第六章+作業(yè).doc

1己知某計算機有80條指令，平均每條指令由12條微指令組成，其中有一條取指微指令是所有指令公用的，設(shè)微指令長度為32位。請算出控制存儲器容量。 解：微指令所占的單元總數(shù)：(8012-80+1) 32=（8011-1）32=88132 所以控制存儲器容量可選IK32。2表6.1中給出了8條指令I(lǐng)1I8所包含的微命令控制信號。試設(shè)計微指令控制字段要求所用的控制位最少，而且保持微指令本身內(nèi)在的并行性。（8分）表6.1 微指令與包含微命令對應(yīng)表微指令 所包含微命令微指令 所包含微命令I(lǐng)1 ABCDEI2 ADFGI3 BHI4 CI5 CEGII6 AHJI7 CDHI8 ABH解：微指令與包含的命令對應(yīng)表如表6.2所示。從表中可知，E、F、H及B、I、J分別兩兩互斥，所以微指令控制字段格式設(shè)計如下： 00：不操作 00：不操作 0：不操作 0：不操作 0：不操作 0：不操作01：E 01： B 1： A 1： C 1：D 1：G10：F 10： I11：H 11： J3某機采用微程序控制方式，微指令字長24位，水平型編碼控制的微指令格式，斷定方式，共有微命令30個，構(gòu)成4個相斥類，各包含5個、8個、14個和3個微命令，外部條件共3個。 （1）控制存儲器的容量應(yīng)為多少?（2）設(shè)計出微指令的具體格式。 解： （1）30個微命令構(gòu)成4個相斥類，其中5個相斥微命令需3位編碼；8個相斥微命令需4位編碼，14個相斥微命令需4位編碼，3個相斥微命令需2位編碼：外部條件3個,采用斷定方式需2位控制位。以上共需15位。微指令字長24位，采用水平型編碼控制的微指令格式，所以還剩9位作為下址字段，這樣控制存儲器的容量應(yīng)為51224. （2）微指令的具體格式如圖6.3所示。4. 已知某運算器的基本結(jié)構(gòu)如圖6.4所示，它具有+(加)、-(減)、M(傳送)種操作。（1）寫出圖6.4中112表示的運算器操作的微命令。（2）指出相斥性微操作。（3）設(shè)計適合此運算器的微指令格式。解:（1）圖6.4中112表示的運算器操作的微命令分別為：1：+ 2：- 3：M4： 5： 6：7： 8： 9：10： 11： 12：（2）以下幾組微命令是相斥的：+、-、M、（3）此運算器的微指令格式如圖6.5所示。 00：不操作 00：不操作 00：不操作 0：不操作01：+ 01： 01： 01：10：- 10： 10： 10：11：M 11： 11： 11： 圖6.55、已知某機采用微程序控制方式，其存儲器容量為51240(位)，微程序在整個控制存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序的條件共12個，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式，如下所示:操作控制順序控制微命令字段判別測試字段下地址字段(1)微指令中的三個字段分別應(yīng)為多少位?(2)畫出對應(yīng)這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖。解：（1）假設(shè)判別測試字段中每一位為一個判別標(biāo)志，那么由于有12個轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位，下地址字段為9位。由于控制容量為512單元，微命令字段是(40-4-9)=27位。（2）對應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框如圖6.6所示：其中微地址寄存器對應(yīng)下地址字段，P字段即為判別測試字段，控制字段即為微命令子段，后兩部分組成微指令寄存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令寄存器OP碼，和各狀態(tài)條件：以及判別測試字段所給的判別標(biāo)志(某一位為1)，其輸出修改微地址寄存器的適當(dāng)位數(shù)，從而實現(xiàn)微程序是分支轉(zhuǎn)移。圖6.6 微程序控制器邏輯框圖6.CPU結(jié)構(gòu)如圖6.9所示，其中包括一個累加寄存器AC、一個狀態(tài)寄存器和其他四個寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。（10分）(1)標(biāo)明圖6.9中四個寄存器的名稱。(2)簡述取指令的數(shù)據(jù)通路。(3)簡述完成指令LDA X的數(shù)據(jù)通路（X為內(nèi)存地址，LDA功能為(X)(AC)）。(4)簡述完成指令A(yù)DD Y的數(shù)據(jù)通路(Y為內(nèi)存地址，ADD功能為(AC)+(Y) (AC)。(5)簡述完成指令STA Z的數(shù)據(jù)通路(Z為內(nèi)存地址,STA功能為(AC)(Z)。圖6.9解:(1)A為數(shù)據(jù)緩沖寄存器MDR，B為指令寄存器IR，C為主存地址寄存器MAR，D為程序計數(shù)器PC。(2)取指令的數(shù)據(jù)通路：PCMARMMMDRI