计算机组成原理复习串讲习题补充-2015-6

试题类型

一. 选择题（20分）30 每空1分 二．计算填空题（20分） 20 每空1分 三、计算题（10分） 10 1-2题，几个小问题

四、简答题（15分） 20 3-4题 五．综合设计题（35分） 20 1-2大题，几个小问题

提示的几个重点：

1. Cache/主存系统的命中率和平均访问时间

2. 组相联方式主存各个字段的位数划分，以及给出一个主存地址，写出它映射到Cache中

的哪一组。 3.设有如下指令，目标操作数均为寄存器寻址，源操作数的寻址方式由下面每一条指令的注释给出，内存数据见表1所示；RI=12H；求顺序执行下列每一条指令的执行结果。

（1）MOV R0, [15H] ;直接寻址 R0= ⑦ （2）MOV R1, [RI+5] ;变址寻址 R1= ⑧ （3）MOV R3, [R0] ;寄存器间接寻址 R3= ⑨

表1

单元地址 10H 11H 12H 13H 答案： ⑦ 20H ⑧ 16H ⑨ 10H 内容 80H 90H 07H 10H 单元地址 14H 15H 16H 17H 内容 33H 20H 1BH 16H 单元地址 18H 19H 20H 21H 内容 F0H 03H 10H 20H 3. 给出浮点数的格式，写出两个浮点数的表示，以及两者进行加/减运算的结果。

注意：MIPS的三种类型指令的格式、意义和执行过程。MIPS多周期CPU的硬布线设计过程。

4.

某8位模型机采用微程序控制器，结构如图1所示。其中MEM为主存，R0~R3是通用寄存器。各部件的控制信号均已标出，控制信号的命名准则是：‘→’符号前的是数据发送方部件，‘→’符号后的是数据接收方部件， 并且控制信号中的B表示总线；J1#控制指令译码，其他读写信号具有普通意义。

（1）图1中有22个微操作控制信号，另外3个信号J1＃～J3＃是用于转移的判别

测试条件。在微指令中，控制字段采用直接控制法，判别测试字段采用译码法编码，下址字段8位，则微指令字长多少位？该模型机的控存容量是多少？ （2）模型机的某条指令的微程序流程图如图2所示，写出该条指令的功能、寻址方

式、指令第二字的含义。

（3）写出MEM→IR微指令必须发送的微命令控制信号。 （4）根据图1所示的数据通路，写出ADD

RD，[ADDR]指令的微程序流程图。

指令功能为（RD）＋（ADDR）→RD，即寄存器RD的内容加内存单元ADDR的内容送回RD寄存器。指令格式如下：

OP（4位） ×× ADDR

RD（2位） 微操作控制信号299→B移位器S0S1MCiB→DA1DA1ALU→B……微控器J1~J3ALUS2S3PC→BDA2B→DA2PC后继微地址转移控制逻辑PC+1IRB→PCB→IRR0R1R2R3B→AR寄存器译码电路RD→BRS→BB→RDARD7-D0INPUTUNITIORMEMA7-A0MEMRMEMWA7-A0OUTPUTUNITIOW

图1 模型机结构框图

PC→AR，PC+1PC→AR ，PC+1MEM→DA1MEM→IR PC→DA2J1（散转至指令入口）DA1＋DA2→PC

图2 微程序流程图

解： （1）（4分）微指令字长32位，22+2+8=32

控存容量：256*32 = 1KB （2）（6分）无条件转移指令JMP，寻址方式：相对寻址，指令第二字为相对偏移量。 （3）（4分）答： MEMR ，B→IR

（4）（6分）

PC→ARPC+1MEM→IR PC→AR,PC+1MEM→ARMEM→DA1RD→DA2DA1+DA2→RDJ1（散转至指令入口）

2. 设某8位计算机指令格式如下： OP（4位） MOD（2位） RD（2位） ADDR/ DATA / DISP 其中，RD为目的寄存器号，MOD为寻址方式码字段，指令第二字为地址、数据或偏移量；源操作数由MOD字段和指令第二字共同确定。除了HALT指令为单字指令外，其他指令均为双字指令；各字段解释如表1。

表1

指令助记符 OP MOV ADD ADC SUB

表1中MOV、ADD、ADC、SUB和SBB分别表示传送、不带进位加、带进位加、不带借位减和带借位减指令，且目的操作数都是RD寄存器。

②内存地址的部分单元内容如表2，若（PC）＝00H，变址寄存器（SI）＝06H，则此时启动程序执行，则程序执行的前三条指令如表3，请填写完整。

0000 0001 0010 0011 指令助记符 SBB JMP …… HALT OP 0100 1000 …… 1111 MOD 00 01 10 11 寻址方式 立即寻址 直接寻址 变址寻址（SI） 相对寻址 RD 00 01 10 11 寄存器 R0 R1 R2 R3 表2

单元地址 00H 01H 02H 03H

表3

指令序号 1 2 3 助记符 寻址方式 源操作数 执行结果 内容 01H 10H 15H 0AH 单元地址 04H 05H 06H 07H 内容 39H 05H F0H 03H 单元地址 08H 09H 0AH 0BH 内容 10H 20H 90H 30H 答案：

指令序号 1 2 3 助记符 寻址方式 源操作数 执行结果 R1=10H R1=A0H R1=70H MOV R1,#10H 立即数寻址 10H ADD R1,0AH 直接寻址 SUB R1,(SI+5) 变址寻址 90H 30H

1、 微程序控制器中，一条机器指令通常是由（）来解释执行的，微程序是存放在 （）

中的。 A．一段微程序

B．一个微命令

C．一条微指令 F．辅助存储器

D． 主存储器 E．控制存储器

2、 下面哪一组存储器是永久性存储器（），哪一组是易失性存储器 （） 。 A．DRAM和Cache

B．ROM和外存

C．优盘和Cache D．EPROM和 Cache

3 已知一个指令系统100条指令，一条指令分取指令2ms，计算地址2ms，取操作数2ms，执行指令1ms，问采用流水线方式执行指令，110条指令执行一遍需要（ ）ms.。

A. 220 B. 213 C. 214 D.215

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