计算机组成原理及汇编语言 - 第三章作业

3-06、用无符号数一位乘法计算X*Y=？写出规范的运算过程。 （1）、X=1001 Y=1101

B（被乘数） 1001

Ca A C（乘数） 初始状态

0 0000 1101 Ca A C0=1 0000

+ 1001 1101 0 1001

C0=0 0100

+ 0000 1110 0 0100

C0=1 0010

+ 1001 0111 0 1011

C0=1 0101

+ 1001 1011 0 1110 0 0111 0101

1001*1101=1110101

（2）、X=1101 Y=1111

B（被乘数） 1101

Ca A C（乘数）

0 0000 1111 Ca A C0=1 0 0000

+ 1101 1111 0 1101

C0=1 0 0110

+ 1101 1111 1 0011

第一节拍 第二节拍 第三节拍 第四节拍 初始状态

第一节拍 第二节拍 C0=1 0 1001

+ 1101 1111 1 0110

第三节拍 C0=1 0 1011

+ 1101 0111 1 1000 第四节拍 0 1100 0011

1101*1111=11000011

（3）、X=1010 Y=1001

B（被乘数） 1010

Ca A C（乘数）

0 0000 1001 Ca A C0=1 0 0000

+ 1010 1001 0 1010

C0=0 0 0101

+ 0000 0100 0 0101

C0=0 0 0010

+ 0000 1010 0 0010

C0=1 0 0001

+ 1010 0101 0 1011 0 0101 1010

1010*1001=1011010

3-7、用无符号数不恢复余数法求X/Y=？写出规范的运算过程。 （1）、X=00001001，Y=0011 则[-Y]=1101

初始状态

第一节拍 第二节拍 第三节拍 第四节拍 A C 操作说明

第 0000 1001 初始状态 一 0001 0010 A、C左移一位 步 -B 1101 减除数

A<0 1110 0010 A<0，商0，下步左移后加B 第 1100 0100 A、C左移一位 二 +B 0011 加除数 步 A<0 1111 0100 A<0，商0，下步左移后加B

1110 1000 A、C左移一位 第

+B 0011 加除数 三

A>0 0001 1001 A>0，商1，下步左移后减B 步

0011 0010 第

-B 1101 四

A=0 0000 0011 A=0,商1。 步

余数

00001001/0011=0011

（2）、X=000000111，Y=0010 则[-Y]=1110

A C 操作说明

第 0000 0111 初始状态 一 0000 1110 A、C左移一位 步 -B 1110 减除数 A<0 1110 1110 A<0，商0，下步左移后加B

第 1101 1100 A、C左移一位 二 +B 0010 加除数 步 A<0 1111 1100 A<0，商0，下步左移后加B

1111 1000 A、C左移一位 第

+B 0010 加除数 三

A>0 0001 1001 A>0，商1，下步左移后减B 步

0011 0010 A、C左移一位 第

-B 1110 四

A>0 0001 0011 A>0,商1。 步

余数

00000111/0010=0011+0001/0010

（3）、X=000001101，Y=0011 则[-Y]=1101

A C 操作说明

第 0000 1101 初始状态 一 0001 1010 A、C左移一位 步 -B 1101 减除数 A<0 1110 1010 A<0，商0，下步左移后加B

第 1101 0100 A、C左移一位 二 +B 0011 加除数 步 A=0 0000 0101 A=0，商1.

1111 1000 A、C左移一位 第

+B 0010 加除数 三

A>0 0001 1001 A>0，商1，下步左移后减B 步

0011 0010 A、C左移一位 第

-B 1110 四

A>0 0001 0011 A>0,商1。 步

余数

00000111/0010=0011+0001/0010

3-8、微命令：微操作命令是最基本的控制信号，通常是指直接作用于部件或控制门电路的控制信号，简称微命令。 同步控制方式：同步控制方式是指各项操作由统一的时序信号进行同步控制。这就意味着各个微操作必须在规定的时间内完成，到达规定时间自动执行后继的微操作。 指令周期：从取指令、分析指令、执行指令一共所用的时间。

机器周期：在组合逻辑控制器中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

时钟周期：一个机器周期的操作一般要分几步完成。因此，将一个机器周期划分为若干相等的时间段，每个时间段内完成一个基本操作，这个时间段用一个电平信号宽度对应，称为节拍或时钟周期。

时钟脉冲：脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。 指令流程：分析指令流程是为了在寄存器这一层次分析指令序列的读取与执行过程，也就是讨论CPU的工作机制。一般给出一条特定的指令，以模拟机CPU内部组成为背景，用寄存器传送语句描述其读取与执行过程。 微指令：在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令。所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。 微程序：一系列微程序的有序集合。

微周期：通常指从控制存储器中读取一条微指令并执行相应的微操作所需的时间。

直接控制编码：微指令的微命令字段中每一段都代表一个微命令。设计微命令时，选用或不选用某个微命令，只要将表示该微命令的对应位设置成1或0就可以了。因此，微命令的产生不需要译码。 分段直接编译法：将微指令的微命令字段分成若干小字段，把相斥性微命令组合在同一字段中，而把相容性微命令组合在不同字段中。每个字段独立编码，每种编码代表一个微命令，且各字段编码含义单独定义，与其他字段无关。 分段间接编译法：它是在分段直接编译法的基础上，进一步缩短微指令字长的一种编码方法。在这种编码方法中，一个字段的含义不仅取决于本字段编码，还兼由其他字段来解释，以便使用较少的信息表示更多的微命令。

增量方式：这种方式与工作程序用程序计数器产生指令地址很像。在微程序控制器中，可设置一个微程序计数器uPC，在顺序执行微指令时，后继微指令地址由当前微指令地址加上一个增量来形成，遇到转移时，由微指令给出转移微地址，使微程序按新的顺序执行。 断定方式：根据机器状态决定下一条微指令的地址，下一条微指令的地址包含在当前微指令的代码中。

垂直型微指令：垂直型微指令的特征是微指令较短，微指令的并行操作能力有限，一般一条微指令只能控制数据通路的一两种信息传送操作。

水平型微指令：水平型微指令这个名称没有统一严格的定义，一般来说有如下特征： 1、 微指令较长。

2、 微指令中的微操作具有高度并行性。

3、 微指令编码简单，一般采用直接控制编码和分段编码，以减少微命令的译码时间。 3-9、试说明模拟机中下列寄存器的作用：

通用寄存器：通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。除此之外，它们还各自具有一些特殊功能。如可为ALU提供操作数并存放运算结果，也可作变址寄存器、地址指针和计数器等。

暂存器：用来暂存从主存储器读出的数据以及从ALU输出端输出的运算结果。 IR：存放正在执行的指令、

PC：提供指令的地址，及指示程序的进程。当现行指令执行完毕后，由PC提供后继指令的地址，并送往MAR。

SP：堆栈指针SP就是指出栈顶在内部RAM块中的位置，从它可以了解到存放断点或者现场的位置，压栈后SP+1，出栈后SP-1。

MAR：用于存放CPU访问主存或I/O接口的地址。

MDR：用于存放CPU于主存或I/O接口之间传送的数据。 3-10、模拟机中脉冲形微命令有哪些？

在模拟机中，各寄存器均采用同步打入脉冲将ALU总线上的数据打入其中。脉冲型微命令有：CPR0、CPR1、CPPC、CPIR、CPSP、CPMAR、CPMDR等。

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