杭电计算机组成作业答案

1、精选文档指令系统12、地址指令0019HOPMOD001AHDISP第一条转移指令：0019HJMP001AH0006H（PC）=001AH，执行该JMP指令后（PC）=001AH+0006H=0020H其次条转移指令：0019HJMP001AH0025H（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)REG(4)ADDR(19)直接寻址时EA=ADDR，因此主存最大存储空间为219字。（假设存储器按字编址）间接寻址时EA=（ADDR），因

2、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应当是32位的地址，则主存最大存储空间为232字。（2）其有用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：000AH 0007H：000AH 0003H：0002H 0008H：0002H 0004H：0007H 0009H：0003H 0005H：000

3、4H 000AH：0009H 0006H：0005H 000BH：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/马上数/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马上/0007H变址0004H+0007H0008H某机器字长16位，接受单字长指令，每个地址码6位。试接受操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。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）

4、14条双操作数指令OP=0000OP=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：OP（16位）60条双操作数指令OP=1110010000000000OP=1110010000111011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）Rd为目的操作数的寄存器号，编码安排如下： 00R0 01R1 10R2 11R3 M为源操作数的寻址方式，编码安排

5、如下： 00马上数寻址 01直接寻址 10相对寻址 11变址寻址（变址寄存器为R3） A为源操作数的马上数、直接地址、间接地址或偏移地址。OP为操作码，编码安排如下： 0000ADD 0001SUB 0010AND 0011MOV 0100JMP0101INC（自增1） 1111HALT（动态停机）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： 主存地址：内容 主存地址：内容 主存地址：内容 20H： 22H 27H： 02H 2EH： 00H 21H： 33H 28H： 21H 2FH： 01H 22H： 35H 29H： 0FH 30H： 02H 2

6、3H： 20H 2AH： 48H 31H： 03H 24H： 01H 2BH： 01H 32H： 04H 25H： 20H 2CH： 55H 33H： 05H 26H： 1DH 2DH： F0H 34H： 06H 问：CPU启动执行指令到停机，期间执行了哪几条指令？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开头，执行到2DH（HALT指令）为止，共五条指令。经分析，全部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

7、结果22H35HMOV直接寻址20H（20H）=22H（R1）=22H23H20H24H01HADD马上数20H（R1）=（R1）+20H=42H25H20H26H1DHSUB变址寻址（R3）+02H=32H（32H）=04H（R1）=（R1）-04H=3EH27H02H28H21HAND马上数0FH（R1）=（R1）·0FH=0EH·29H0FH2AH48HJMP相对（PC）+01H=2CH+01H =2DH（PC）=2DH2BH01H2CH55H2DHF0HHALT停机把握器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。

8、若机器主频为25MHz，试回答：1）若访问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？解：（1）（2）7、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）（2）8、参见图741的数据通路，指令“INC R1”将R1寄存器的内容加1，画出其指令周期微程序流程图，并依据表711和表712写出每一条微指令码。解： INC R1；（R1）+1àR1BTOOTBFUNCFSS3-

9、S0MCi空M6-M011011100010000000000001001100001000000000000001100000000110000000001000000101100000000000000010010000100000000000000019、依据图741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，目标操作数为指令供应的内存有效地址A。2）JMP 偏移量，该指令完成PC偏移量PC。解：（1）SUB A，R ；（A）

10、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M。1）要求接受单总线结构，画出包含上述部件的规律框图，并注明数据流淌方向。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。解：（1）（2）（3）取ADD指

11、令的微指令PC-B、B-MAR、PC+1 M-R#、B-IR指令译码信号MAP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、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全部指令公共的，该机共有微命令31个，微指令的微操作码接受直接把握法。试问： 1）该机微指令长度为多少？2）把握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X10（1）所以，该机微指令长度=31+10=41位（2

12、）把握存储器的容量应当761×41位，取1024×41位。12、某机接受微程序把握方式，其存储器容量为512×48（位），微程序在整个把握存储器中实现转移，可把握微程序的条件共4个，判别测试字段接受编译法。微指令接受水平型格式，后继微指令地址接受判定方式，如图所示： 微命令字段 判别测试字段 下地址字段 操作把握 挨次把握 （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把握器规律框图。解：（1）22=4，512=29把握字段（48-9-2=37位）判别测试字段（2位）下址字段（9位）（2）14、图746为某模型机的微程序流程图，图中

13、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I5I4两位来打算转入哪一个入口。在点（2）处依据状态条件F实现条件转移，微指令中推断测试位为直接把握法。控存容量能容纳图746所列出的微指令即可。1）微指令的推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推断测试字段码。4）画出微地址转移规律电路图。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）由于微指令中推断测试位为直接把握法，只有2种转移测试和挨次执行，所以推断测试位需要3位二进制。（2）假如微指令B的下址字段为10000B，设微程序入口地址依据I5I4两位修改微指令B的下址字段的末两位，则微程序入口地址=100 I5I4 B。假如微指令G的下址字段为11000B，设条件转移地址依据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位推断测试字段码：推断测试字段码=1H：挨次执行（后继微地址 = 下址字段）推断测试字段码=2H：微程序入口散转（后继微地址 = 下址字段末两位 AND I5I4 ）推断测试字段码