R6 2 已知某机采用微程序控制方式 其控制存储器容量为 512 48 位 微程 序可在整个控制存储器中实现转移 可控制微程序转移的条件共 4 个 微指令 采用水平型格式 后继微指令地址采用断定方式 请问 1 微指令中的三个字段分别应为多少位 2 画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图 3 某机有 8 条微指令 I1 I8 每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示 4 假设某机器有 80 条指令 平均每条指令由 4 条微指令组成 其中有一条取 指微指令是所有指令公用的 已知微指令长度为 32 位 请估算控制存储器容量 5 参见下图的数据通路 画出取数指令 LDA R3 RO 的指令周期流程图 其含义是将 R3 为地址的主存单元的内容取至寄存器 R0 中 标出各微操作控制 信号序列 6 参见下图的数据通路 画出存数指令 STA R1 R2 的指令周期流程图 其含义是将寄存器 R1 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 7 流水线中有写后读 读后写和写后写三种数据相关冲突 试判断下面指令存 在哪种类型的数据相关 I1 ADD R1 R2 R3 R2 R3 R1 I2 SUB R4 R1 R5 R1 R5 R4 8 已知 CPU 结构如下图所示 其中包括一个累加器 AC 一个状态寄存器和其 他几