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四、简答题： 历年真题：
（2000年）4．在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？（5分） 【答案】：
（1）程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。
（2）指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。
（3）程序状态寄存器PS，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级，参与形成某些微操作命令。
（2001年）1．硬连线控制器如何产生微命令？产生微命令的主要条件是哪些？ 【答案】：
硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生命令；（1分）
组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件，主要有：① 指令代码；② 时序信号；③ 程序状态信息与标志位；④ 外部请求信号。（4分）
（2002年）3．微程序控制器怎么产生操作控制信号，这种控制器有何优缺点？ 【答案】：
操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。 优点：规整、易于修改和扩展。 缺点：速度较慢。
（2003年）26．当读取并执行一条指令时，控制器的主要功能是什么？ 【答案】：
① 从主存取指令，并计算下一条指令在主存中的地址； ② 对指令进行译码，产生相应的操作控制信号； ③ 控制指令执行的步骤和数据流动的方向。
（2004年）28．与硬连线控制器相比，微程序控制器有哪些优缺点？ 【答案】：与硬连线控制器相比，微程序控制器的优点是设计规整、易于修改和扩展。缺点是比硬连线控制器速度慢。
（2005年）28．硬连线控制器主要由哪几部分构成？它是如何产生控制信号的？
【答案】：硬连线控制器主要由时钟源、环形脉冲发生器、控制信号编码器电路和指令译码器电路构成。硬连线控制器采用组合逻辑与时钟信号结合的方式产生控制信号。
由上可见，每年都会考本章的简答题。考试的两个重点：一个是硬连线控制器的有关知识，另一个是
微程序控制器有关内容。这两方面大家一定重点掌握。
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下面一些知识也要求大家了解
微程序控制器的构成：控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等。
微指令控制字编码的方式：微指令编码的3种方式分别是：直接表示法、编码表示法、混合表示法。 直接表示法是将每个控制信号都作为微指令中的一个位。这种方法的特点是简单直观，其输出直接用于控制，但编码效率低。
编码表示法是将微指令进行分组编码，将不同时出现的相斥信号分在一个组中，然后将其编码成较短的代码。这种方法减少了控制存储器所需要的存储器的代码的数量，但是编码的指令代码需要译码器译码，增加了控制信号的延迟，影响CPU的工作频率。
混合表示法是把直接表示法与编码方法相结合使用，即采用部分直接表示部分编码的方法，将一些速度要求较高，或与其他控制信号都相容的控制信号以直接方式表示，而将剩余信号以编码方式。混合表示法便于综合考虑指令字长、灵活性和执行速度方面的要素。
微地址的形成方法：（微指令中顺序控制字段的编码）微地址的形成方法有三种方式：计数器方式、断定方式和结合方式。
计数器方式，又称增量方式。用微程序计数器μPC来产生指令的微地址，将微程序中的各条微指令按顺序安排在控制存储器中，后继地址由现行微地址加上一个增量形成。 断定方式，根据机器状态决定下一条微指令的地址，下一条微指令的地址包含在当前微指令的代码中。 结合方式，是将计数器方式和断定方式相结合。
中央处理器的基本功能：计算机的中央处理器（CPU）具有以下4个方面的基本功能： （1）指令控制，即对程序运行的控制；
（2）操作控制，即对指令内操作步骤的控制；
（3）数据运算，即对数据进行算术运算和逻辑运算，这是CPU的最基本功能；
（4）异常处理和中断处理，如处理运算中的溢出等错误情况以及处理外部设备的服务请求等。 此外，CPU还具有存储管理、总线管理、电源管理等扩展功能
五、设计题： 历年真题：
（2000年）2．模型机数据通路如图所示，其中：MAR存储器地址寄存器，MDR存储器数据寄存器，MM主存储器，R0～R3通用寄存器，Y．Z暂存寄存器，PC程序计数器，IR指令寄存器，ID指令译码器。欲取出并执行逻辑乘指令AND R0，ADDR；指令含意是：将以ADDR为直接地址的存储单元的内容读出，并与R0内容进行逻辑乘，结果存入R0中。请和寄存器级传送形式，设计其分步流程。（7分）
【答案】：
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DBUS→MDR，MDR→IR IR（地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→Y R0⊙Y→Z Z→R0
（2001年）1．（10 分）画出单总线 CPU 内部框图（寄存器级），拟出加法指令 ADD R1，（R2）的读取与执行流程。源寻址方式采用寄存器间址方式。 【答案】：
PC→MAR
PC+1→PC
DBUS→MDR，MDR→IR R2→MAR
DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1
（2002年）1．（10分）以单总线的CPU数据通路结构为背景，拟出加法指令ADD R3,R1,R2的指令流程。本指令功能是将R1和R2中的数相加，结果送入R3。教材P122原题
【答案】：
PC→MAR PC+1→PC
DBUS→MDR，MDR→IR
R1→Y R2+Y→Z Z→R3
（2003年）34．（10分）单总线 CPU 结构如图所示，图中有运算部件 ALU ，寄存器 Y 和 Z ，通用寄存器 R0～R3，状态寄存器SR，指令寄存器IR，程序计数器PC，主存地址寄存器MAR ，主存数据寄存器MDR等部件。试拟出CPU读取和执行存储指令STORE R1，（A）的流程。指令中R1表示源寻址为寄存器寻址，（A）表示目的录址为存储器间接寻址。
【答案】：
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PC→MAR
PC+1→PC
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DBUS→MDR，MDR→IR A（IR地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→MAR R1→MDR
（2004年）34．单总线 CPU 结构图如下，其中有运算部件 ALU 、寄存器 Y 和 Z 、通用寄存器 R0～R3、指令寄存器IR、程序计数器PC、主存地址寄存器 MAR 和主存数据寄存器 MDR 等部件，试拟出加法指令 ADD R1，B（R2）的读取和执行流程。其中R1表示目的寻址为寄存器寻址；B（R2）表示源寻址为变址寻址，B是偏移量，R2是变址寄存器。 【答案】： PC→MAR PC+1→PC
DBUS→MDR，MDR→IR B（IR地址段）→Y R2+Y→Z
Z→MAR
DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1
（2005年）34．单总线CPU结构如下图所示，其中有运算部件ALU、寄存器Y和Z，通用寄存器R0～R3、指令寄存器IR、程序计数器PC、主存地址寄存器MAR和主存数据寄存器MDR等部件。试拟出CPU读取并执行取数指令LOAD R0，（A）的流程。指令中R0表示目的寻址为寄存器寻址，（A）表示源寻址为存储器间接寻址。
【答案】：
PC→MAR PC+1→PC
DBUS→MDR，MDR→IR
A（IR地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→MAR DBUS→MDR MDR→R0
补充几个此类题目：
1．试拟出加法指令 ADD R1，（mem）的读取和执行流程。 【答案】：
PC→MAR PC+1→PC
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DBUS→MDR，MDR→IR IR（地址段）→MAR
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DBUS→MDR，MDR→MAR DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1
2．试拟出转移指令 JMP #A的读取和执行流程。[考试可能性最大] 【答案】：
PC→MAR
PC+1→PC
DBUS→MDR，MDR→IR PC→Y
IR（地址段）+Y→Z Z→PC
第6章 总线系统
一、名词解释：
历年真题：
（2001年）5．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。
（2001年）8．同步通信方式：采用这种方式的总线传输中，所有的设备都从一个公共的时钟信号中获得定时信息。
（2002年）4．主设备：获得总线控制权的设备。
（2003年）19．猝发数据传输方式：在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。
（2004年）16．总线的同步通信方式：采用这种方式的总线传输中，所有的设备都从一个公共的时钟信号中获得定时信息。
（2005年）24．总线从设备：被主设备访问的设备。
近年以来每年考本章的名词称解释，所以第五章的名称解释是考试的重点。这里给大家列出了本章的名词解释，大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做名称解释、选择题、改错题和填空题。 1、猝发转输方式：在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。
2、四边沿协议（全互锁）：全互锁的总线通信异步方式，就绪信号和应答信号的上升边沿和下降边沿都是触发边沿。
3、码元：信息传输通道中，携带数据信息的信号单元。
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4、波特率：码元传输速率，每秒通过信道传输的码元数。（传的是信号） 5、比特率：信息位传输速率，每秒钟通过信道传输的有效信息量。（传的是信息）