计算机组成原理-考研试题(北京理工大学 1997年微指令)

问答题（1997年北京理工大学）

给定运算部件和微指令格式如图所示。微指令的5位代码为“1”时分别执行下列传送动作，为“0”时不送。

a. 寄存器A的内容送半加器；

b. 寄存器B的内容送半加器；

c. 寄存器C的内容送半加器；

d. 寄存器D的内容送寄存器A；

e. 寄存器D的内容送寄存器B

规定每条微指令执行结束前，半加器结果自动送往寄存器C。请编写一个微程序使A、B两个寄存器的内容互换。

答案解析

微指令采用直接控制法。设待交换数据已在寄存器中，完成寄存器内容互换的微程序为：11000：寄存器A、B的内容送半加器，结果A⊕B自动送往寄存器C00010：寄存器C的内容送寄存器A11000：寄存器A、B的内容送半加器...

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讨论

计算机组成原理

某处理机的微指令格式中有10个分离的控制字段C0 ~ C9，每个字段Ci可激活Ni条控制线组中的某一条，其中Ni字义为：字段Ci0123456789Ni4431191671822问：（1）为表示这10个控制字段至少需要多少控制位？（2）如果各字段采用纯水平编码格式，需要的最大的控制位数是多少？

结合计算机的组成与结构，详细说明一条机器指令的执行过程。

什么是指令周期、机器周期（CPU周期）和T周期？指令的解释有哪3种控制方式？

微程序控制和组合逻辑控制哪一种速度更快？为什么？

组合逻辑控制器中，微操作控制信号的形成与哪些信号有关？

衡量计算机的性能指标主要有哪些（举主要3项指标）？并说明为什么？

微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令的地址问题。通常采用的一种方法是断定方式，其基本思想是【】。

机器指令和微指令代码中的地址字段分别起【】作用。

Intel【】是一个具有16位数据总线的32位CPU。

在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是【】。

微指令

微指令分为__________和__________微指令两类，__________可以同时执行若干个微操作，所以执行指令的速度比__________快。

在实现微程序时，取下一条微指令和执行本条微指令一般是__________进行的，而微指令之间是__________执行的。

实现机器指令的微程序一般是存放在__________中的，而用户用户可写的控制存储器则由__________组成。

程序和微程序、机器指令和微指令、主存储器和控制存储器这几个概念有何区别？

简述在微程序控制的计算机中一条机器指令的执行过程。

采用取指、解码、执行、存储、写入5段流水线，RISC处理器，S0, S1, S2, S3, t2 为寄存器编号，Ⅰ1 : add S2 Sl S0 //[R[S2)] R[S1]+R[S0]Ⅰ2 : add load(S3)0(S2) //[R[S2]] R[S1]+R[S0]Ⅰ3 : beq t2 S3 L1 //if R[t2]==R[S3] jump to L1Ⅰ4 : add t2 t3 I0 //[R[t2]] R(L2)+I0如采用旁路技术处理数据相关，即采用专用数据通路技术处珅器，则在 , Ⅰ1~ Ⅰ4执行过程中，发生流水线阻塞的有【】。

微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是【】。

在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，而是有必须遵循的分段原则，其中包括：①把__________性的微命令分在同一段内；一般每个小段留出一个状态，表示__________。

已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器的容量为1024×48位。微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共有4个（直接控制），微程序采用水平格式，如图所示。（1）微指令中的3个字段分别应为多少位？为什么？（2）画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑图。

对于自底向上生成的堆栈，若栈指针指向栈顶满单元，进栈时应做__________。

中央处理机

运算器虽由许多部件组成，但核心部件是【】。

试述运算器组成所需的部件及各部件的功能。

一台计算机由运算器、存储器、输入输出设备和控制器4大部分组成，试画出以运算器为中心的系统结构和以存储器为中心的系统结构示意图。

试述先行进位解决的问题及基本思想。

加法器采用先行进位的目的是【】。

设计运算器时，为了提高运算器的速度，应该采取哪些措施？

在浮点加法运算中，主要的操作内容及步骤是__________、__________和__________。

计算机控制器由哪些部件组成？

从计算机系统结构的发展和演变来看，早期的计算机是以__________为中心的系统结构，而近代的计算机是以__________为中心的系统结构。

在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是【】。