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1、一、简要回答下列各题（每题5分，共计50分）1、计算机可以按使用语言来划分层次，请问那个语言层是实际机器？使用汇编语言、C语言编程和使用操作系统命令操作是否是同一层次？答：机器语言层对应实际机器M1。使用汇编语言、C语言编程和使用操作系统命令操作分别对应汇编语言虚拟机M3、高级语言虚拟机M4和操作系统虚拟机M2三个不同层次。2、请问MIPS和CPI分别代表什么含义？它们用来描述计算机的什么指标？答：MIPS含义是MillionInstructionPerSecond，百万条指令每秒；CPI含义是CyclePerInstruction，即执行一条
2、指令所需的时钟周期数。它们都是用来描述计算机的运算速度指标。3、请问8位补码BEH所代表的十进制真值是什么？答：-664、浮点数采用什么机器数形式时，可用全0表示机器0？答：阶码用移码表示，尾数使用补码表示。5、计算机内数据发生溢出的根本原因是什么？一旦发生溢出，计算机如何处理？答：数据的位数有限。一旦发生溢出，将不保存结果，直接进入溢出中断处理。6、CPU对ROM存储器和DRAM存储器的访问是否相同？读出的信息是否相同？答：不同。CPU对ROM存储器的访问是只读不写，读出的信息是指令；而对DRAM存储器的访问是既读又写，读出的信息可能是指令，
3、也可能是操作数据。7、某ALU内部具有与、或、非电路及并行加法器(带进位入、出端)，还有计数器，三个寄存器A、B、C，其中A和B具有联合右移功能。试问该ALU可执行什么操作？为什么？答：与、或、非电路支持与、或、非逻辑操作；并行加法器支持加操作，结合非电路及进位输入可实现减法(加减数的机器负数)操作；通过计数控制下的加法和右移功能，可实现乘法操作。8、PC用来存放什么内容？其位数由什么决定？答：存放待取指令的存储器地址。其位数由地址总线接口寄存器MAR宽度决定。9、如果CPU内部没有状态标志，其指令集能否支持条件转移和无条件转移指令？为什么？答
4、：支持无条件转移指令，但不支持条件转移指令。因为后者的条件就是状态标志。10、如果指令可一次从存储器取出，该指令集属于CISC还是RISC？为什么？答：能够一次从存储器取出的指令，其指令长度一定是固定的，所以属于RISC指令集。二、(本题15分)设CPU共有16根地址线和8根数据线，并用MREQ作为访存控制信号，WR作为读/写命令信号(高为读，低为写)。设计一个容量为32KB、地址范围为0000H～7FFFH的主存储器。详细画出CPU与存储芯片级译码器之间的连接图。可选芯片如下：三、(本题20分)基于图6.8所示CPU，设计完成两个操作数相加，
5、其中一个操作数在存储器中，另一个操作数在rs指向的寄存器中，结果存放rs中。但开始这个存储单元及寄存器中都没有确定的数据，需要初始化数据，存储单元的地址也需要初始化设置。请设计出完成上述功能的全部指令，按实现顺序列出(8分)。并以微操作形式说明其在数据路径上的控制操作过程(12分)。注意，取指过程只写一次。答：(1)指令序列(8分)：movrs,imm;rs←imm(送数据)movrs1,imm;rs1←imm(送地址)store@rs1,imm;M[(rs1)]←imm(送数据)addrs,@rs1;rs←(rs)+M[(rs1)](2)控制
6、操作过程(12分)：取指：(2分)①IR←M[PC]：PC→AB(1),ADS(21),M/IO＝1(22),W/R＝0(23),DB→IR(5),PC+1(3)movrs,imm执行过程：(2分)②rs←imm：imm→ALU(4),+(13),rs→GR(9),ALU→GR(17)movrs1,imm执行过程：(1分)②rs1←imm：imm→ALU(4),+(13),rs1→GR(8),ALU→GR(17)store@rs1,imm执行过程：(4分)②AR←(rs1):rs1→GR(8),rs1→ALU(10),+(13),ALU→AR(
7、19)③DR←imm:AR→AB(20),ADS(21),imm→ALU(4),+(13),ALU→DR(18)④M[(AR)]←DR:DR→DB(7),M/IO=1(22),W/R=1(23)addrs,@rs1执行过程：(3分)②AR←(rs1):rs1→GR(8),rs1→ALU(10),+(13),ALU→AR(19)③DR←M[(AR)]:AR→AB(20),ADS(21),M/IO=1(22),W/R=0(23),DB→DR(6)④rs←(rs)+(DR):rs→GR(9),rs→ALU(11),DR→ALU(12),+(13),A
8、LU→GR(17)四、(本题15分)如果一条指令的执行过程分为取指令、译码、执行三个子过程，且这三个子过程的延迟时间都是0.2ns。⑴分别画出指令顺序
