计算机组成原理第五版立体化教材第四章第五章习题答案科学出版社Word文件下载.docx

1、4.（1）双字长二地址指令，用于访问存储器。操作码字段可指定64种操作6（2）RS型指令，一个操作数在通用寄存器（共16个），另一个操作数在主存中。（3）有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（共16个）内容加上位移量。5.（1）双操作数指令（2）23=8种寻址方式（3）24=16种操作6.（1）直接寻址方式（2）相对寻址方式（3）变址寻址方式（4）基址寻址方式（5）间接寻址方式（6）基址间接寻址方式7.40条指令至少需要操作码字段6位，所以剩下的长度为26位。主存的容量为64M字，则设子址模式（x）2位，格式如下:31 26 25 24 23 0OPXDX=00直接寻址有效地址

2、E=DX =01立即寻址D字段为立即数X =10变址寻址有效地址.E=（RX）+D（可寻址64M个存储单元）X =11相对寻址有效地址E=（PC）+D（可寻址64M个在储单元）其中RX为变址寄存器（32位），PC为程序计数器（32位）。在相对寻址时，位移量D可正可负。8.（1）50种操作码占6位，4种寻址方式占2位。以单地址指令为例，OP（6）X（2）D（24）x=00寄存器寻址方式。D字段实际使用4比特选择16个通用寄存器。X-01 寄存器间接寻址方式,D字段实际使用4比特选择16个通用寄存器.E= （RX）。X-10 立即寻址方式。D字段给出24位立即数。X=11直接寻址方式。D字段给出2

3、4位内存地址。E- D.（2）寻址模式字段变成3位，可以支持更多的寻址方式。可增加相对寻址方式。其有效地址E= PC+D;还可使用内存间接寻址，此时有效地址E= （D）。9.16个通用寄存器占4位，64种操作占6位。剩下22位用于存储器地址，R（2）D（22）采用R为基址寄存器寻址，地址= （R） +D为基址此大，D也是最大的时候。寻址能力最大“4而寄存器是32位的.2。故最大存储空间是2* +222 = 4GB+ 4MB.10. 表4.9的指令数为29, 则指令的操作码至少为5位。设这些指令支持立即寻址。寄存器寻址、直接寻址，堆栈寻址，相对寻址、内存问接寻址、寄存器问接寻址。变址寻址、基址寻

4、址等9种寻址方式。并设计算机字长为32位：6 4 8 4 8目标寻址方式目标操作数源寻址方式源操作数11.C 12. （1）寄存器（2）寄 存器间接（3）立即（4）直接（5）相对、基址，变址第五章1. （1） IR、（2）AR、 （G）DR、 通用寄存器2. STO R1 （R2）33. LAD （R3）,R0 5.节拍脉冲T1,T2,T3的宽度实际上:等于时钟脉冲的周朋或是它的倍数。此处T1 =T2 = 200ns,T3=400ns.所以主脉冲源的城率应为f=1/T= 5MHZ,为了消除节拍脉冲上的毛刺，环形脉冲发生器采用移位寄存器形式，图中画出了题目要求的逻辑电路图与时序信号关系图。根据时

5、序信号关系，T1. T2. T3三个节拍脉冲的逻辑表达式如下：T1=C1*（C2非） T2=C2 T3=T1非T1用与门实现。T2和T3则用C2的Q非端和C1的Q端加非门实现，其目的在于保持信号输出时延时间的一致性年与环形脉冲发生器隔离。6 .（80*3+1）*32/8=964字节7. M=GS3= H+D+FS2 m A+B+H+D+E+F+GS1 =A+B+F+G !C = H+D+Ey+Fy+G8经分析。（d，i，j）和（e, f,h）可分别组成两个小组或两个字段。然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a,b.c.g四个微命令信号可进行在接控制，其整个控制字段组成加下:*A b c g

6、 01d 0le10 i 10f11j 11 h9P1=1，按IR6、IR5 转移P2=1. 按进位C转移微地址转移逻辑图:10 （1）将C. D两个寄存器直接接到ALU的A. B两个输入端上。与此同时，除C. D外，其余7个商存器都双向接到单总线上（2）11.（1）假设判别测试字段中每一位作为“个判别标志。那么由于有4个转移条件，故该字段为4位。下地址字段为9位，因为控存容量为512单元。微命令字段则是（48-4-9）=35位。（2）对应上述微指令格式的微程序控制需逻辑框图如图所示。其中微地址寄存器对应下地址字，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令字段，后两部分组成微指令寄存器。地址转

7、移逻辑的输入是指令寄存器的OP码，各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某-位为1）,其输出修改微地址寄存器的适当位数，从面实现微程序的分支转移。就是说，此处微指令的后继地址采用断定方式。12. （1）流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑。即流水线时钟周期性r= maxri = 100ns（2）遇到数据相关时，就停顿第2条指令的执行，直到前面指令的结果已经产生，因此少需要延迟2个时钟周期。（3）如果在硬什设计上加以改进。如采用专用地路技术，便可使流水线不发生停顿。13.（1）（2）H=n/（K+n+-1）r=20/5+20-1）*100*10-9=8.33*106条/秒（3）S=Ts/Tp=nrK/（K+n-1）r=20*5/（20+5-1）=4.1714.如上两图所示。执行相同的指令，在个单位时间内，流水汗算机完成5条指令，而非计算机只完成2条。显然，算机比非流水计算机有更高的吞吐量吐。15证:设n条指令，K级流水，每次流水时间则用流水实现Tp=K+（0-1） Hp=n/TP非流水实现Ts=KnHs=n/TsHp/Hs=TS/Tp=Knr/（K+（n-1）=K/（K-1）/n +1n-无穷时，Hp/Hs-无穷n=1时，Hp/Hs=1. 则可见n1时TsTp.微流水线有更商吞吐量16.（1）写后读RAW（2）读后写 WAR（3）写后写WAW17.