計算機組成原理復(fù)習(xí)題

1、已知微程序流程圖如下圖所示。其中每個框代表一條微指令，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j代表10個微命令，每個框右上角的數(shù)字代表本條微指令在控制存儲器中的微地址。試設(shè)計所有微指令的格式并寫出控制存儲器的內(nèi)容。 IR5=0IR5=1I1000a,dI2101c,g,iI3110b,f,hI4111a,jI5100c,e,iI7010a,cI8011b,f,hI6001a,d,jIR7IR6=10IR7IR6=11IR7IR6=01IR7IR6=00Z=0Z=1 解：圖中有8條微指令，則微地址需要3位，有3個分支，則需要3位判別測試位P2、P1和P0，采用直接控制方式分別控制3個分支轉(zhuǎn)移：P2

2、 P1 P0=000，表示無轉(zhuǎn)移；P2 P1 P0=100，表示用P2和指令寄存器的IR7,6的內(nèi)容來判別第一個分支處的微程序轉(zhuǎn)移（uMAR1uMAR0= IR7,6）；P2 P1 P0=010，表示用P1和指令寄存器的IR5的內(nèi)容來判別第二個分支處的微程序轉(zhuǎn)移（uMAR0= IR5）；P2 P1 P0=001，表示用P0和Z的內(nèi)容來判別第三個分支處的微程序轉(zhuǎn)移（uMAR0= Z）；另外，微命令表如下表所示：微指令abcdefghijI1I2I3I4I5I6I7I8其中<b、c、d>，<e、f、g>，<h、i、j>分別互斥，故設(shè)計微指令格式如下圖所示，由此可

3、得到每個微指令的控制字段。F1F2F3F42位2位2位1位P2P1P0uMAR2 uMAR1uMAR0判別字段后繼地址00 不操作01 b10 c11 d00 不操作01 e10 f11 g00 不操作01 h10 i11 j0 不操作1 a3 位3 位故而，控制器存儲器的內(nèi)容如下：存儲單元及其內(nèi)容微地址控制字段 測試判別字段 后繼地址微指令編號0001100001 100 100I10011100111 000 000I60101000001 000 000I70110110010 000 000I81001001100 000 000I51011011100 000 100I2110011

4、0010 010 010I31110000111 001 000I4(說明：其中I1后繼地址可以是和IR7,6有關(guān)的四個分支中的任意一條微指令的微地址I3后繼地址可以是和IR5有關(guān)的兩個分支中的任意一條微指令的微地址I6后繼地址可以是和Z有關(guān)的兩個分支中的任意一條微指令的微地址如果控制字段安排的順序后者信號編碼的定義不相同，控制字段可以與上述答案不同。具體正確性按實際情況來判斷。）某模型機的單總線結(jié)構(gòu)如下圖所示：指令A(yù)DD R0，R1的功能是把R0的內(nèi)容作為地址送到主存以取得一個操作數(shù)，再與R1中的內(nèi)容相加，最后將結(jié)果送回R0指定的內(nèi)存單元中，即實現(xiàn)（R0）+（R1）（R0）。試分析該指令的指

5、令流程和控制信號，并用方框圖語言描述出來。指令譯碼/控制器IRPCMARMDRR0Rn-1YzALUIRinIRoutMARinPCinPCoutMDRinMDRoutR0inR0outRn-1inRn-1outYinZoutALUin控制信號主存控制信號總線MARoutMDRoutEMDRinEMemRMemWPC+1硬連線組合邏輯控制器181流水線計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)地址映射種類高速存儲器外設(shè)編址方式 某模型機的總線結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖中IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器，MAR為存儲器地址寄存器，M為主存（受R/W信號控制），MDR為存儲器數(shù)據(jù)寄存器，R0、R1、R2、R3、X、Y均為寄存器，ALU由正、負(fù)控制信號決定完成何種操作，控制信號G控制一個門電路，負(fù)責(zé)連通B總線和A總線。此外，線上標(biāo)注有控制信號，如Yi表示寄存器Y的輸入控制信號，R1o表示寄存器R1的輸出控制信號，未標(biāo)字符的線為直通線，受控制。ADD R2，R0指令完成將R2和R0的內(nèi)容相加，結(jié)果存入R2中，用方框圖語言表示出其指令周期信息流程圖，并列出相應(yīng)的微操作控制信號序列。B總線XYA