(SP)-1-〉SP, (MSP)-〉A (MSP)-〉A, (SP)-1-〉SP
3、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于:C 基值寄存器内容加上形式地址(位移量) 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量) 变址寄存器内容加上形式地址(位移量) 程序记数器内容加上形式地址(位移量)
4、从以下有关RISC的描述中,选择最合适的答案。 C 采用RISC技术后,计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。 为了实现兼容,新设计的RISC??是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分实现的。 RISC的主要目标是减少指令数,提高指令执行效率。 RISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。 5、指令系统中采用不寻址方式的目的主要是(B ) 实现存储程序和程序控制 缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性 可以直接访问外存 提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
6、单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个经常需采( C) 堆栈寻址方式 立即寻址方式 隐含寻址方式 间接寻址方式
7、寄存器间接寻址方式中,操作数处在( A) 通用寄存器 堆栈 主存储器 程序计数器
8、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种,采用跳跃寻址方式,可以实现(D) 堆栈寻址 程序的条件转移 程序的无条件转移 程序的条件转移或无条件转移 判断题
9、引入操作数寻址方式目的有:缩短指令长度、扩大寻址范围、提高编程灵活性等。 对
10、指令系统指一台计算机中所有机器指令的集合,是表征计算机性能的重要因素。 对 填空题
11、 一个较完善的指令系统应包含:(数据传送)类指令,(算术运算)类指令,(逻辑运算)类指令,程序控制类指令,I/O类指令,字符串类指令,系统控制类指令等。 12、 根据操作数所在位置,指出其寻址方式(填空):(1)操作数在寄存器中,为(寄存器直接)寻址方式。(2)操作数地址在寄存器,为(寄存器间接)寻址方式。(3)操
作数在指令中,为(立即)寻址方式。(4)操作数地址(主存)在指令中,为(直接)寻址方式(5)操作数的地址,为某一寄存器内容与位移量之和可以是(相对)、(基址)、(变址)寻址方式。
13、 指令寻址方式主要有((顺序寻址方式)实现指令逐条顺序执行,PC+1->PC)和((跳跃寻址方式)实现程序转移)。
14、 从计算机指令系统的角度看当前的计算机指令系统结构分为两大类:(复杂指令集计算机)、(精简指令集计算机)。 15、 地址码表示(操作数的地址)。以其数量为依据,可以将指令分为(零地址指令)、和(一地址指令)(二地址指令)(三地址指令)(多地址指令)等几种。
16、 二地址指令中,操作数的物理位置有三种型式,分别是(寄存器-寄存器(RR))型、(寄存器-存储器(RS))型和(存储器-存储器(ss))型。
17、 堆栈是一种特殊的(数据)寻址方式,它采用(先进后出)原理。按结构不同分为(寄存器)堆栈和(存储器)堆栈。
18、 形成操作数地址的方式,称为(数据寻址)方式。操作数可以放在(专用)寄存器、(通用)寄存器、和指令中。
19、 形成指令地址的方式,称为(指令寻址)方式,有(顺序)寻址和(跳跃)寻址两种。
20、 指令字长度分为(单字长)、(半字长)、(双字长)三种形式。
21、 指令格式是指令用(二进制代码)和表示的结构形式,指令格式由(操作码)字段和(地址码)两字段组成。
22、 指令系统是表征一台计算机(性能)的重要因素,它的(格式)和(功能)不仅直接影响到机器的硬件结构,也影响到(系统软件)。 计算题
23、设某计算机数据线、地址线均是8位,有一条相对寻址的无条件转移指令存于内存的20H单元中,指令给出的位移量D=00010101B,该指令占用2个字节,试计算:1)取该指令时PC的内容;2)该指令执行结束时PC的内容。 由题:
(1)PC=20H
(2)Pc=PC+D+2=20H+2+00010101B=37H
简答题 24、
指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。
31 25 24
23… 20 19 0
OP I 目标寄存器 20位地址 1.操作码:顶长操作码,可表示128条指令;
操作数:双操作数,可构成RS或SS型指令,有直接、寄存器、寄存器间接寻址方式。访存范围1M,可表示16个寄存器
25、说明RISC指令系统的主要特点。
指令条数少,指令长度固定,指令格式、寻址方式种类少,只有取数/存数指令访问存储器。
26、一个比较完善的指令系统应该包括哪几类指令?
数据传送指令,算术运算指令,逻辑运算指令,程序控制指令,输入/输出指令,堆栈指令,字符串指令,特权指令。 应用题
27、一种单地址指令格式如下所示,其中I为间接特征,X为寻址模式,D为形式地址。I,X,D组成该指令的操作数有效地址E。设R为变址寄存器,R1 为基值寄存器,PC为程序计数器,请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。
第五章
a单选题
1、一般机器周期的时间是根据(A )来规定的。 主存中读取一个指令字的时间 主存中读取一个数据字的时间 主存中写入一个数据字的时间 主存中读取一个数据字的时间 2、存放微程序的控制存储器称为:(B) 高速缓冲存储器 控制存储器 虚拟存储器 主存储器
3、以下叙述中正确描述的句子是: (A) 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相容性微操作 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相交性微操作 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫排他性微操作 4、计算机操作的最小时间单位是:(A) 时钟周期 指令周期 CPU周期 微指令周期
5、下列部件中不属于控制器的是:(D)
IR 操作控制器 PC PSW
6、同步控制是:(C) 只适用于CPU控制的方式 只适用于外围设备控制的方式 由统一时序信号控制的方式 所有指令执行时间都相同的方式
7、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是:(B)
MAR PC IR PSW 判断题
8、指令流水线中主要存在三种相关冲突:资源相关、数据相关及控制相关。对 9、并发性指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。对
10、硬布线控制器的缺点:增加了到控存中读取微指令的时间,执行速度慢。错 11、微程序控制器的优点:规整性、灵活性、可维护性强。对
12、微操作是执行部件接受微命令后所进行的操作,是计算机硬件结构中最基本的操作对 13、微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令,是构成控制信号序列的最小单位。对
14、时钟周期是CPU处理操作的最大时间单位。错
15、微程序控制器属于存储逻辑型,以微程序解释执行机器指令,采用存储逻辑技术实对 16、地址寄存器用于存放当前执行的指令码,供进行指令译码。错 17、程序计数器用于存放CPU正在执行的指令的地址。错
18、指令寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元的地址。错 填空题 19、 请在括号内填入适当答案。在CPU中: (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是;(指令寄存器IR) (2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是(程序计数器PC); (3) 算术逻辑运算结果通常放在(通用寄存器)和(数据缓冲寄存器DR)。
20、 硬布线器的设计方法是:先画出(指令)流程图,再利用写出(布尔(逻辑)代数)综合逻辑表达式,然后用(门电路和触发器)等器件实现。 21、 微程序控制器由(控制存储器)、(微指令寄存器 )、(地址转移逻辑)三大部分组成,其中(控制存储器)是ROM存储器,用来存放(微程序)。 22、 流水CPU中的主要问题是:(资源)相关、(数据)相关和(控制)相关。 23、 并行处理技术主要有三种形式:(时间)并行、(空间)并行和(时间及空间)并行。
24、 微程序设计技术是利用(软件)方法设计(控制器)的一门技术,具有规整性、(灵活性)、可维护性等一系列优点。
25、 微指令格式中,微指令的编码通常采用以下三种方式:(直接表示法)、(编码表示法)和(混合表示法)。
26、 由于数据通路之间的结构关系,微操作可分为(相容性)和(相斥性)两种。 27、 在程序执行过程中,控制器控制计算机的运行总是处于(取指令)、分析指令和(执行指令)的循环当中。
28、 CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫(指令周期),它常用若干个(机器周期)来表示,而后者又包含若干个(时钟周期)。 29、 CPU的四个主要功能是(指令控制)、(操作控制)、( 时间控制)和(数据加工)。 30、 目前的CPU包括(控制器)、(运算器)和CACHE。 计算题
31、在流水线浮点加法器中,假设有取指、译码、执行和回写四个过程段,每个过程段所需要的时间分别为:T1=60ns,T2=50ns,T3=90ns,T4=80ns,试计算该加法器的加速比是多少。
正确答案:该流水线时钟周期至少为T=90ns,若采用非流水方式进行,则其所需要的时间为T1+T2+T3+T4=60+50+90+80=280ns,因此加速比=280/90≈3.1。
简答题
32、简述CPU基本功能 正确答案:解:
(1)指令控制:程序的顺序控制,称为指令控制。
(2)操作控制:管理并产生每条指令的操作控制信号,并把操作控制信号送往相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
(3)时间控制:对各种操作实施时间上的定时,称为时间控制。 (4)数据加工:对数据进行算术运算和逻辑运算处理。
33、简述什么是微指令?
每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。
34、简述什么是微命令?
微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令,是构成控制信号序列的最小单位。
35、简述什么是指令周期?
指令周期是指取出并执行一条指令的时间。它由若干个CPU周期组成。 36、简述什么是微程序控制器?
微程序控制器是采用微程序方式构成的控制器,以若干有序微指令组成的微程序解释执行一条机器指令。它由控制存储器、微指令寄存器、地址转移逻辑等构成。 37、解释机器指令和微指令的关系。
机器指令是控制计算机完成一个基本操作的命令;微指令则是控制部件中一组实现一定操作功能的微命令的组合。在微程序控制器中,一条机器指令需要由一组微指令组成的微程序来完成,即微程序完成对机器指令的解释执行。因此,一条机器指令对应多条微指令。
38、计算机内有哪两股信息在流动?如何区分它们?
一股是控制信息,即操作命令,其发源地是控制器,流向各个部件,形成指令流;一股是数据信息,它受控制信息的控制,从一个部件流向另一个部件,形成数据流。一般地,取指周期从内存读出的信息流是指令流,流向控制器;而执行周期从内存读出或向内存写入的信息流是数据流,在内存和运算器之间交互。 应用题
39、流水线中有三类数据相关冲突:写后读(RAW)相关;读后写(WAR)相关;写后写(WAW)相关。判断以下三组指令各存在哪种类型的数据相关。 (1) I1 LAD R1,A ; M(A)→R1,M(A)是存储器单元 I2 ADD R2,R1 ;(R2)+(R1)→R2 (2) I3 ADD R3,R4 ;(R3)+(R4)→R3 I4 MUL R4,R5 ;(R4)×(R5)→ R4
(3) I5 LAD R6,B ; M(B)→R6,M(B)是存储器单元 I6 MUL R6,R7 ;(R6)×(R7)→ R6 正确答案:解:
(1)写后读(RAW)相关;
(2)读后写(WAR)相关,但不会引起相关冲突; (3)写后读(RAW)相关、写后写(WAW)相关