計(jì)算機(jī)組成習(xí)題

1、6. 4 同步測(cè)試習(xí)題及解答6. 4. 1 同步測(cè)試習(xí)題一、 填空題1、控制器由于設(shè)計(jì)方法的不同可分為 型、 型和 型控制器。2、控制器在生成各種控制信號(hào)時(shí)，必須按照一定 的進(jìn)行，以使對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的控制。3、微程序控制的計(jì)算機(jī)中的控制存儲(chǔ)器CM是用來(lái)存放 的。4、在微指令的字段編碼法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必須遵循的分段原則中包括：把 性的微命令分在同一段內(nèi)；一般每個(gè)小段要留出一個(gè)狀態(tài)，表示 。 5、微指令分為 和 微指令兩類(lèi)， 可以同時(shí)執(zhí)行若干個(gè)微操作，所以執(zhí)行機(jī)器指令的速度比 快。 二、選擇題 1、在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是 。 A. 主存地址寄存器 B. 程

2、序計(jì)數(shù)器C. 指令寄存器 D. 狀態(tài)標(biāo)志寄存器 2、指令寄存器的位數(shù)取決于 。A. 存儲(chǔ)器的容量 B. 指令字長(zhǎng)C. 機(jī)器字長(zhǎng) D. 存儲(chǔ)字長(zhǎng) 3、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，表征系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的部件是 。A. 程序計(jì)數(shù)器 B. 累加寄存器C. 中斷寄存器 D. 程序狀態(tài)字 4、指令譯碼器是對(duì) 進(jìn)行譯碼。A. 整條指令 B. 指令的操作碼字段C. 指令的地址 D. 指令的操作數(shù)字段 5、下列說(shuō)法中 是正確的。A. 指令周期等于機(jī)器周期 B. 指令周期小于機(jī)器周期C. 指令周期大于機(jī)器周期 D. 指令周期是機(jī)器周期的兩倍 6、同步控制是 。A. 只適用于CPU控制的方式 B. 由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式C. 所

3、有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式 D. 沒(méi)有統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式 7、異步控制常用于 。A. CPU訪(fǎng)問(wèn)外圍設(shè)備時(shí) B. 微程序控制器中C. CPU的內(nèi)部控制中 D. 主存的內(nèi)部控制中 8、微程序控制器中，控制部件向執(zhí)行部件發(fā)出的某個(gè)控制信號(hào)稱(chēng)為 。A. 微程序 B. 微指令C. 微操作 D. 微命令 9、微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是 。A. 每一條機(jī)器指令由一條微指令來(lái)執(zhí)行。B. 一條機(jī)器指令由一段用微指令編成的微程序來(lái)解決解釋執(zhí)行。C. 一段機(jī)器指令組成的程序可由一個(gè)微程序來(lái)執(zhí)行。D每一條微指令由一條機(jī)器指令來(lái)解釋執(zhí)行。10、微程序控制器中，微程序的入口地址是由 形成的。A. 機(jī)器

4、指令的地址碼字段B. 微指令的微地址碼字段C. 機(jī)器指令的操作碼字段D. 微指令的微操作碼字段 11、微指令執(zhí)行的順序控制問(wèn)題，實(shí)際上是如何確定下一條微指令的地址問(wèn)題。通常采用的一種方法是斷定方式。其基本思想是 。A. 用程序計(jì)數(shù)器PC來(lái)產(chǎn)生后繼微指令地址B. 用微程序計(jì)數(shù)器PC來(lái)產(chǎn)生后繼微指令地址C. 通過(guò)微指令順序控制字段由設(shè)計(jì)者指定或者由設(shè)計(jì)者指定的判斷字段控制產(chǎn)生后繼微指令地址D. 通過(guò)指令中指定一個(gè)專(zhuān)門(mén)字段來(lái)控制產(chǎn)生后繼微指令地址 三、判斷題 1、在馮·諾曼計(jì)算機(jī)中，指令流是由數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的。 2、執(zhí)行指令時(shí)，指令在主存中的地址存放在指令寄存器中。 3、指令周期是指CPU從主

5、存中讀出一條指令的時(shí)間。 4、指令周期又稱(chēng)為CPU周期。 5、取指周期的操作與指令的操作碼無(wú)關(guān)。 6、微指令是指控制存儲(chǔ)器中的一個(gè)單元的內(nèi)容。 7、在微程序控制器中，微指令寄存器用來(lái)存放微程序。 8、微指令的操作控制字段采用字段編碼時(shí)，兼容的微命令應(yīng)安排在同一段中。四、簡(jiǎn)答題 1、在控制中，微操作控制信號(hào)的形成與哪些信號(hào)有關(guān)？ 2、微程序控制和組合邏輯控制哪一種速度更快？為什么？ 3、什么是指令周期，機(jī)器周期（CPU周期）和T周期？指令的解釋有哪3種控制方式？五、設(shè)計(jì)題1、一CPU數(shù)據(jù)通路為雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，如圖6-24。其中，圖中連線(xiàn)有誤。注：ALU運(yùn)算器；RAALU的輸入寄存器；IR指令寄存器；

6、PC程序計(jì)數(shù)器；R1R4;程序員可用通用寄存器；MAR存儲(chǔ)器地址寄存器；MDR存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器。圖6-24 數(shù)據(jù)通路示意圖回答下列問(wèn)題：（1）畫(huà)出修正錯(cuò)誤后的連線(xiàn)圖，不能改變?cè)械碾p總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。（2）如要實(shí)現(xiàn)直接尋址方式，如何修改？（3）描述ADDaddr , R1指令從取指令開(kāi)始的實(shí)現(xiàn)過(guò)錯(cuò)，指令的功能為：（R1）+（addr） addr2、某機(jī)采用微程序控制方式，微指令字長(zhǎng)24位，采用水平型編碼控制的微指令格式，斷定方式，共有微命令30個(gè)，構(gòu)成4個(gè)互拆類(lèi)，各包含5個(gè)、8個(gè)、14個(gè)和3個(gè)微命令，外部條件共3個(gè)。 （1）控制存儲(chǔ)器的容量應(yīng)為多少？ （2）設(shè)計(jì)出微指令的具體格式。3、一個(gè)假想機(jī)的數(shù)據(jù)

7、通路如圖6-25所示，它的控制存儲(chǔ)器容量為256個(gè)單元。ALU可完成算術(shù)加、減和邏輯與、或運(yùn)算，ALU有標(biāo)志位Z和N，微指令要完成有條件和無(wú)條件轉(zhuǎn)移功能。圖6-25 假想機(jī)的數(shù)據(jù)通路計(jì)微指令格式，使之能完成上述要求的功能，表明微指令中每一位的符號(hào)及其功能。如微指令為多個(gè)子周期？每個(gè)子周期完成什么操作？（提示：可考慮寄存器運(yùn)算微指令和訪(fǎng)問(wèn)主存微指令兩種類(lèi)型微指令，并假定在一個(gè)微指令周期內(nèi)就可以完成MDR與主存間的數(shù)據(jù)傳送。）4、一CPU數(shù)據(jù)通路為雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，如圖6-26。IR為指令寄存器；PC為程序計(jì)數(shù)器（具有自增1功能），M為主存（受R/W信號(hào)控制），MAR為主存地址寄存器，MDR為主存數(shù)據(jù)寄

8、存器，ALU由+、一控制信號(hào)決定可完成何種操作，G 控制一個(gè)門(mén)電路，除MAR 、X、Y的輸出端為直通線(xiàn)不受控之外，其余寄存器均有in 、 out 控制信號(hào)。 （1）標(biāo)出各寄存器的in 、 out控制信號(hào)。 （2）設(shè)計(jì)微指令格式，并說(shuō)明各字段意義。 （3）SUR R2, R0 指令完成（R0）（R2） R0的功能操作，寫(xiě)出該指令從取指令開(kāi)始的執(zhí)行過(guò)程。（4）寫(xiě)出取指令的各條微指令的代碼。5、某機(jī)有8條微指令I(lǐng)1I8,每條微指令所含的微命令控制信號(hào)如表6-5所示。微指令微命令信號(hào)abcdefghijI1I2I3I4I5I6I7I8 試為a、b、c、d、e、f、g、h、i、j這10個(gè)微命令設(shè)計(jì)格式并

9、安排編碼。6. 4. 2 同步測(cè)試習(xí)題解答一、填空題1、組合邏輯，存儲(chǔ)邏輯，組合邏輯和存儲(chǔ)邏輯組合。2、時(shí)序。3、微程序。4、互斥型，垂直型，水平型，垂直型。二、選擇題1、B。2、B。3、D。4、B。5、C。6、B。7、A。8、D。9、B。10、C。當(dāng)執(zhí)行完公用的取指微程序從主存中取出機(jī)器指令之后，由機(jī)器指令的操作碼字段指出各個(gè)微程序的入口地址（初始微地址）。11、C。三、判斷題1、×。在馮·諾依曼計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)流是由指令流來(lái)驅(qū)動(dòng)的。2、×。在執(zhí)行指令時(shí)，存放在指令寄存器中的是指令而不是指令的地址。3、×。指令周期是指CPU從主存中讀出指令、分析取數(shù)并執(zhí)

10、行完成該指令的全部時(shí)間。4、×。指令周期是由若干個(gè)CPU周期組成的。5、。6、。7、×。在微程序控制器中，微指令寄存器用來(lái)存放取出的一條微指令。8、×。微指令的操作控制字段采用字段編碼時(shí)，應(yīng)將互斥的微命令安排在同一段內(nèi)，兼容的微命令安排在不同的段內(nèi)。四、簡(jiǎn)答題1、微操作控制信號(hào)是由指令部件提供的譯碼信號(hào)、時(shí)序部件提供的時(shí)序信號(hào)和被控制功能部件所反饋的狀態(tài)及狀態(tài)及條件信號(hào)綜合形成的。2、組合邏輯控制速度更快。因?yàn)槲⒊绦蚩刂破魇姑織l機(jī)器指令都轉(zhuǎn)化成為一段微程序并存入一個(gè)專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)器（控制存儲(chǔ)器）中，微操作控制信號(hào)由微指令產(chǎn)生，增加了一級(jí)控制存儲(chǔ)器，所以速度慢。3、指令

11、周期是指取指令，分析取數(shù)到執(zhí)行指令所需的全部時(shí)間。一個(gè)指令周期劃分為若干個(gè)機(jī)器周期（CPU周期），每個(gè)機(jī)器周期完成一個(gè)基本操作。一個(gè)機(jī)器周期中又含有若干個(gè)時(shí)鐘周期（T周期），每個(gè)T周期完成一個(gè)微操作。五、設(shè)計(jì)題1、（1）修正錯(cuò)誤后的連線(xiàn)圖如圖6-27所示。 （2）直接尋址方式就是指令的地址碼部分直接給主存地址，即IRaddrMAR,原圖已有此通路。無(wú)需修改。 （3）指令A(yù)DDaddr，R1的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。PC MAR ; 從存儲(chǔ)器中取指令M(MAR) MDRMDR IRPC +1 PCIRaddr MAR ; 從存儲(chǔ)器中取加數(shù)M(MAR) MDRMDR RAR1 MDR ; 從寄存器R1 中取被加

12、數(shù)ALU MDR MDR M ；和寫(xiě)回存儲(chǔ)器2、（1）控制存儲(chǔ)器的容量為256×24。因?yàn)橄碌刂纷侄斡?位。 （2）微指令的具體格式見(jiàn)圖6-28。3位4位4位2位3位8位判斷測(cè)試字段下地址字段操作控制字段順序控制字段圖6-28 微指令的具體格式圖6-28中操作控制字段被分為4組，第一組3位（表示5個(gè)微命令），第二組4位（表示8個(gè)微命令），第一組4位（表示14個(gè)微命令），第四組2位（表示3個(gè)微命令）；判斷測(cè)試條件字段3位（假設(shè)外部條件直接控制），下地址字段8位。3、微命令包括：ALU的控制4個(gè)（+、-、與或）；R0R3的in、 out信號(hào)8個(gè)；IR、PC、 C、 D 的in、 out信

13、號(hào)8個(gè)；主存的讀寫(xiě)信號(hào)2個(gè)；MDR的in、 out信號(hào)2個(gè)；MAR、A 、B 的in 信號(hào)3個(gè)；若微指令采用直接控制法，操作控制字段就需要27位。另有判斷測(cè)試字段2位，下地址字段8位。微指令格式圖略。寄存器運(yùn)算微指令有兩個(gè)子周期，取微指令子周期、執(zhí)行子周期；訪(fǎng)問(wèn)主存微指令有3個(gè)子周期；取微指令子周期、訪(fǎng)問(wèn)主子周期、執(zhí)行子周期。4、（1）假設(shè)輸入用字母 in 表示 ，輸出用字母 o 表示。 標(biāo)出各寄存器的in、 out 控制信號(hào)后的雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖6-29所示。 （2）若微指令格式中操作控制字段采用直線(xiàn)控制法，則所有微命令每個(gè)一位，微指令格式圖略。 （3）SUB R2 , R0 指令的執(zhí)行過(guò)程： PC MAR M(MAR) MDRMDR IRR0 X R0 YX Y R0(4)寫(xiě)出取指令的各條微指令的代碼。PC MAR （PC0,G ,MARin） M(MAR) MDR(R)MDR IR（MDR0,G ,IRin） 括號(hào)中為各條微指令對(duì)應(yīng)的微命令，具體代碼省略。5 、從表6-5 可以得出：b、c、d、e、f、g、h、i、j分別