杭电计算机组成作业答案说课讲解

1、杭电计算机组成作业答案精品资料仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢5指令系统12、地址指令0019HOP |MOD001AHDISP0019HJMP第一条转移指令:001AH0006H(PC) =001AH ,执行该 JMP 指令后(PC) =001AH+0006H=0020H第二条转移指令:0019H001AHJMP0025H(PC) =001AH，执行该 JMP指令后(PC)=001AH+0025H=003FH13、寄存器-存储器型指令是指一个操作数来自寄存器，另一个操作数来自存储器（1）指令字长32位：OP(6)MOD(3)REGADDR(19)直接寻址时EA=ADDR，因此主存

2、最大存储空间为219字。（假设存储器按字编 址）间接寻址时EA= （ ADDR ），因此操作数地址存放在主存地址为 0219-1的单元 内，假设存储器按字编址，则 EA应该是32位的地址，则主存最大存储空间为 232 字。（2）其实用32位通用寄存器做基址寄存器，类似于 80X86机器上存储器分段管理。EA=32位基地址+偏移地址，所以EA是32位，则主存最大存储空间为232字16、设某机寄存器字长16位，用16进制表示，已知：变址寄存器内容为0004H, PC的内容为0003H,内存中部分单元内容如下：地址：内容地址:内容0002H:000AH0007H:000AH0003H:0002H00

3、08H:0002H0004H:0007H0009H:0003H0005H:0004H000AH:0009H0006H:0005H000BH:0008H指令为双字长指令,格式如下：操作码，寻址方式码，寄存器号（16位）0002H直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址（16位）0007H若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数填入下表。寻址方式EA=操作数直接0007H000AH间接000AH0009H立即/0007H变址0004H+0007H0008H某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码 6位。试采用操作码扩展技 术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令

4、。请给出指令 编码示意图。双操作数指令格式:OP（ 4 位）A1 （ 6 位）A2（ 6 位）14条双操作数指令op=ooooOP=1101A1 （ 6 位）A2（ 6 位）单操作数指令格式：OP（ 10 位）A1（ 6 位）80条双操作数指令OP=1110000000OP=1110111111OP=1111000000OP=1110001111A1（ 6 位）无操作数指令格式:设某8位计算机，除HALT指令外，指令均为双字长，格式如下:OP（ 4位）M（ 2位）Rd（ 2位）A（ 8 位）主存地址：内容主存地址：内容主存地址：内容20H：22H27H： 02H2EH:00H21H：33H28

5、H： 21H2FH:01H22H:35H29H： 0FH30H:02H23H：20H2AH: 48H31H:03H问：CPU启动24H：01H2BH： 01H32H:04H执行指令到停25H：20H2CH： 55H33H:05H机，期间执行26H：1DH2DH: F0H34H:06H了哪几条指OP为操作码，编码分配如下：f0000-ADDJ 0001-SUB0010-AND0011-MOV0100-JMP0101-INC (自增1)1111HALT （动态停机）M为源操作数的寻址方 式，编码分配如下： 00立即数寻址01直接寻址a10相对寻址11 变址寻址（变址寄存器为R3）A为源操作数的立即

6、数、 直接地址、间接地址或偏 移地址。Rd为目的操作数的寄存器号，编码分配如下：00-R0| 01 -R110-R211-R3其中,假设：PC的内容为22H ;变址寄存器R3的内容为30H；主存部分单元的内容如下：令？写出每条指令的功能、寻址方式、操作数及执行结果解：由于（PC） =22H,即程序的第一条指令地址为22H,从22H开始，执行 到2DH （ HALT指令）为止，共五条指令。经分析，所有指令的 目的操作数的 寻址方式均为寄存器寻址方式，为R1。下面列出每条指令的功能、源操作数的寻址方式、源操作数及执行结果PC指令助记 符寻址方 式EA源操作数执行结果22H35HMOV直接寻 址20

7、H（20H）=22H（R1）=22H23H20H24H01HADD立即数20H（R1）=（ R1）+20H=42H25H20H26H1DHSUB变址寻 址（R3） +02H=32H（32H）=04H（R1）=（ R1）-04H =3EH27H02H28H21HAND立即数0FH（R1）=（R1） 0FH =0EH 29H0FH2AH48HJMP相对（PC）+01H =2CH+01H=2DH（PC） =2DH2BH01H2CH55H2DHF0HHALT停机控制器6设某机平均执行一条指令需要两次访问内存，平均需要三个机器周期，每个 机器周期包含4个节拍周期。若机器主频为25MHz试回答：1）若访问

8、主存不需要插入等待周期，则平均执行一条指令的时间为多少？2）若每次访问内存需要插入2个等待节拍周期，则平均执行一条指令的时 间是又多少？精品资料解：（1）1时钟周期主频125 MHz平均指令周期34时钟周期0.48 s(2)平均指令周期34时钟周期2 2时钟周期0.64 s7、设某机主频为8MHz每个机器周期包含4个节拍周期，该机平均指令执行速度为1MIPS试回答：1）该机的平均指令周期是多少时间？ 2）平均每条指令周期包含几个机器周期?解：（1）平均指令周期机器速度 1 s机器周期 J（2）8MHz平均每条指令 ？机器周期8、参见图7-41的数据通路，指令“INC R1 ”将R1寄存器的内容

9、加1,画出其 指令周期微程序流程图，并根据表 7- 11和表7-12写出每一条微指令码。解：INC R1 ;(R1) +1 R1R1 DA1仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢9DA1+1 R1BTOOTBFUNCFSS3- S0MCi空M6-M0110111000 1100000000000010011000010000000000000011000：00000110000000001000000101100000000000000010010000100000000000000019、根据图7-41所示的模型机结构和数据通路，写出以下指令从取址到执行的 全部微操作序列，说明各条指令

10、需要哪几个机器周期，需要几次访问内存及完 成什么操作。1) SUB A，R ,该指令完成(A)- R-( A)，源操作数一个为寄存器寻 址，目标操作数为指令提供的内存有效地址 A。2) JMP偏移量，该指令完成PC+偏移量-PC。解：(1) SUB A，R ;(A)- R-( A)指令为双字节格式：OP(SUB)*RdAddr所以，共需要8个机器周期，共访存4次。(2) JMP DISP;(PC) + DISPPC所以，共需要7个机器周期，共访存2次10、假设某机器主要部件有：程序计数器 PC指令寄存器IR、通用寄存器R0R3暂存器DD1和DD2 ALU移位器、存储器地址寄存器 MAR及存储器

11、M1) 要求采用单总线结构，画出包含上述部件的逻辑框图，并注明数据流动方 向。2) 画出ADD (R1)，( R2)指令在取指和执行阶段的操作步骤流程图。R1寄 存器存放目标操作数地址，R2寄存器存放源操作数地址。3) 写出各操作步骤所需的全部微操作命令。精品资料解：（1）(2)取ADD指令的微指令(3)仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢11精品资料 PC-B#、B-MAR、PC+1 M-R#、B-IR 指令译码信号MAP井有效 执行ADD指令的微指令 R2-B#、B-MAR M-R#, B-DD1 R1-B#、B-MAR M-R#, B-DD2 + ”,ALU-B#,M-W#11、

12、假设某机共有76条指令，平均每一条指令由11条微指令组成，其中有一条取指令的微指令是所有指令公共的，该机共有微命令31个，微指令的微操作码采用直接控制法。试问：1)该机微指令长度为多少？2)控制存储器的容量应为多少？解：设微指令共有N条，N=76*11-75=761条；下址字段长为X位，2X > 761,则 X > 10(1) 所以，该机微指令长度=31+10=41位(2) 控制存储器的容量应该 > 761 M1位，取1024M1位。12、 某机采用微程序控制方式，其存储器容量为 512M8 (位)，微程序在整个 控制存储器中实现转移，可控制微程序的条件共 4个，判别测试字段

13、采用编译 法。微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用判定方式，如图所示：微命令字段判别测试字段下地址字段J操作控制T<顺序控制>（1）微指令中的三个字段分别应多少位?（2）画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图解：(1)22=4, 512=29控制字段（48-9-2=37位）判别测试字段（2位）下址字段（9位）(2)图7-20判定方式产生后继微地址的原理图14、图7-46为某模型机的微程序流程图，图中每一个框表示一条微指令。在点（1）处为指令译码后转入指令的微程序入口的多路分支点，由指令寄存器IR的I5I4两位来决定转入哪一个入口。在点（2）处根据状态条件F实现条件 转移，

14、微指令中判断测试位为直接控制法。控存容量能容纳图 7-46所列出的 微指令即可。1）微指令的判断测试位需要几位二进制？微指令的下址字段需要几位？2）在图中标出每条微指令的微地址。3）写出每条微指令的下址字段内容及判断测试字段码。4）画出微地址转移逻辑电路图解：所列出的微指令共25条，控存容量能容纳这25条微指令即可，则下址字段长5位;（1）因为微指令中判断 测试位为直接控制法，只 有2种转移测试和顺序执 行，所以判断测试位需要 3位二进制。（2）假如微指令B的下 址字段为10000B,设微程 序入口地址根据|5l4两位 修改微指令B的下址字段的末两位，则微程序入口地址=100 I 5l 4 B。假如微指令G的下址字段为11000B,设条件转移地址根据F位修改微指令G的下址字段的第1位，则条件转移地址=1100F B。则每条微指令的微地址如图所示（3）设3位判断测试字段码:判断测试字段码=1H :顺序执行（后继微地址=下址字段）判断测试字段码微程序入口散转（后继微地址 =下址字段末两位AND=2H :1514 )判断测试字段码条件转移（后继微地址=下址字段第1位AND F）=4