《计算机组成原理a》练习：3、简答题

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1、1．简述计算机运算器部件的主要功能。答：运算器部件是计算机五大功能部件中的数据加工部件。运算器的首要功能是完成对数据的算术和逻辑运算，由其内部的ALU承担。运算器的第二项功能是暂存将参加运算的数据和中间结果，由其内部的一组寄存器承担。另外，运算器通常还作为处理机内部传送数据的重要通路。2.举例说明运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能，运算器中使用多累加器的好处是什么？答：ALU通常应提供加、减、与、或、异或等多种算术及逻辑运算功能；运算器中使用多累加器有利于减少运算器执行运算过程中访问内存储器的次数，即可以把一些中间结果暂存在累加

2、器中，有利于提高计算机的运行效率。3.简述浮点运算器的作用，它由哪几部分组成？答：浮点运算器是主要用于对计算机内的浮点数进行运算的部件。浮点数通常由阶码和尾数两部分组成，阶码是整数形式的，尾数是定点小数形式的。这两部分执行的操作不尽相同，因此，浮点运算器总是由处理阶码和处理尾数的这样两部分逻辑电路组成。4.一条指令通常有哪些部分组成？简述各部分的功能。答：通常情况下，一条指令是由操作码和操作数地址两部分内容组成。其中第一部分是指令的操作码，它确定了本条指令是执行算术、逻辑、读写等多种操作中的哪一种功能，计算机为每条指令分配了一个确定的操作码

3、。第二部分是指令的操作数地址，用于给出被操作的信息(指令或数据)的地址，包括参加运算的一或多个操作数所在的地址、运算结果的保存地址、程序的转移地址，被调用的子程序的入口地址等。5.确定一台计算机的指令系统并评价其优劣，通常应从哪几个方面考虑？答：主要从以下四个方面进行考虑：(1)指令系统的完备性，常用指令齐全，编程方便；(2)指令系统的高效性，程序占内存空间少，运行速度快；(3)指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简单，易学易记；(4)指令系统的兼容性，同一系列的低档计算机的程序能在新的高档机上直接运行。6.计算机指令中要用到的操作数一

4、般可以来自哪些部件？答：(1)CPU内部的通用寄存器。此时应在指令字中给出用到的寄存器编号(寄存器名)，通用寄存器的数量一般为几个、十几个，故在指令字中须为其分配2、3、4、5或更多一点的位数来表示一个寄存器。(2)外围设备(接口)中的一个寄存器。通常用设备编号、或设备入出端口地址、或设备映像地址(与内存地址统一编址的一个设备地址编号)来表示。(3)内存储器的一个存储单元。此时应在指令字中给出该存储单元的地址。7.按照操作数的的个数不同，把指令分成哪几种？答：按照操作数的的个数不同，把指令分为下面四种：(1)无操作数指令；(2)单操作数指令

5、；(3)双操作数指令；(4)多操作数指令。　8.什么是指令周期？举例说明一个指令周期往往要包含哪几个执行步骤？答：指令周期通常是指计算机执行一条指令所用的时间。一个指令周期往往要包含几个执行步骤，例如可能包括读取指令、指令译码和读寄存器组、ALU执行运算、读写内存或接口、数据写回寄存器组这5个步骤。9.举例说明计算机中的寄存器寻址，寄存器间接寻址，从形式地址得到操作数的寻址处理过程。答：(1)寄存器寻址，形式地址为寄存器名(或编号)，寄存器中的内容为操作数。(2)寄存器间接寻址，形式地址为寄存器名(或编号)，寄存器中的内容为操作数的地址，再

6、读一次内存得到操作数。10.硬连线控制器是使用什么子部件来区分和表示指令不同的执行步骤的？它的基本工作原理是什么？答：在硬连线控制器中，由节拍发生器(timing)来区别指令不同的执行步骤的。节拍发生器是由几个触发器电路实现的典型的时序逻辑电路，它为指令的每一个执行步骤提供一个节拍状态信号，而节拍状态的变换标明了一条指令执行步骤的次序关系。11.简述控制器在整机中的起到的作用和它的基本功能。答：控制器部件是计算机的五大功能部件之一，其作用是向整机中包括控制器在内的每个部件提供协同运行所需要的控制信号。计算机的最本质的功能是连续执行指令，而每

7、一条指令往往又要分成几个执行步骤才得以完成。所以，控制器的基本功能是，依据当前正在执行的指令和它当前所处的执行步骤，形成并提供在这一时刻整机各部件要用到的控制信号，并且决定下一步将进入哪个执行步骤。12.简述微程序控制器的基本工作原理。答：微程序控制器是用多条微指令"解释执行"每一条指令的功能，硬件组成中的核心线路是一个被称为控制存储器的部件(用ROM芯片实珑)，用于保存由微指令(指令一个执行步骤用到的控制信号的集合〉组成的微程序。在程序执行过程中，将按照指令及其执行步骤，依次从控制存储器中读出一条微指令，用微指令中的微命令字段控制各执衍部

8、件的运行功能，并用下地址字段形成下一条微指令的地址，使得微程序可以连续运行。13.微程序控制器通常运用于什么场合？为什么？答：微程序控制器通常在性能要求不是特别高的系列计算机系统