计算机组成原理第5章作业题

计算机组成原理第五章作业题

一、选择题

1、相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是

A.指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易 B.指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难 C.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易 D.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难 2、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是：

A.MAR B.PC C.IR D.PSW 3、下列部件中不属于控制器的是：

A.IR B.操作控制器 C.PC D.PSW 4、计算机操作的最小时间单位是：

A.时钟周期 B.指令周期 C.CPU周期 D.微指令周期 5、存放微程序的控制存储器称为：

A.高速缓冲存储器 B.控制存储器 C.虚拟存储器 D.主存储器

6、一般机器周期的时间是根据（ ）来规定的。

A.主存中读取一个指令字的时间 B.主存中读取一个数据字的时间 C.主存中写入一个数据字的时间 D.主存中读取一个数据字的时间

7、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（ ）：

A.I/O部件 B.内存储器 C.外存储器 D.主机 二、判断题

1、指令流水线中主要存在三种相关冲突：资源相关、数据相关及控制相关。 2、并发性指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。

3、硬布线控制器的缺点：增加了到控存中读取微指令的时间，执行速度慢。 4、微程序控制器的优点：规整性、灵活性、可维护性强。

5、微操作是执行部件接受微命令后所进行的操作，是计算机硬件结构中最基本的操作。

6、微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令，是构成控制信号序列的最小单位。

7、时钟周期是CPU处理操作的最大时间单位。

8、微程序控制器属于存储逻辑型，以微程序解释执行机器指令，采用存储逻辑技术实现。

9、地址寄存器用于存放当前执行的指令码，供进行指令译码。 10、程序计数器用于存放CPU正在执行的指令的地址。

11、指令寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元的地址。 三、填空题

1、 目前的CPU包括______、______和CACHE。

2、 请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是__________； (2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是_________； (3) 算术逻辑运算结果通常放在_______和__________。

3、 微程序控制器由________、_________、_______三大部分组成，其中_______是ROM存储器，用来存放______。

4、 流水CPU中的主要问题是：______相关、____相关和_____相关。

5、 并行处理技术主要有三种形式：_______并行、_______并行和_____并行。 6、 微程序设计技术是利用______方法设计________的一门技术，具有规整性、______、可维护性等一系列优点。

7、 微指令格式中，微指令的编码通常采用以下三种方式：_________、___和___。

8、 由于数据通路之间的结构关系，微操作可分为_____和__________两种。 9、 在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于____、分析指令和________的循环当中。

10、 CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫___________，它常用若干个_________来表示，而后者又包含若干个____

11、 CPU的四个主要功能是_________、____、___和_____。 四、简答题

1、简述什么是微指令？ 2、简述什么是微命令？

3、简述什么是微程序控制器？

4、解释机器指令和微指令的关系。 五、应用题

1、流水线中有三类数据相关冲突：写后读（RAW）相关；读后写（WAR）相关；写后写（WAW）相关。判断以下三组指令各存在哪种类型的数据相关。 (1) I1 LAD R1，A ； M（A）→R1，M（A）是存储器单元 I2 ADD R2，R1 ；（R2）+（R1）→R2 (2) I3 ADD R3，R4 ；（R3）+（R4）→R3 I4 MUL R4，R5 ；（R4）×（R5）→ R4

(3) I5 LAD R6，B ； M（B）→R6，M（B）是存储器单元 I6 MUL R6，R7 ；（R6）×（R7）→ R6

2、已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为：512×48(位)。微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式。 请问:

（1）微指令中的三个字段分别应为多少位？

（2）画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

3、某机有8条微指令I1-I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。

4、假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。 5、参见下图的数据通路，画出取数指令\（R3），RO\的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。

6、参见下图的数据通路。画出存数指令\R1 ，(R2)\的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。

7、流水线中有写后读、读后写和写后写三种数据相关冲突，试判断下面指令存在哪种类型的数据相关。

I1：ADD R1，R2，R3 ；R2+R3 -> R1 I2：SUB R4，R1，R5 ；R1-R5 -> R4

8、已知CPU结构如下图所示，其中包括一个累加器AC、一个状态寄存器和其他几个寄存器。各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传递方向。试完成

以下工作：①写出图中四个寄存器A、B、C、D的名称和作用；②简述完成指令ADD Y的数据通路（Y为存储单元地址，本指令功能为(AC)+(Y)→AC）。

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