計算機組成作業(yè)第三次作業(yè).doc

第三次作業(yè)：第4章P112習(xí)題1313. 某微機的指令格式如下所示：15 109 87 0OPXDOP：操作碼；D：位移量；X：尋址特征位，X=00：直接尋址；X=01：用變址寄存器X1進行變址；X=10：用變址寄存器X2進行變址；X=11：相對尋址。設(shè)(PC)=1234H，(X1)=0037H，(X2)=1122H，請確定下列指令的有效地址。（1）6723H（2）4444H（3）1282H（4）4321H解：（1）6723H = 011001 11 00100011 B X=11，D=23H，是相對尋址，有效地址 E=(PC)+D=1234H+23H=1257H（2）4444H = 010001 00 01000100 B X=00，D=44H，是直接尋址，有效地址 E=D=44H （3）1282H = 000100 10 10000010 B X=10，D=82H，是X2變址尋址，有效地址 E=(X2)+D=1122H+82H=11A4H （4）4321H = 010000 11 00100001 B X=11，D=21H，是相對尋址，有效地址 E=(PC)+D=1234H+21H=1255H第5章P159習(xí)題22、23、24、2522. 參見如圖所示的數(shù)據(jù)通路，IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器(具有自增功能)，M為主存(受R/W信號控制)，AR為地址寄存器，DR為數(shù)據(jù)緩沖寄存器，ALU由+、-控制信號決定完成何種操作，控制信號G控制的是一個門電路。另外，線上標(biāo)注有控制信號，例如Yi表示Y寄存器的輸入控制信號，R1o為寄存器R1的輸出控制信號，未標(biāo)字符的線為直通線，不受控制。存數(shù)指令“STA R1, (R2)”的含義是將寄存器R1的內(nèi)容傳送至(R2)為地址的主存單元中，請畫出其指令周期流程圖，并列出相應(yīng)微操作控制信號序列。習(xí)題22 數(shù)據(jù)通路解：STA R1, (R2) (R1) (R2)PCARMDRDRIRR2ARR1DRDRMPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR2o, G, ARiR1o, G, DRiR/W = W23. 參見習(xí)題22的數(shù)據(jù)通路。取數(shù)指令“LDA (R3), R0”的含義是將(R3)為地址的主存單元的內(nèi)容取至寄存器R0中，請畫出其指令周期流程圖，并列出相應(yīng)微操作控制信號序列。解：LDA (R3), R0 (R3) R0PCARMDRDRIRR3ARMDRDRR0MPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR3o, G, ARiR/W = RDRo, G, R0i24. 指令流水線有取指(IF)、譯碼(ID)、執(zhí)行(EX)、訪存(MEM)、寫回(WB) 5個過程段，共有15條指令連續(xù)輸入此流水線。（1）畫出流水處理的時空圖，假設(shè)時鐘周期為100ns。（2）求流水線的實際吞吐率（單位時間里執(zhí)行完畢的指令數(shù)）。解：（1）SI1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11WB1234567891011MEM123456789101112EX12345678910111213ID1234567891011121314IF123456789101112131415123456789101112131415T或（2）在15個周期內(nèi)，共輸入15條指令，輸出11條指令，則吞吐率 = 11/(15x100ns) = 11/(15x100x10-9s) =7.3x106條指令/秒 = 7.3MIPS25. 判斷以下三組指令中各存在哪種類型的數(shù)據(jù)相關(guān)？（1）I1LAD R1, A; M(A)R1，M(A)是存儲器單元I2ADD R2, R1; (R2) + (R1)R2（2）I3ADD R3, R4; (R3) + (R4)R3I4MUL R4, R5; (R4)(R5)R4