CPU子系統(tǒng)報告

1、第三章CPU子系統(tǒng)一.單項選擇題請將單項選擇題答案填在下面:12345678910111213141 在同步控制方式中()(1) 各指令的執(zhí)行時間相同(2)各指令占用的節(jié)拍數(shù)相同(3)由統(tǒng)一的時序信號進行定時控制(4)CPU必須采用微程序控制方式2 異步控制方式常用于()。(1) CPU控制(2)微程序控制(3)系統(tǒng)總線控制 CPU內(nèi)部總線控制3. CPU( )才能響應(yīng)DMA青求。或者用如下敘述：CPU向應(yīng)DMA青求的時間 是( )。(1)必須在一條指令執(zhí)行完畢(2)可在任意時鐘周期結(jié)束(3)必須在一個總線周期結(jié)束(4)在判明設(shè)有中斷請求之后4 在同步控制方式中()。(1)每個時鐘周期(節(jié)拍。

2、長度固定 (2)各指令的時鐘周期不變(3)每個工作周期長度固定(4)各指令的工作周期數(shù)不變5. 異步控制常用于( 。中，作為其主要控制方式。(1)單總線結(jié)構(gòu)(2)微型計算機中的CPU控制(3)組合邏輯控制器(4)微程序控制器6采用同步控制的目的是()。(3)滿足不同操作對時間安排的需要(4)滿足不同設(shè)備對時間安排的需要簡化控制時序提高執(zhí)行速度可存放程序狀態(tài)字的寄存器(1)簡化控制時序(2)提高執(zhí)行速度7. 采用異步控制的目的( )。(1)支持微程序控制方式(2)降低控制器成本8通用寄存器是()。(1)可存放指令的寄存器(2)(3)本身具有計數(shù)邏輯與移位邏輯的寄存器(4)可編程指定多種功能的寄存

3、器9 程序狀態(tài)字寄存器的內(nèi)容()。(1)只能由程序置位給定(2)(3)只能由運行結(jié)果置定(4)10采用微程序控制的目的是(。(1)提高速度(2)(3)使功能很簡單的控制器能降低成本不能由程序置給定既能由運行結(jié)果置位，也能由程序置位簡化控制器設(shè)計與結(jié)構(gòu)(4)不再需要機器語言11 .在微程序控制中，機器指令和微指令的關(guān)系是()。(1) 每一條機器指令由一條微指令來解釋執(zhí)行(2) 每一條機器指令由一段微程序來解釋執(zhí)行(3) 一段機器指令組成的工作程序，可由一條微指令來解釋執(zhí)行（4）一條微指令由若干條機器指令組成 12微程序存放在（）。（1） 主存中 （2） 固定存儲器中 （3） 堆棧中 （4） 磁盤

4、中 13三級時序系統(tǒng)提供的三級時序信號是（）。（1） 指令周期、工作周期、節(jié)拍 （2） 工作周期、節(jié)拍、脈沖（3） 指令周期、機器周期、時鐘周期14. 擴展同步總線（ ）。（1） 允許時鐘周期長度可變 （2）（3） 無時鐘周期劃分 （4）二. 填空題 1運算器的核心部件是（）2運算器一般應(yīng)具有（）與（3） 指令周期、微指令周期 , 時鐘周期 允許總線周期長度可變無總線周期劃分）兩大類運算能力。3在補碼一位乘中， 被乘數(shù)一般取 （）位符號位，乘數(shù)一般取（ ）位符號位。4在補碼不恢復余數(shù)除法中， 被除數(shù)?。ǎ┪环栁?， 除數(shù)?。ǎ┪环栁?。5在乘法運算中，累加器 A 的初始值為（），以后 A 中存

5、放（）6在除法運算中，累加器 A 的初始值為（），以后 A 中存放（）7在補碼一位乘中，乘數(shù) Y 的末位應(yīng)增設(shè)一位（），其初值為（ ）8正數(shù)右移，第一符號位應(yīng)補 （）；負數(shù)右移，第一符號位應(yīng)補（ ）9.設(shè)計CPU總體結(jié)構(gòu)的核心問題是確定（）的結(jié)構(gòu)。10微命令的含義是（）。11. 待執(zhí)行的工作程序存放在（）中，而微程序存放在（）中。12. 在CPU中采用（）的時序控制方式。13.使用中斷方式，在（備同時工作。）這段時間內(nèi)，CPU可以和外圍設(shè)14. 在 同步控 制 方 式 中 ， 一個 操作結(jié) 束并開始下 一操作的 依 據(jù)是 （ ）。15. 控制器的組成方式可歸結(jié)為（）和（）二種。16. 微命令一

6、般分為（）與（）兩種電信號形式。17. 數(shù)據(jù)通路寬度是指（）。18. DMA方式適用于（）場合。三. 判斷分析題（指出正、誤；對錯誤或不妥者請說明）1. 并行加法器的運算速度取決于全加器單元的速度。 （ ）2. 乘法器的核心部件是加法器。 （）3. 串行進位鏈是串行加法器中的進位鏈。 （）4 運算器實現(xiàn)移位操作，必須使用移位線路。（ ）5. 用兩級半加器組成的全加器，求和時間雖然比用與或非門組成的全加器長一些，但前者構(gòu)成的加法器，其運算速度仍可能高于用后者構(gòu)成的加法器。 （）6. 并行加法器中的進位鏈，必定是并行進位鏈。 （）7. 原碼加減運算比補碼加減運算簡單。 （ ）8. 原碼乘法運算比補

7、碼乘法運算簡單。 （ ）9.若采用并行進位鏈，則 C3=G3+P3 C2 。（ ）10進位制中的基數(shù)是：一個數(shù)位中允許使用的最大數(shù)碼值。 （ ）11在計算機系統(tǒng)中，可能同時采用同步控制方式與異步控制方式。 （ ）12在同步控制方式中，各指令的執(zhí)行時間并不一定都相同。 （ ）13采用DMA方式傳送信息，一旦開始傳送后，CPU必須停止執(zhí)行程序一段時間, 直到批量傳送結(jié)束，才能恢復工作。 （）四. 簡答題1 何謂同步控制方式，有何主要特征？何謂異步控制？2 何謂主從設(shè)備，試舉例說明3 同步控制中如何引入異步應(yīng)答的，試舉例說明4 何謂程序中斷？請說明它的特點和適用場合5.何謂DMA方式？請說明它的適用

8、場合6 微程序控制思想的基本要點是什么？7.判斷下面敘述是否正確，說明理由：串行加法器中的進位鏈是串行進位鏈, 并行加法器中的進位鏈只有并行進位鏈。8. 常用的加法器進位鏈結(jié)構(gòu)有哪幾種?五、計算題1 已知 X = 0。0101, Y = 0 。 0011，用補碼一位乘，求 XY = ?2用補碼不恢復余數(shù)除法求辟=?3已知操作數(shù)Ai,Bi,初始進位C0。試寫出C6的邏輯表達式六、設(shè)計題某CPU組成：用SN74181構(gòu)成的ALU個，選擇器 A B,移位器；通用寄 存器R0 R3，暫存器C D指令寄存器IR，程序計數(shù)器PC;地址寄存器MAR數(shù)據(jù)緩沖寄存器MBR堆棧指針SP CPU內(nèi)單向數(shù)據(jù)總線一組(

9、1) 畫出一種CPL數(shù)據(jù)通路框圖(寄存器級)(2) 擬定加法指令A(yù)DD (SP)+, X ( R0)的指令流程(采用寄存器傳送級語 句，如 R0 f R1)，源尋址方式采用堆棧尋址，目的尋址方式采用變址尋 址方式。(3) 請安排FT周期的微命令。七綜合應(yīng)用題某計算機字長16位，CPU內(nèi)部包含如下部件：通用寄存器 R0 R1、R2 R3, 累加器AC算術(shù)邏輯單元ALU及其數(shù)據(jù)暫存器A和B,程序計數(shù)器PC指令寄 存器IR，存儲器地址寄存器MAR存儲器讀數(shù)據(jù)緩沖器MER存儲器寫數(shù)據(jù)緩沖 器MDR ALU支持加(A+B、減(A-B)、與(AA B)、或(AV B) 4種算術(shù)邏輯運 算，分別由Add S

10、ub And Or 4個控制信號控制。所有寄存器、數(shù)據(jù)總線及內(nèi) 總線均為16位。題七圖是該CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)通路圖。Opcode(8)Ms(2)Rs(2)Mt(2)Rt(2)Offset(16)加法運算指令A(yù)DD R1，1000H(R2)。其中源操作數(shù)1000H(R2)是基址尋址， 目的操作數(shù)R1是寄存器直接尋址，指令編碼長度 32位，指令編碼格式如下：Opcode：操作碼Offset:位移量Ms：源操作數(shù)尋址方式Rs：源寄存器Mt :目的 操作數(shù)尋址方式Rt：目的寄存器請根據(jù)數(shù)據(jù)通路分析該指令執(zhí)行過程，把指令執(zhí)行過程中各時鐘周期的微操 作及應(yīng)處于有效狀態(tài)的控制信號填入下表 (參照表中已給出的取指令周期的表示 方法)。參考答案:時鐘 周期微操作（功能）控制信號取指 令T1指令地址送MAR（PS MARPCout, MARinT2讀指令送MER(M MERMARout, MemR, MER inT3PC調(diào)整，指令送IR，譯碼(PC + 2 PC MEF IR)PC+2 MERout, IRin取位 移量T4T5計算 有效 地址T6讀取 源操 作數(shù)T7T8執(zhí)行 指令T9T10評分考慮：（1）指令執(zhí)行總體上應(yīng)該分為取指令、取位移量、計算有效地址、讀取操作數(shù)、執(zhí)行五個周期；指令執(zhí)行總體流程布局正確，可得 4分。（2）指令執(zhí)行共需要10個時鐘周期，前3時鐘周期的操作和信號已經(jīng)給出， 其余