计算机组成第六章习题.docx

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计算机组成第六章习题

6.4同步测试习题及解答

6.4.1同步测试习题

一、填空题

1、控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。

2、控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以使对各种操作实施时间上的控制。

3、微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。

4、在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括：

①把性的微命令分在同一段内；

②一般每个小段要留出一个状态，表示。

5、微指令分为和微指令两类，可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比快。

二、选择题

1、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是。

A.主存地址寄存器B.程序计数器

C.指令寄存器D.状态标志寄存器

2、指令寄存器的位数取决于。

A.存储器的容量B.指令字长

C.机器字长D.存储字长

3、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是。

A.程序计数器B.累加寄存器

C.中断寄存器D.程序状态字

4、指令译码器是对进行译码。

A.整条指令B.指令的操作码字段

C.指令的地址D.指令的操作数字段

5、下列说法中是正确的。

A.指令周期等于机器周期B.指令周期小于机器周期

C.指令周期大于机器周期D.指令周期是机器周期的两倍

6、同步控制是。

A.只适用于CPU控制的方式B.由统一时序信号控制的方式

C.所有指令执行时间都相同的方式D.没有统一时序信号控制的方式

7、异步控制常用于。

A.CPU访问外围设备时B.微程序控制器中

C.CPU的内部控制中D.主存的内部控制中

8、微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为。

A.微程序B.微指令

C.微操作D.微命令

9、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行。

B.一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解决解释执行。

C.一段机器指令组成的程序可由一个微程序来执行。

D．每一条微指令由一条机器指令来解释执行。

10、微程序控制器中，微程序的入口地址是由形成的。

A.机器指令的地址码字段

B.微指令的微地址码字段

C.机器指令的操作码字段

D.微指令的微操作码字段

11、微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令的地址问题。

通常采用的一种方法是断定方式。

其基本思想是。

A.用程序计数器PC来产生后继微指令地址

B.用微程序计数器

PC来产生后继微指令地址

C.通过微指令顺序控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判断字段控制产生后继微指令地址

D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址

三、判断题

1、在冯·诺曼计算机中，指令流是由数据流驱动的。

2、执行指令时，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从主存中读出一条指令的时间。

4、指令周期又称为CPU周期。

5、取指周期的操作与指令的操作码无关。

6、微指令是指控制存储器中的一个单元的内容。

7、在微程序控制器中，微指令寄存器用来存放微程序。

8、微指令的操作控制字段采用字段编码时，兼容的微命令应安排在同一段中。

四、简答题

1、在控制中，微操作控制信号的形成与哪些信号有关？

2、微程序控制和组合逻辑控制哪一种速度更快？

为什么？

3、什么是指令周期，机器周期（CPU周期）和T周期？

指令的解释有哪3种控制方式？

五、设计题

1、一CPU数据通路为双总线结构，如图6-24。

其中，图中连线有误。

注：

ALU—运算器；RA—ALU的输入寄存器；IR—指令寄存器；

PC—程序计数器；R1～R4

;程序员可用通用寄存器；

MAR—存储器地址寄存器；MDR—存储器数据寄存器。

图6-24数据通路示意图

回答下列问题：

（1）画出修正错误后的连线图，不能改变原有的双总线结构。

（2）如要实现直接寻址方式，如何修改？

（3）描述ADDaddr,R1指令从取指令开始的实现过错，指令的功能为：

（R1）+（addr）

addr

2、某机采用微程序控制方式，微指令字长24位，采用水平型编码控制的微指令格式，断定方式，共有微命令30个，构成4个互拆类，各包含5个、8个、14个和3个微命令，外部条件共3个。

（1）控制存储器的容量应为多少？

（2）设计出微指令的具体格式。

3、一个假想机的数据通路如图6-25所示，它的控制存储器容量为256个单元。

ALU可完成算术加、减和逻辑与、或运算，ALU有标志位Z和N，微指令要完成有条件和无条件转移功能。

图6-25假想机的数据通路

计微指令格式，使之能完成上述要求的功能，表明微指令中每一位的符号及其功能。

如微指令为多个子周期？

每个子周期完成什么操作？

（提示：

可考虑寄存器运算微指令和访问主存微指令两种类型微指令，并假定在一个微指令周期内就可以完成MDR与主存间的数据传送。

）

4、一CPU数据通路为双总线结构，如图6-26。

IR为指令寄存器；PC为程序计数器（具有自增1功能），M为主存（受R/W信号控制），MAR为主存地址寄存器，MDR为主存数据寄存器，ALU由+、一控制信号决定可完成何种操作，G控制一个门电路，除MAR、X、Y的输出端为直通线不受控之外，其余寄存器均有in、out控制信号。

（1）标出各寄存器的in、out控制信号。

（2）设计微指令格式，并说明各字段意义。

（3）SURR2,R0指令完成（R0）—

（R2）

R0的功能操作，写出该指令从取指令开始的执行过程。

（4）写出取指令的各条微指令的代码。

5、某机有8条微指令I1～I8,每条微指令所含的微命令控制信号如表6-5所示。

微指令

微命令信号

√

试为a、b、c、d、e、f、g、h、i、j这10个微命令设计格式并安排编码。

6.4.2同步测试习题解答

一、填空题

1、组合逻辑，存储逻辑，组合逻辑和存储逻辑组合。

2、时序。

3、微程序。

4、互斥型，垂直型，水平型，垂直型。

二、选择题

1、B。

2、B。

3、D。

4、B。

5、C。

6、B。

7、A。

8、D。

9、B。

10、C。

当执行完公用的取指微程序从主存中取出机器指令之后，由机器指令的操作码字段指出各个微程序的入口地址（初始微地址）。

11、C。

三、判断题

1、×。

在冯·诺依曼计算机中，数据流是由指令流来驱动的。

2、×。

在执行指令时，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从主存中读出指令、分析取数并执行完成该指令的全部时间。

4、×。

指令周期是由若干个CPU周期组成的。

5、√。

6、√。

7、×。

在微程序控制器中，微指令寄存器用来存放取出的一条微指令。

8、×。

微指令的操作控制字段采用字段编码时，应将互斥的微命令安排在同一段内，兼容的微命令安排在不同的段内。

四、简答题

1、微操作控制信号是由指令部件提供的译码信号、时序部件提供的时序信号和被控制功能部件所反馈的状态及状态及条件信号综合形成的。

2、组合逻辑控制速度更快。

因为微程序控制器使每条机器指令都转化成为一段微程序并存入一个专门的存储器（控制存储器）中，微操作控制信号由微指令产生，增加了一级控制存储器，所以速度慢。

3、指令周期是指取指令，分析取数到执行指令所需的全部时间。

一个指令周期划分为若干个机器周期（CPU周期），每个机器周期完成一个基本操作。

一个机器周期中又含有若干个时钟周期（T周期），每个T周期完成一个微操作。

五、设计题

1、

（1）修正错误后的连线图如图6-27所示。

（2）直接寻址方式就是指令的地址码部分直接给主存地址，即IRaddr

MAR,原图已有此通路。

无需修改。

（3）指令ADDaddr，R1的实现过程。

MAR;从存储器中取指令

M（MAR）

MDR

PC+1

IRaddr

MAR;从存储器中取加数

M（MAR）

MDR

MDR;从寄存器R1中取被加数

ALU

MDR

M；和写回存储器

2、

（1）控制存储器的容量为256×24。

因为下地址字段有8位。

（2）微指令的具体格式见图6-28。

3位

4位

2位

3位

8位

判断测试字段

下地址字段

操作控制字段

顺序控制字段

图6-28微指令的具体格式

图6-28中操作控制字段被分为4组，第一组3位（表示5个微命令），第二组4位（表示8个微命令），第一组4位（表示14个微命令），第四组2位（表示3个微命令）；判断测试条件字段3位（假设外部条件直接控制），下地址字段8位。

3、微命令包括：

ALU的控制4个（+、-、与或）；

R0～R3的in、out信号8个；

IR、PC、C、D的in、out信号8个；

主存的读写信号2个；

MDR的in、out信号2个；

MAR、A、B的in信号3个；

若微指令采用直接控制法，操作控制字段就需要27位。

另有判断测试字段2位，下地址字段8位。

微指令格式图略。

寄存器运算微指令有两个子周期，取微指令子周期、执行子周期；访问主存微指令有3个子周期；取微指令子周期、访问主子周期、执行子周期。

4、

（1）假设输入用字母in表示，输出用字母o表示。

标出各寄存器的in、out控制信号后的双总线结构如图6-29所示。

（2）若微指令格式中操作控制字段采用直线控制法，则所有微命令每个一位，微指令格式图略。

（3）SUBR2,R0指令的执行过程：

MAR

M（MAR）

MDR

（4）写出取指令的各条微指令的代码。

MAR（PC0,G,MARin）

M（MAR）

MDR（R）

MDR

IR（MDR0,G,IRin）

括号中为各条微指令对应的微命令，具体代码省略。

5、从表6-5可以得出：

b、c、d、e、f、g、h、i、j分别两两互斥，所以微指令格式如图6-30。

2位

1位

00不操作

0不操作

01b

01e

01h

10c

10f

10i

11d

11g

11j

图6-30微指令操作控制字段的格式

I1～I8这8条微指令的编码为：

I11100001

I21011100

I30110010

I40000111

I51001100

I61100111

I71000001

I80110010

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