计算机组成与体系结构
复习题集
×32位的存储器，并采用模块板结构。问：
（1）若每个模块板为256K×32位，共需几块板？ （2）每块板内需要多少片这样的芯片？
（3）所构成的存储器共需多少片这样的芯片？ （4）共需多少位地址线，各完成什么功能？
3、指令格式结构如下图所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
4、某机存储器容量为64K×16位，该机访存指令格式如下图所示，其中：M为寻址模式：0为直接寻址，1为基址寻址，2为相对寻址，3为立即寻址；I为间址特征(I＝1间址)；X为变址寻址。设PC为程序计数器，RX为变址寄存器，RB为基址寄存器。问：（1）该指令能定义多少种操作?（2）立即寻址操作数的范围？（3）在非间址情况下，写出每种寻址方式的计算有效地址的表达式。（4）设基址寄存器为14位，在非变址直接基址寻址时，指令的寻址范围是多少？ （5）间接寻址时，寻址范围是多少？
5、某机指令格式如下图所示：其中：I为间址特征位(I=0，直接寻址；I＝1，一次间接寻址)；假设存储器部分单元内容如下表所示，指出下列机器指令（十六进制表示）的有效地址：（1）D7 （2）DF （3）DE （4）D2
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6、如图所示为双总线结构的机器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存（受R/W信号控制），AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，ALU由+、-控制信号决定可完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如Yi表示Y寄存器的输入控制信号，R1o为寄存器R1的输出控制信号。未标字符的线为直通线，不受控制。“SUB R1，R3”指令完成（R3）-（R1）→ R3的功能操作，画出其指令周期流程图，并列出相应的微操作控制信号序列。
7、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，a—j分别对应10种不同性质的微命令信号，现假设一条微指令的控制字段为8位，请安排微指令的控制字段格式。
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8、设某处理器具有五段指令流水线：IF（取指令）、ID（指令译码及取操作数）、EXE（ALU执行）、MEM（存储器访问）和WB（结果寄存器写回）。现由该处理器执行如下的指令序列：
（a）SUB R2，R1，R3 ；R2←R1 - R3 （b）AND R12，R2，R5 ；R12←R2 + R5 （a）OR R13，R6，R2 ；R13←R6 or R2 （a）AND R14，R2，R2 ；R14←R2 and R2 （a）ADD R15，R3，R2 ；R2←R3 + R2 问：（1）如果不对这些指令之间的数据相关性问题进行特殊处理而允许这些指令进入流水线，哪些指令将从未准备好数据的R2寄存器取到错误的操作数？
（2）假设采用将相关指令延迟到所需操作数被写回寄存器堆时再执行的方式来解决数据相关问题，那么处理器执行这五条指令需要占用多少时钟周期？
9、如下图所示为一个简单的计算机模型的机器， “ADD 30”指令完成AC +（30）→ AC的功能操作，AC是累加器，（30）表示一次间接寻址，请用方框图语言描述其指令周期流程图。
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10、试分析下图所示的写电流波形属于何种记录方式。
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11、分析下图所示电路的基本原理，说明它属于哪种总线仲裁方式，并说明这种总线方式的优缺点。
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12、某机有5级中断，优先级从高到低为1→2→3→4→5。现希望将优先级改为1→3→5→4→2，请写出各级中断屏蔽码。假设“0”表示开放，“1”表示屏蔽。
13、用512K的E2PROM存储器芯片组成一个2M×32位的半导体只读存储器，试问： （1）数据寄存器多少位？ （2）地址寄存器多少位？
（3）共需要多少个这样的存储器件？ （4）画出此存储器的组成框图。
14、某台计算机字长为16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令。试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。
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