杭电计算机组成作业答案

1、指令系统12、地址 01H指令OPMOD001AHDIP第一条转移指令： 019JP10006HP）001H,执行该 JM 指令后（ C）=0 AH+0006H 02H第二条转移指令 :019HJMP0 0025H1AH（） =001AH, 执行该 MP 指令后 （PC）=01AH00 H=003F 、寄存器 -存储器型指令就是指一个操作数来自寄存器，另一个操作数来自存储器。 （）指令字长 32 位：P(6)M （）REG（4）ADDR(19 )直接寻址时 ADD ，因此主存最大存储空间为 219 字。（假设存储器按字编址 ） 间接寻址时 A （ADD ），因此操作数地址存放在主存地址为021

2、9 1得单元内 ,假设存储器按字编址，则 A 应该就是位得地址，则主存最大存储空间为2 字。（2） 其实用 32 位通用寄存器做基址寄存器 ,类似于 808机器上存储器分段管理。 E=2 位基地址 +偏移地址 ,所以 E就是 32位，则主存最大存储空间为 32字。 、设某机寄存器字长 16 位，用 16 进制表示 , 已知 : 变址寄存器内容为 0004H ，PC得内容为 003H, 内存中部分单元内容如下：地址：内容地址：内容000 H： 000AH0007 :0 0 H0 03H: 002H0 08H:0002H00 4H:0007H009H： 0003H0005H: 0 4H00 H:0

3、009H0006H:0 05H0 0BH： 00 8H指令为双字长指令 , 格式如下：操作码 , 寻址方式码，寄存器号（ 1位 ） 2 直接地址 /间接地址 / 立即数 / 相对位移量 / 形式地址 （16 位） 000H 若 当前指令 分别为下列寻址方式时 , 试求出操作数填入下表 .寻址方式EA=操作数直接 007H 0 AH间接0 0A00 9H立即/00 7H变址0004H 00700 8某机器字长 1位，采用单字长指令 ,每个地址码位。试采用操作码扩展技术，设计4 条二地址指令， 80 条一地址指令，条零地址指令。请给出指令编码示意图。 双操作数指令格式：P（位）1（ 6 位）A（位

4、）1条双操作数指令P=0000OP=1101A1（6 位）（ 6 位）单操作数指令格式 :OP（10 位）A1（ 6 位）8条双操作数指令 =1000000OP=11111 111O=1111000000P=11001111A1（ 位）无操作数指令格式 :OP（位）条双操作数指令 P为操作码， 编码分配如下：0000-ADD 01-SUB010 ND001-MOV10 JM 011 INC（ 自增 1） 111 HALT（动态停机）其中,OP= 11100O= 111 设某 8位计算机 ,除HA 指令外，指令均为双字长，格式如下O （4 位 ）M（2 位 ）Rd （ 位）A（8 位 ）Rd 为

5、目得操作 数得寄存器号, 编码分配如下 :0 R001 R110-R211- RM 为源操作数得寻址方式，编码分配如下：00立即数寻址01直接寻址1-相对寻址1变址寻址（变址寄存器为 R3）A 为源操作数得立即数、 直接 假设 : C 得内容为地址、间接地址或偏移地址。2H;变址寄存器 R3 得内容为 30H ；主存部分单元得内容如下：数得寻址方式均为寄存器寻址方式 ,为。下面列出每条指令得功能、源操作数得寻址方式、源操作数及执行结果PC指令助记符寻址方式EA源操作数执行结果2 H5HOV直接寻址20H(20H ) =22H(R1)22H23H2H4H1HADD立即数20(R1) =(R1)+

6、20H =42H25H2H6H1DSU变址寻址（R3）+ 2H3 （32H）0 H（R） =（R1） 04H =27H02H2 21HAND立即数-0FH（R1）=（R）· H 0H·9H0FH 4HP相对(PC)+ 1H 2H+01H DH-（PC）=22B 0 2 H55H-2 H0HHLT。-停机主存地址 :内容主存地址：内容主存地址：内容20： 22H2H: 0 H2H:00H21H: 3 28H ： 1H2FH： 0 H2 : 5H 9H ：0H30H： H23H: AH: 8H31：H： 1H： 1H3： 0 H2 H： 2 H2CH: 33H： H2 H： D

7、2DH: F0H4H ： 0问: PU 启动执行 指令到停机， 期间 执行了哪几条指 令?写出每条指令 得功能、寻址方 式、操作数及执行 结果.解：由于 （P） =2 H, 即 程 序 得 第 一条指令地址为 22 ，从 22开 始，执行到 DH （ AT 指令） 为止，共五条指 令。经分析，所有 指令得目得操作控制器、设某机平均执行一条指令需要两次访问内存 ,平均需要三个机器周期 , 每个机器 周期包含 4 个节拍周期。若机器主频为 25 H，试回答：1）若访问主存不需要插入等待周期，则平均执行一条指令得时间为多少？）若每次访问内存需要插入 2 个等待节拍周期 ,则平均执行一条指令得时间就是

8、 又多少？解：（）（2）平均指令周期 3 4 时钟周期 2 2 时钟周期 0.64 s7、设某机主频为 8MHz,每个机器周期包含 4 个节拍周期 , 该机平均指令执行速度为 M S.试回答 :1 ）该机得平均指令周期就是多少时间？ 2）平均每条指令周期包含几个机器周期 解：（1）（2）8、参见图 7 41得数据通路，指令“ IR1”将 R1 寄存器得内容加，画出其指令周期微程序流程图 ,并根据表 7与表 7-12 写出每一条微指令码。解: NC R；（ 1） +1 RR1 DA1DA1+1 R1BTOBUNCFSS3- 0 i空M6-M 11000000 000000000009、根据图 7

9、 1 所示得模型机结构与数据通路 ,写出以下指令从取址到执行得全部微操作序列，说明各条指令需要哪几个机器周期，需要几次访问内存及完成什么操作。）SU ， R ，该指令完成（ A）-R （） ,源操作数一个为寄存器寻址，目标操作 数为指令提供得内存有效地址 A 。2）JMP 偏移量 ,该指令完成 C+偏移量 C。 解：（） SU A,R ；（A ） R（ A） 指令为双字节格式：（ S * RdB）AdrPC AR 、PC+1RAMARRAMDA1PC AR 、PC+1DA1-DRAA2MRs DA2所以，共需要个机器周期，共访存 4 次。2）JMP DISP; （ C）+DISP PCPC A

10、R 、PC+1RAMDA1PC DA2DA1+DA2PC所以,共需要 7个机器周期，共访存 2 次0、假设某机器主要部件有：程序计数器PC、指令寄存器 IR 、通用寄存器 R0R、暂存器D1与 DD2、ALU、移位器、存储器地址寄存器 MAR及存储器 M。）要求采用单总线结构 , 画出包含上述部件得逻辑框图，并注明数据流动方向。） 画出 AD （），（R） 指令在取指与执行阶段得操作步骤流程图。R1寄存器存放目标操作数地址 ,R2 寄存器存放源操作数地址 .3）写出各操作步骤所需得全部微操作命令。解： （1）2）算术右（3）取 AD 指令得微指令PC-B 、 BMR、PC1MR、 B-IR指令

11、译码信号 MAP 有效 执行 ADD 指令得微指令 R2 B#、 B-MAR M R, DD1 R、 -M R M R， BDD “”， ALU B， #11、假设某机共有 7条指令 ,平均每一条指令由 1 条微指令组成 ,其中有一条取指令得微指 令就是所有指令公共得，该机共有微命令3个 ,微指令得微操作码采用直接控制法。试问：1）该机微指令长度为多少 ?2）控制存储器得容量应为多少？解：设微指令共有 N 条,N=761175=761 条;下址字段长为 X 位， 2X 7 1，则 X10（1）所以 ,该机微指令长度 =1+10=4 位（2）控制存储器得容量应该 761×41位,取 1

12、024×41位。 2、某机采用微程序控制方式 ,其存储器容量为 512× 48（位），微程序在整个控制存储器中 实现转移，可控制微程序得条件共个，判别测试字段采用编译法.微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用判定方式，如图所示：微命令字段 判别测试字段 下地址字段操作控制 顺序控制 （ 1）微指令中得三个字段分别应多少位？（ 2）画出对应这种微指令格式得微程序控制器逻辑框图。解： （） 22=， 52=29控制字段 （82=37 位）判别测试字段 （2 位 ）下址字段（ 9 位）（）图720 判定方式产生后继微地址的原理图1、图 7 6为某模型机得微程序流程图 , 图中每

13、一个框表示一条微指令。 在点（ 1）处为指令译码后转入指令得微程序入口得多路分支点，由指令寄存器 I得 I 54两位来决定转 入哪一个入口 . 在点（2）处根据状态条件 F实现条件转移， 微指令中判断测试位为直接控制 法。控存容量能容纳图 46 所列出得微指令即可。）微指令得判断测试位需要几位二进制?微指令得下址字段需要几位？2）在图中标出每条微指令得微地址.3）写出每条微指令得下址字段内容及判断测试字段码。4）画出微地址转移逻辑电路图。解：所列出得微指令共条 ,控存容量能容纳这 25 条微指令即可，则下址字段长5位;（1）因为微指令中判断测试位为直接控制法，只有种转移测试与顺序执行，所以判断测 试位需要位二进制。（2 ）假如微指令得下址字段 为 1000 B, 设微程序入口地 址根据 I 4两位修改微指令 B 得下址字段得末两位，则 微 程序入口地址 =100 I 54 B。 假如微指令 G 得下址字段为 11 00B，设条件转移地址根 据 F 位修改微指令 G得下址字 段得第 1 位，则条件转移地址 = 00F B。则每条微指令得 微地址如图所示。（3）设位判断测试字段 码：判断测试字段码 =1H ：顺序执行（后继微地址 = 下址字段）判断测试字段码 =2H ：微程序入口散转 （后继微地址 = 下址字段末两位 AN I 5I 4