17．CPU在处理中断过程中，有几种方法找到中断服务程序的入口地址？举例说明。
18．中断处理过程中为什么要中断判优？有几种实现方法？若想改变原定的优先顺序，可采取什么措施？ 19．中断处理过程中“保护现场”需完成哪些任务？如何实现？
20．现有A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、C、D顺序排列。若中断服务程序的执
行时间为20?s，请根据下图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。
D服务C服务B服务A服务t (?s)0102030405060708090100110120130140B与C请求D请求B请求A请求
21．某机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0→L1→L2→L3→L4，
现要求中断处理次序改为L1→L3→L4→L0→L2，根据下示格式，写出各中断源的屏蔽字。
屏蔽字 1 2 3 4 5 中断源 L0 L1 L2 L3 L4
22．设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序是A>B>C，为改变中断处理次序，将它们的中断屏蔽字
分别设为：
设备 A B C 屏蔽字 1 1 1 0 1 0 0 1 1 请按下图所示时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20?s。
A服务B服务C服务0102030405060708090
t (?s)A请求B请求C请求
第八章 CPU的结构和功能
1、答：
CPU具有控制程序的顺序执行，产生完成每条指令所需的控制命令，对各种操作实施时间上的控制，对数据进行算术和逻辑运算和处理中断等功能。 CPUALU寄存器中断系统CU控制总线数据总线地址总线
系统总线
2、答：
指令周期是CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间，也即CPU完成一条指令的时间。由于各种指令操作的功能不同，因此各种指令的指令周期是不同的，指令周期的长短主要和指令在执行阶段的访问主存的次数和执行阶段所需要完成的操作有关。
3、答： 取指周期有间址吗?否执行周期是中断周期是间址周期有中断吗?否 取指周期完成取指令和分析指令的操作；
间址周期是当遇到间接寻址的指令时，需访问两次存储器，第一次取出有效地址，再取出操作数，间址周期用于取操作数；
执行周期完成执行指令的操作；
中断周期是当CPU采用中断方式实现主机与I/O交换信息时，当有中断请求时，CPU要进入中断响应阶段，又称中断周期。
4、答：
(1) 见下图
(2) 见下图
5、答：
中断周期前是执行阶段，后是取指阶段。中断周期中，由中断隐指令完成： ① 保存程序断点 ② 硬件关中断
③ 将向量地址送至程序计数器（硬件向量法）或将中断识别程序入口地址送至程序计数器（软件查询法）。
6、答：
所谓并行包含同时性合并发性两个方面。前者是指两个或多个事件在同一时刻发生，后者是指两个或多个事件在同一时间段发生。也就是说，在同一时刻或同一时间段内完成良种或两种以上性质相同或不同的功能，只要在时间上互相重叠，就存在并行性。
从计算机体系上看，粗粒度并行性是在多个处理机上分别运行多个进程，由多台处理机合作完成一个程序，一般用算法（软件）实现。细粒度并行性是指在处理及的操作级和指令级的并行性，一般用硬件实现。指令流水就是一项重要技术。
8、答：
影响流水线性能的因素主要反映在两方面：访存冲突和相关问题。
① 访存冲突：取指令、取操作数和存结果都要访问存储器，若在某一时间，前后流水的若干条指令同时访存，则产生访存冲突。
② 相关问题：指程序的相近指令之间出现某种关联，使指令流水线出现停顿。例如：当下一条指令需用前一条指令的结果时，必须待前面的指令流出流水线后才能执行，包括控制相关和数据相关。
9、答：
超长指令字（VLIW）技术和超标量技术都是采用多条指令在多个处理部件中并行处理的体系结构，在
一个时钟周期内能流出多条指令。但超标量的指令来自同一标准的指令流，超长指令字则是由编译程序在编译时挖掘指令间潜在的并行性后，把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的超长指令（指令字长可达几百位），由这条超长指令控制VLIW机中多个独立工作的功能部件，由每一个操作码字段控制一个功能部件，相当于同时执行多条指令。
10、答：
指令流水线和运算流水线的共同点是由于相邻两段在执行不同的操作，因此在相邻两段之间必须设置锁存器或寄存器，以保证在一个周期内流水线的输出信号不便。
第九章 思考题与习题
1．设CPU内有下列部件：PC、IR、MAR、MDR、AC、CU。
（1）写出取指周期的全部微操作；
（2）写出加法指令ADD X，取数指令LDA X，存数指令STA X在执行阶段所需的全部微操作； （3）当上述指令为间接寻址时，写出运行这些指令所需的全部微操作；
（4）写出无条件转移指令JMP Y和结果为零则转指令BAZ Y在执行阶段所需的全部微操作。 2．控制单元的功能是什么？其输入受什么控制？
3．什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？ 4．能不能说机器的主频越快，机器的速度就越快，为什么？
5．设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该
机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？
6．设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机
的平均指令执行速度为多MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多MIPS？由此可得出什么结论？
7．某CPU的主频为8MHz，若已知每个机器周期平均包含4个时钟周期，该机的平均指令执行速度为
0.8MIPS，试求该机的平均指令周期及每个指令周期含几个机器周期？若改用时钟周期为0.4μs的CPU芯片，则计算机的平均指令执行速度为多少MIPS？若要得到平均每秒40万次的指令执行速度，则应采用主频为多少的CPU芯片？
8．某计算机的主频为4MHz，各类指令的平均执行时间和使用频度如下表所示，试计算该机的速度（单位
用MIPS表示），若上述CPU芯片升档为6MHz，则该机的速度又为多少？
指令类别 平均指令执行时间 使用频度 存取 0.6?s 35% 加、减、比较、转移 0.8?s 50% 乘除 10?s 5% 其他 1.4?s 10% 9．试比较同步控制、异步控制和联合控制的区别。
10．什么是典型的同步控制？为了提高CPU的效率，在同步控制方式中又有哪些方式？以8085的输出指
令为例，说明它属哪种控制方式？
11．设CPU内部结构如图9.4所示，此外还设有B、C、D、E、H、L六个寄存器，它们各自的输入和输
出端都与内部总线相通，并分别受控制信号控制（如Bi为寄存器B的输入控制；Bo为寄存器B的输出控制）。要求从取指令开始，写出完成下列指令所需的控制信号。 （1）ADD B,C （(B) – (C)→B）； （2）SUB A,H （(AC) – (H) →AC）。
12．CPU结构同上题，写出完成下列指令所需的控制信号（包括取指令）。
（1）寄存器间址的无条件转移指令JMP @ B； （2）间接寻址的存数指令STA @ X。
第九章 控制单元的功能习题部分答案
1、答：
(1) 写出取指周期的全部微操作； ① PC→MAR ② 1→R
③ M(MAR)→MDR ④ MDR→IR ⑤ (PC)+1→PC
(2) 写出加法指令ADD X，取数指令LDA X,存数指令STA X在执行阶段所需的全部微操作。 答： ADD X ①Ad(IR) →MAR ②1→R ③M(MAR)→MDR ④(ACC)+(MDR) →ACC LDA X ①Ad(IR) →MAR ②1→R ③M(MAR)→MDR ④MDR →ACC STA X ①Ad(IR) →MAR ②1→W ③ACC→MDR ④MDR →M(MAR) (3) 当上述指令为间接寻址时，写出运行这些指令所需的全部微操作。 答： ADD X ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③MDR→Ad(IR) ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③(ACC)+(MDR) →ACC LDA X ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③MDR→Ad(IR) ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③MDR →ACC STA X ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③MDR→Ad(IR) ①Ad(IR) →MAR，1→R ②M(MAR)→MDR ③MDR →M(MAR) (4) 写出无条件转移指令JMP Y和结果为零则转指令BAZ Y在执行阶段所需的全部微操作。 答： JMP Y Ad(IR) →PC BAZ Y 设Z为标记触发器，结果为0时，Z=1 BAZ Y指令执行阶段的微操作为 Z·Ad(IR) →PC 2、答：
控制单元具有发出各种微操作命令（即控制信号）序列的功能。
在执行程序的过程中，控制单元要发出各种微操作命令，而且不同的指令对应不同的命令。其输入必须受时钟控制，即每一个时钟脉冲使控制单元发一个操作命令，或发一组需同时执行的操作命令。
3、答：
指令周期：CPU取出并执行一条指令所需的全部时间，即完成一条指令的时间。
机器周期：所有指令执行过程中的一个基准时间，取决于指令的功能及其间的速度。
时钟周期：用时钟信号来控制产生每一个微操作命令。一个机器周期内包含了若干个时钟周期，又称节拍或状态。在每个节拍内机器可完成一个或几个同时执行的操作。
三者的关系：一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期（节拍），每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。机器周期、节拍组成了多级时序系统。
4、答：