计算机组成原理综合

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1、三．（12分）已知x=-0.01111，y=+0.11001，求[x]补，[-x]补，[y]补，[-y]补，x+y=？，x–y=？三．每一项得2分，共12分[x]原=1.01111[x]补=1.10001[-x]补=0.01111[y]原=0.11001[y]补=0.11001[-y]补=1.00111[x]补11.10001[x]补11.10001+[y]补00.11001+[-y]补11.00111[x+y]补00.01010[x-y]补10.11000x+y=+0.01010x-y运算结果发生溢出（双符号位不同）四．（15分）图B1所示为双总线结构机器的数据通路，IR为指令

2、寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存（受R/信号控制），AR为地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，ALU由加、减控制信号决定完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有小圈表示有控制信号，例中yi表示y寄存器的输入控制信号，R1o为寄存器R1的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。（1）“ADDR2，R0”指令完成（R0）＋（R2）→R0的功能操作，画出其指令周期流程图，假设该指令的地址已放入PC中。并列出相应的微操作控制信号序列。（2）若将“指令周期”缩短为一个CPU周期，请先画出修改数据通路，后画出指令周期流程图。（3）在（2）的基础上，将

3、“执行周期”也缩短为一个CPU周期，先修改运算器数据通路，后画出指令周期流程图。此时加法指令速度比（1）提高几倍？B总线IRPCARMDRR0R1R2R3XYALUIRiPCiARiR/DRiR0iR3iXi＋－GYiR3oR0oPCooooIRoA总线图B1四．每小题5分，共15分（1）流程图占3分，控制信号占2分；PC→ARPCo,G,ARiM→DRDR→IRR2→yR0→xR/=RDRo,G,IRiR2o,G,yiy+x→R0R0o,G,xi＋,G,R0i执行周期取指周期（2）缩短“取指周期”：数据通路占2分，流程图画对占3分；ARPCMDRIRR/ABUSBBUS运算器P

4、C→ARM→DR→IRR2→yR0→xy+x→R0执行周期取指周期(2)改进方案：缩短“取指周期”ARPCMDRIRR/ABUSBBUS运算器PC→ARM→DR→IRPC＋1（R2）→y（R0）→x译码y+x→R0执行周期取指周期RD（3）缩短“执行周期”：数据通路占2分，流程图2分，加法指令速度提高6/2=3倍占一分；XYALU－GABUS＋R0R1R2R3BBUS控制器PC→ARM→DR→IRR2→yR0→xy+x→R0译码（3）改进方案：缩短“执行周期”XYALU－GABUS＋R0R1R2R3BBUS控制器M→DR→IRPC＋1（R2）→y（R0）→xy+x→R0取指周期（

5、1个CPU周期）执行周期（1个CPU周期）RD译码此时加法指令速度提高3倍五．（10分）画出PCI总线结构框图，说明HOST总线、PCI总线、LAGACY总线的功能。说明三种桥的功能。PCI总线有三种桥，即HOST/PCI桥，PCI/PCI桥，PCI/LAGACY桥。1）HOST总线：该总线又称CPU总线、系统总线、主存总线等，它不仅连接主存，还可以连接多个CPU2）PCI总线：连接各种高速的PCI设备。PCI设备可以是主设备也可以是从设备，或者兼而有之。系统中允许有多余的PCI总线。它们可以使用HOST桥与HOST桥总线相连，也可以使用PCI/PCI桥与已经同HOST桥连接的P

6、CI总线相连。从而可扩充整个系统的PCI总线负载能力。3）LAGACY总线：可以是ISA、EISA、MCA等性能较低的传统总线，以便充分利用市场上现有的适配器卡，支持中低速I/O设备。pCI总线有三种桥，即HOST/PCI桥（简称HOST桥），PCI/PCI桥，PCI/LAGACY桥。在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用：（1）它连接两条总线，使总线间相互通信。（2）桥是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。（3）利用桥可以实现总线间的猝发式传送。六．（10分）参见图B2，这是一个二维中断

7、系统，请问：（1）在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？请按降序排列各设备的中断优先级。（2）若CPU现执行设备C的中断服务程序，IM2,IM1,IM0的状态是什么？如果CPU的执行设备H的中断服务程序，IM2,IM1,IM0的状态又是什么？（3）每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可达到目的？（4）若设备C一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足此要求？图B2六．每小题占2.5分，共10分（1）在中断情况下，CPU的优先级