计算机组成原理课后习题1-10章答案(唐朔飞)(第二版)(7)

2025-06-27

PC→BUS→MAR取指周期PCo,MARiMARo,1→R,MDRiMDRo,IRi+1PCo,Ad(IR)o,EARiEARo,MARiMARo,1→R,MDRiMDRo,ACCi

M(MAR)→MDRMDR→BUS→IRPC+1→PCPC+Ad(IR)→EAR执行周期EAR→BUS→MARM(MAR)→MDRMDR→BUS→ACC(2)“SUB X,D” 指令周期信息流程图及微操作控制信号如下:

PC→BUS→MAR取指周期PCo,MARiMARo,1→R,MDRiMDRo,IRi+1PCo,Ad(IR)o,EARiEARo,MARiMARo,1→R,MDRiMDRo,ACCiACCo,Xo,Ki=-,LATCHiLATCHo,ACCiM(MAR)→MDRMDR→BUS→IRPC+1→PCPC+Ad(IR)→EAREAR→BUS→MAR执行周期M(MAR)→MDRMDR→BUS→XACC-X→LATCHLATCH→BUS→ACC第十章

1. 假设响应中断时,要求将程序断点存在堆栈内,并且采用软件办法寻找中断服务程序的入口地址,试写出中断隐指令的微操作及节拍安排。

解:设软件查询程序首址为0号内存单元,则中断隐指令的微操作命令及节拍安排如下:

T0 0 SP

T1 ,SP? MAR

T2 SP?W,SP+1 M(MAR) T3 PSW?MAR,MDR?SP T4 1? W,SP+1?MDR, ?M(MAR) PC?EINT 由于题意中没有给出确切的数据通路结构,故上述节拍分配方案的并行性较低。?PC,MDR?0 ?MDR,1?MAR

2. 写出完成下列指令的微操作及节拍安排(包括取指操作)。

(1)指令ADD R1,X完成将R1寄存器的内容和主存X单元的内容相加,结果存于R1的操作。

(2)指令ISZ X完成将主存X单元的内容增1,并根据其结果若为0,则跳过下一条指令执行。

解:设采用单总线结构的CPU数据通路如下图所示,且ALU输入端设两个暂存器C、D(见17题图)。并设采用同步控制,每周期3节拍:

busPCMARSPMDRCUIRAC地址线数据线控制线

(1)指令ADD R1,X的微操作及节拍安排如下: 取指周期:T0 PC?MAR,1? R

T1 M(MAR) ?MDR,PC+1?PC T2 MDR?IR,OP(IR) ?ID

执行周期1:T0 Ad(IR)?MAR,1?R T1 M(MAR) ?MDR

T2 MDR?D

执行周期2:T0 R1?C

T1 +

T2 ALU?R1

(2)指令ISZ X的微操作及节拍安排: 取指周期同(1):略

执行周期1: T0 Ad(IR)?MAR,1?R T1 M(MAR)?MDR

T2 MDR?C,+1?ALU

执行周期2:T0 ALU?MDR,1?W

T1 (PC+1)·Z+ PC·Z?PC

12. 能否说水平型微指令就是直接编码的微指令,为什么? 解:不能说水平型微指令就是直接编码的微指令,因为符合水平型微指令特征的微指令都属于水平型微指令,常见的有:直接编码、字段直接编码、字段间接编码,及混合编码等。直接编码的微指令只是最典型的一种。

15. 设控制存储器的容量为512×48位,微程序可在整个控存空间实现转移,而控制微程序转移的条件共有4个(采用直接控制),微指令格式如下: 解:因为控制存储器共有512*48=29*48

所以,下址字段应有9位,微指令字长48位 又因为控制微程序转移的条件有4个,4+1<=23 所以判断测试字段占3位

因此控制字段位数为:48-9-3=36 微指令格式为: 48 13 12 10 9 1 控制字段 测试字段 下址字段

21. 下表给出8条微指令I1~I8及所包含的微命令控制信号,设计微指令操作控制字段格式,要求所使用的控制位最少,而且保持微指令本身内在的并行性。

解:为使设计出的微指令操作控制字段最短,并且保持微指令本身内在的并行性,应采用混合编码法。首先找出互斥的微命令组,为便于分析,将微命令表重画如下:

由表中微命令的分布情况可看出:a、b、c、d、e微命令的并行性太高,因此不能放在同一字段中。另外,由分析可知,在2、3、4分组的互斥组中,3个一组的微命令互斥组对控制位的压缩作用最明显。因此,应尽可能多的找出3个一组的互斥组。现找出的互斥组有:cfj,dij,efh,fhi,bgj,ehj,efj??等等。

从中找出互不相重的互斥组有两个:dij,efh。则:微指令操作控制字段格式安排如下: 1 1 1 1 2 2

a b c efh dij 各字段编码分配如下: a:0 无操作,1 a微命令;

b:0 无操作,1 b微命令; c: 0 无操作, 1 c微命令; g :0 无操作, 1 g微命令;

dij :00 无操作;01 d微命令;10 i微命令;11 j微命令; efh:00 无操作;01 e微命令;10 f微命令;11 h微命令

与采用直接控制法比较:直接控制法:10个微命令需10位操作控制位;本方案中10个微命令需8位操作控制位,压缩了2位。


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