图5-1 假想机的数据通路
设计微指令格式，使之能完成上述要求的功能，表明微指令中每一位的符号及其功能。如微指令为多个子周期，有几个子周期？每个子周期完成什么操作（提示：可考虑寄存器运算微指令和访问主存微指令两种类型微指令，并假定在一个微指令周期内就可以完成MDR与主存间的数据传送）？
3.一CPU数据通路为双总线结构，如图5-2所示。IR为指令寄存器；PC为程序计数器（具有自增1功能），M为主存（受R/M信号控制），MAR为主存地址寄存器，MDR为主存数据寄存器，ALU由+、-控制信号决定可完成何种操作，G控制一个门电路，除MAR、X、Y的输出端为直通线不受控之外，其余寄存器均有in、out控制信号。
图5-2 未标出控制信号的双总线结构图
（1）标出各寄存器的in、out控制信号。 （2）设计微指令格式，并说明各字段意义。
（3）SUB R2，R0指令完成（R0）-（R2）→R0的功能操作，写出该指令从取指令开始的执行过程。
（4）写出取指令的各条微指令的代码。
4.图5-3所示是双总线结构的机器。图中IR为指令寄存器，PC为程序计数器，MAR为存储器地址寄存器，M为主存(受R／W信号控制)，MDR为存储器数据寄存器R0、R1、R2、R3、X、Y均为寄存器，AIU由正、负控制信号决定完成何
种操作，挖制信号G控制一个门电路。此外，线上标注有控制信号，如Yi袁示寄存器Y的输入控制信号，R1O表示寄存器R1的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。
ADD R2，R0指令完成(R2)十(R0) ???R2的操作，画出其指令周期信息流程图（假设指令的地址已放在PC中，并列出相应的微操作控制信号序列。 5 在第4题给出的条件下，SUB R1，R3指令完成(R1)-(R3) ???R1的操作，画出其指令周期信息流程图(假设指令的地址已放在PC中)，并列出相应的微操作控制信号序列。
图5-3 双总线结构示意
6. 在第4题给出的条件下，写出完成下述四条单字长的操作流程及响应的控制信号。
（1）MOV R1，R0 (R0) ???R1 R1、R0寄存器寻址
（2）MOV @R1，R0 (R0) ???（R1） R1寄存器间址、R0寄存器寻址 （3） MOV R3，@R2， （(R0)） ???R3 R3寄存器寻址、R2寄存器间址 （4） MOV @R3，@R2， （(R0)） ??（R3）） R3、R2寄存器间址 ?（指令格式如下，其中XD和XS分别为目的操作数和源操作数的寻址模式。
7. 在第4题给出的条件下，写出完成下述双字长指令的操作流程及相应的控制信号。
（1）MOV R0，#N N ???R0 #N为立即数
（2） MOV @R1，#N N???（R1） @R1为寄存器间接寻址 （3） MOV R2，N （N）???R2 N为存储器地址 （4） MOV R3，@N， （（N）） ???R3 @为寄存器间接寻址特征 指令格式如下，其中其中XD和XS分别为目的操作数和源操作数的寻址模式。
8.已知单总线计算机结构如图5-4所示，其中XR为变址寄存器，EAR为有效地址寄存器，LATCH为寄存器。假设指令地址已存于PC中，画出ADD*D指令周期信息流程图，并列出相应的控制信号序列。
图5-4 单总线计算机结构示意图
说明：
（1） ADD *D 指令字中*表示相对寻址，D为相对应位移量。
（2） 寄存器的输入和输出均受控制信号控制，如PCi表示PC的输入控制
信号，又如MDRo表示MDR的输出控制信号。
（3） 凡是需要经过总线实现寄存器之间的传送，需在流程图中注明，如PC ??? Bus ???MAR，相应的控制信号为PCo和MARi。 9. 某假想机主要部件如图5-5所示，其中：
LA ALU的A输入端选择器 LB ALU的B输入端选择器 M 主存 MDR 主存数据寄存器 IR 指令寄存器 MAR 主存地址寄存器 PC 程序计数器 R0～R3 通用寄存器 C、D 暂存器
图5-5 假想机主要部件
（1）补充各种部件之间的主要连接线，并注明数据流动方向。
（2）写出ADD @R1，@R2 和SUB @R1， @R2 指令取指阶段和执行阶段的信息流程。R1寄存器中存放源操作数的地址，R2寄存器中存放的是目的操作数的地址。
10.设有一运算器通路如图5-6所示，假设操作数a和b(均为补码)已分别放在通用寄存器R1和R2中，ALU有+、一、M(传送)三种操作功能。 （1） 指出互斥性微操作和相容性微操作。
（2） 采用字段直接编码控制方式，设计适合此运算器的微指令格式。
（3）画出计算(a—b)／2???R2的微程序流程图，试问执行周期需要几条微指令？
（4）按设计的微指令格式，写出（3）要求的微指令码点。
图5-6 运算器通路框图
11.某机共有55个微操作控制信号，构成5个相斥类的微命令组，各组分别包含4、7、8、l 2和24个徽命令。已知可判定的外部条件有CY和ZF两个，微指令字长30位。
（1）给出采用断定方式的水平型微指令格式。 （2）指出控制存储器的容量。
12.某机的微指令格式中，共有10个控制字段,每个字段可分别激话4、4、3、11、9、16、7、1、8、22种控制信号。试问采用字段直接编码方式和直接编码(控制)方式，微指令的操作控制字段各取几位？
13在一条单总线结构的计算机中，用一条总线连接了指令寄存器IR、程序计数器PC、存储器地址寄存器MAR、存储器数据寄存器MDR、通用寄存器R0～R7的输入和输出端。ALU的两个输入端分别于总线和寄存器Y的输出端相连，ALU的输出端与寄存器Z的输入端相连。Y的输入端与总线连接，Z的输出端与总线连接。该机有下列指令：
ADD R1，R2，R3 ; (R2)+(R3) ???R1 JMP *K ; （PC）+(K－1) ???PC LOAD R1，mem ； （mem）???R1 STORE mem，R2 ; R2 ???mem 写出控制器执行上述指令的微操作及节拍安排。