计算机组成原理第五章答案

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1、第5章习题参考答案第5章习题参考答案1．请在括号内填入适当答案。在CPU中：(1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR）；(2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR）(3)算术逻辑运算结果通常放在（DR）和（通用寄存器）。2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STORl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。解：STOR1,(R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：12第5章习题参考答案3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD(R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存

2、单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。解：LADR3,(R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：12第5章习题参考答案4．假设主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。解：12第5章习题参考答案5．如果在一个CPU周期中要产生3个节拍脉冲；Tl＝200ns，T2=400ns，T3=200ns，试画出时序产生器逻辑图。解：取节拍脉冲Tl、T2、T3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时

3、间是4个时钟周期，所以除了C4外，还需要3个触发器——Cl、C2、C3；并令；；，由此可画出逻辑电路图如下：12第5章习题参考答案6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。解：80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条公用微指令，所以总微指令条数为80´(4-1)+1=241条微指令，每条微指令32位，所以控存容量为：241´32位7．某ALU器件是用模式控制码MS3S2S1C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y为二进制变量，φ为0

4、或l任选。试以指令码(A，B，H，D，E，F，G)为输入变量，写出控制参数M，S3，S2，Sl，C的逻辑表达式。指令码MS3S2S1CA,BH,DEFG0000101010111111001101yyf解：由表可列如下逻辑方程M=G12第5章习题参考答案S3=H+D+FS2=A+B+D+H+E+F+GS1=A+B+F+GC=H+D+Ey+Fy8．某机有8条微指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段仅限为8位，请安排微指令的控制字段格式。微指令abcdefghijI1ÖÖÖÖÖI2ÖÖÖÖI3ÖÖI

5、4ÖI5ÖÖÖÖI6ÖÖÖI7ÖÖÖI8ÖÖÖ解：因为有10种不同性质的微命令信号，如果采用直接表示法则需要10位控制字段，现控制字段仅限于8位，那么，为了压缩控制字段的长度，必须设法把一个微指令周期中的互斥性微命令组合在一个小组中，进行分组译码。经分析，(e,f,h)和(b,i,j)、或(d,i,j)和(e,f,h)、或(g,b,j)和(i,f,h)均是不可能同时出现的互斥信号，所以可将其通过2:4译码后输出三个微命令信号(00表示该组所有的微命令均无效)，而其余四个微命令信号用直接表示方式。因此可用下面的格式安排控制字段。efhbijacdgXXXX或：efhdijabcgXX

6、XX或：fhibgjacdeXXXX9．微地址转移逻辑表达式如下：μA8=P1·IR6·T4μA7=P1·IR5·T4μA6=P2·C·T412第5章习题参考答案其中μA8—μA6为微地址寄存器相应位，P1和P2为判别标志，C为进位标志，IR5和IR6为指令寄存器的相应位，T4为时钟周期信号。说明上述逻辑表达式的含义，画出微地址转移逻辑图。解：μA5=P3·IR5·T4μA4=P3·IR4·T4μA3=P1·IR3·T4μA2=P1·IR2·T4μA1=P1·IR1·T4μA0=P1·IR0·T4+P2·C·T4用触发器强置端(低有效)修改，前5个表达式用“与非”门实现，最后1个用

7、“与或非”门实现μA2、μA1、μA0触发器的微地址转移逻辑图如下：（其他略）10．某计算机有如下部件，ALU，移位器，主存M，主存数据寄存器MDR，主存地址寄存器MAR，指令寄存器IR，通用寄存器R0~R3，暂存器C和D。(1)请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。(2)画出“ADDR1，R2”指令的指令周期流程图。解：(1)设该系统为单总线结构，暂存器C和D用于ALU的输入端数据暂存，移位器作为ALU输出端的缓冲器，可对ALU的运算结果进行附加操作，