第四次作业 指令系统 设计算机A有60条指令,指令操作码6位固定长度
第四次作业: 指令系统
1，设计算机A有60条指令，指令操作码6位固定长度编码，从000000到111011。其后继产品B需要增加32条指令，并与A保持兼容，
（1）试为计算机B设计指令操作码。
（2）计算操作码平均长度
2，某计算机的指令系统字长定长为16位，采用扩展操作码，操作数地址需要4位，该指令系统已有三地址指令M条，而地址指令N条，没有零地址指令，问系统最多还有多少条一地址指令？
3，在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器，给定以下存储器数值：
●单位20中的内容是40；
●单位30中的内容是50；
●单位40中的内容是60；
●单位50中的内容是70；
求以下指令分别将什么数值装入到累加器中？
（1）load #20
（2）load 20
（3）load(20)
（4）load #30
（5）load 30
（6）load (30)
4，一条双字长的指令存储在地址为W的存储器中。指令的地址字段位于地址为W+1处，用Y表示。在指令执行中使用的操作数存储在地址为Z的位置。在一个变址存储器中包含X的值。试叙述Z是怎样根据其他地址计算得到的，假定寻址方式为：
（1）直接寻址
（2）间接寻址
（3）相对寻址
（4）变址寻址
5，一条双字长的load指令存储在地址为200和201的存储位置，该指令将地址码指定的存储器内容装入累加器AC。指令的第一个字指定操作码和寻址方式，第二个字是地址部分。PC寄存器的值是200。通用寄存器R1的值是400，变址寄存器R1的值是400，变址寄存器XR的内容是100，如图所示。
指令的寻址方式字段可指定任何一种寻址方式。问在以下寻址方式下，装入AC的值。
（1）直接寻址
（2）立即数寻址
（3）相对寻址
（4）变址寻址
（5）寄存器（R1）寻址
（6）寄存器（R1）间接寻址
200地址
201202
309
400500
600702800
PC
R1
XR
AC
题5图
6， 一条相对转移指令长4个字节，存储在存储器中的地址为75010的地方，转移目标地址
为50010。问：
（1） 指令读取之后PC 的值为多少？ （2） 指令的相对地址字段的值是多少？
（3） 该指令的相对地址字段需要多少二进制位？
7， 某计算机系统的指令有三地址、二地址和单地址格式。
● 三地址指令有8条，踊跃数据运算，地址码都是采用寄存器寻址方式，由16个通用存
储器，数据运算功能有加、减、乘、除、与、或、非、异或。
● 二地址指令有1条，用于数据传输，两个地址码各有4种寻址方式（寄存器、寄存器间
接、直接和存储器间接）。
● 单地址指令有2条，1条用于条件转移，采用相对寻址，转移条件在指令中用4位编码
表示，另一条用于无条件转移，采用寄存器寻址。存储器地址为32位。 试设计其指令格式，写出操作码以及寻址方式编码方案。
8， 以下MIPS 指令代码代表什么操作？写出他的汇编指令表示。 0000 0000 1010 1111 1000 0000 0010 0000
9， 根据MIPS 指令操作码定义以及指令格式，给出以下指令的各字段的十进制值：
Add $8, $17, $18
计算机组成原理课程设计(微程序)报告
微程序控制器的设计与实现
目录 1设计目的 (3) 2设计内容 (3) 3具体要求 (3) 4设计方案 (3) 5 调试过程 (11) 6 心得体会 (12)
微程序控制器的设计与实现 一、设计目的 1)巩固和深刻理解“计算机组成原理”课程所讲解的原 理，加深对计算机各模块协同工作的认识 2)掌握微程序设计的思想和具体流程、操作方法。 3)培养学生独立工作和创新思维的能力，取得设计与调 试的实践经验。 4)尝试利用编程实现微程序指令的识别和解释的工作 流程 二、设计内容 按照要求设计一指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。 三、设计要求 1)仔细复习所学过的理论知识，掌握微程序设计的思 想，并根据掌握的理论写出要设计的指令系统的微程 序流程。指令系统至少要包括六条指令，具有上述功 能和寻址方式。 2)根据微操作流程及给定的微指令格式写出相应的微 程序 3)将所设计的微程序在虚拟环境中运行调试程序，并给 出测试思路和具体程序段 4)尝试用C或者Java语言实现所设计的指令系统的加 载、识别和解释功能。 5)撰写课程设计报告。 四、设计方案 1)设计思路 按照要求设计指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻
址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。从而可以想到如下指令：24位控制位分别介绍如下： XRD ：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。 EMWR：程序存储器EM写信号。 EMRD：程序存储器EM读信号。 PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上。 EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR 和EMRD决定是将DBUS数据写到EM中，还是 从EM读出数据送到DBUS。 IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR 和微指令计数器uPC。 EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。 ELP： PC打入允许，与指令寄存器的IR3、IR2位结合，控制程序跳转。 MAREN：将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MAR。 MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。 OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT 里。 STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。 RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=0不带进位。 FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄存器。 X2：X1：X0: X2、X1、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器。具体如下： X2 X1 X0 输出寄存器 0 0 0 IN_OE 外部输入门 0 0 1 IA_OE 中断向量 0 1 0 ST_OE 堆栈寄存器 0 1 1 PC_OE PC寄存器
指令系统的变化及发展
计算机指令系统的变化及发展 [摘要] 指令系统是计算机体系结构最基本的特征。早期, 人们采用微程序设计技术让指令系统变得日趋复杂, 后来逐渐认识到这种复杂指令系统计算机(C ISC) 并不能很好的提 高系统性能, 于是设计师们提出了精简指令系统计算机(R ISC) 体系结构, 并在一个芯片上实现了CPU。随着R ISC 微处理器迅速发展, 人们又发现R ISC 指令系统并不能充分 实现指令级并行处理, 从而影响了计算机性能的进一步提高, 又出现了超长指令字(VL IW ) 计算机指令系统。 [关键词] 指令系统R ISC VL IW 0、引言 指令系统是指机器所具有的全部指令的集合, 它反映了计算机所拥有的基本功能。在计算机系统的设计和使用过程中, 硬件设计人员采用各种手段实现指令系统, 而软件 设计人员则使用这些指令系统编制各种各样的系统软件和应用软件, 用这些软件来填补硬件的指令系统与人们习惯的使用方式之间的语义差距。因此, 可以说, 指令系统是软 件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面, 也是他们之间互相沟通的一座桥梁。在计算机系统的设计过程中, 指令系统的设计是非常关键的, 它必须由软件设计人员与 硬件设计人员来共同完成。设计指令系统就是要选择计算机系统中的一些基本操作(包括操作系统和高级语言中的) 应由硬件实现还是由软件实现, 选择某些复杂操作是由一
条专用的指令实现, 还是由一串基本指令实现, 然后具体确定指令系统的指令格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。 1、复杂指令系统(C ISC) 1. 1 C ISC 的产生 早期的计算机, 存储器是一个很昂贵的资源, 因此希望指令系统能支持生成最短的程序。此外, 还希望程序执行时所需访问的程序和数据位的总数越少越好。在微程序出现后, 将以前由一串指令所完成的功能移到了微代码中, 从而改进了代码密度。此外, 它也避 免了从主存取指令的较慢动作, 从而提高执行效率。在微代码中实现功能的另一论点是: 这些功能能较好的支持编译程序。如果一条高级语言的语句能被转换成一条机器语言 指令, 这可使编译软件的编写变得非常容易。此外, 在机器语言中含有类似高级语言的 语句指令, 便能使机器语言与高级语言的间隙减少。这种发展趋向导致了复杂指令系统(C ISC) 设计风格的形成, 即认为计算机性能的提高主要依靠增加指令复杂性及其功能 来获取。 1. 2 C ISC 的主要特点C ISC 指令系统的主要特点是: (1) 指令系统复杂。具体表现在以下几个方面: ①指令数多, 一般大于100 条。 ②寻址方式多, 一般大于4 种。 ③指令格式多, 一般大于4 种。
吉林大学 计算机系统结构题库 第二章
第二章计算机指令集结构 知识点汇总： 指令集设计、堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器、CISC、RISC、寻址方式、数据表示 简答题 1.增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？（CISC） (1) 面向目标程序增强指令功能。 (2) 面向高级语言和编译程序改进指令系统。 (3) 面向操作系统的优化实现改进指令系统。 2.简述CISC存在的主要问题。（知识点：CISC） 答：（1）CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。 （2）CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。 （3）CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。 （4）CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。 （5）在CISC结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统的性能。 3.简述RISC的优缺点及设计RISC机器的一般原则。（知识点：RISC） 答：（1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令。 （2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成。 （3）所有指令长度均相同。 （4）只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行。 （5）以简单、有效的方式支持高级语言。 4.根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为哪几类？（知识点：堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器） 答：堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构、通用寄存器型指令集结构。 5.常见的三种通用寄存器型指令集结构是什么？（知识点：通用寄存器型机器） 答：（1）寄存器－寄存器型。 (2)寄存器－存储器型。 (3)存储器－存储器型。
计算机组成原理课程设计微程序设计
《计算机组成原理》课程设计报告 ——微程序设计 指导老师：丁伟 学院：计算机学院 班级：软件 1501 姓名： 学号：
一、项目任务 本项目的任务是针对第2章所述的OpenJUC-II教学机模型机，设计控制器的微程序，实现该模型机的指令系统。通过课程设计理解指令的执行过程，指令系统与硬件的关系，进而加深对计算机的结构和工作原理的理解。 二、项目设计 本项目预期分为6个上机设计步骤： Day1：熟悉微程序的设计和调试方法 Day2：双操作数指令的设计与调试 Day3：条件转移指令的设计与调试 Day4：移位指令的设计与调试 Day5：堆栈相关指令的设计与调试 Day6：中断系统的设计与调试 通过上述实践步骤，初步达成微程序设计要求，针对不同产品提出的不同要求，通过编写相应符合的微程序汇编指令，达到预期效果和收益。 三、项目需求 OpenJUC-II模型机、Quartus II软件、虚拟实验板软件、Windows计算机、预先编写完成的.sof和.scc文件。
取指令字段 取目的操作数入口取源操作数 寄存器寻址入口 寄存器间接 寄存器自增间接 立即寻址 直接寻址 间接寻址 变址寻址 相对寻址 进入取目阶段
取目的操作数阶段 从微地址028至02F依次为寄存器寻址，寄 存器间接寻址，寄存器自增间接寻址，02B 为空，直接寻址，间接寻址，变址寻址，相 对寻址 进入执行阶段 从41开始为 MOV,ADD,ADDC,SUB,SUBB,AND,OR,XOR,CMP, TEST的入口地址
保存结果的控存 SAR,SHL,SHR,ROL,ROR,RCL,RCR控存 JC,JNC,JO,JNO,JZ,JNZ,JS,JNS控存 转移的控存
计算机系统维护协议
计算机系统维护协议 委托方（以下称甲方）： 业务负责人： 服务方（以下称乙方）： 业务负责人： 甲乙双方就甲方的计算机维修、维护及技术支持等相关事宜，协商一致，订立本合同。以下为各项条款。 第一条项目名称 计算机维护及计算机技术支持。 第二条甲方的义务 1．甲方应在本合同签订七日内为乙方提供下列资料： 本合同所涉及的全部设备软、硬件配置清单和所处位置清单。本清单将成为本合同附件之一部分。 甲方电脑机房负责人员的姓名和联系方式等背景资料。 在乙方人员提供现场服务时，应派员协助乙方工作。 2．提供正版系统软件和正版应用软件。 第三条乙方的主要义务 1．严格按照合同约定的上门服务方式进行服务，确保计算机正常运行。 2．在接到甲方关于要求改进或更换不符合相关合同约定的配件、技术资料及更改维修、维护方案的通知后 2 日内做出答复。 3．对甲方计算机机内数据承担保密义务。 4．依照甲方规定的技术指标完成服务工作。 第四条乙方的服务方式 1．根据甲方要求乙方对甲方的设备（见清单）维修、维护，更换配件等提供上门服务。 2．为第二条第二款甲方所列之联系人提供远程技术支持，时间为：- ：，除春节假期外，全年提供服务。 3．如遇甲方有重大活动、展会或紧急情况时，乙方可应甲方要求，及时安排工程师到达设备现场，协助工作，并提供技术支持、咨询维护等方面的服务。特殊展会局网组建服务费另计。 4．根据甲方要求，为甲方提出系统改进及软硬件的升级方案。 第五条乙方的服务内容 1．软件方面：对甲方现有软件进行维护，包括操作系统及应用程序的安装和调试。 2．硬件方面：对所有硬件部分定期检查和维护，对所有计算机进行常规检测以尽可能发现潜在故障并排除。 3．零部件的更换：免费提供更换服务。为使新增之硬件设备仍包含在本合同标
计算机操作系统(第四版)1-8章 课后答案(全)
第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务？试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了
微指令设计
(1) 设计一条指令,比较SR内容与[ADDR]. 若SR<[ADDR],则SR+[ADDR]->[ADDR]; 否则SR-[ADDR]->[ADDR]. 指令格式：D4 0 SR ADDR 设计分析： 100：把PC的值（即ADDR的地址）送到AR中，然后PC+1 101：用MEM->AR将ADDR从内存中取出并送到AR中 102：利用SR-MEM->Q计算SR与[ADDR]的差，并让各标志位接受ALU的运算结果，103：若S=1（即SR<[ADDR]），条件转移到105，否则顺序执行104 104：将Q的值（即SR-[ADDR]）送到[ADDR]中 105：AR<[ADDR]时转移到此处，计算SR+[ADDR]并送到Q寄存器中 106：将Q寄存器的值送到[ADDR]中 微程序: 100H: PC->AR,PC+1->PC: 0000 0E00 A0B5 5402 101H: MEM->AR: 0000 0E00 10F0 0002 102H: SR-MEM->Q,接受标志: 0000 0E01 01D0 0080 103H: S=1（即AR<[ADDR]）时，条件转移到105: 0041 43B0 9080 0000 104H: Q->MEM,CC#=0: 0029 0300 1020 0010 105H: SR+MEM->Q: 0000 0E00 00D0 0080 106H: Q->MEM,CC#=0: 0029 0300 1020 0010 A800 MOV R1,900 MOV R2,7 MOV R3,100 LDMC RET G800 A820 MOV R7,0001 MOV R1,0002 MOV [082A],R1 NOP NOP RET E826 D407 082A G820 U820 运行结果如下： 0820:2C70 0001 MOV R7, 0001
电脑系统维护
一、每天关机前要做的清洗: 双击“我的电脑”— —右键点C盘——点“属性”——点“磁盘清理”——点“确定”——再点“是”——再点“确定”。清理过程中，您可看得到未经您许可（您可点“查看文件”看，就知道了）进来的“临时文件”被清除了，盘的空间多了。对D，E，F盘也要用这法进行。 二、随时要进行的清理 : 打开网页——点最上面一排里的“工具”——点“Internet选项”——再点中间的“Internet临时文件”中的“删除文件”——再在“删除所有脱机内容”前的方框里打上勾——再点“确定”——清完后又点“确定”。这样，可为打开网和空间提高速度。 三、一星期进行的盘的垃圾清理 : 点“开始”——用鼠标指着“所有程序”，再指着“附件”，再指着“系统工具”，再点“磁盘粹片整理程序”——点C盘，再点“碎片整理”（这需要很长时间，最好在您去吃饭和没用电脑时进行。清理中您可看到您的盘里的状况，可将清理前后对比一下）——在跳出“清理完成”后点“关闭”。按上述，对D，E，F盘分别进行清理。 电脑系统越来越慢，怎么删除临时文件啊 1.关闭"休眠" 方法:打开[控制面板]→[电源选项]→[休眠],把"启用休眠"前面的勾去掉 说明:休眠是系统长时间一种待机状态,使您在长时间离开电脑时保存操作状态,如果您不是经常开着电脑到别处去的话,那就把它关了吧! ☆立即节省:256M 2.关闭"系统还原" 方法:打开[控制面板]→[系统]→[系统还原],把"在所有驱动器上关闭系统还原'勾上 说明:系统还原是便于用户误操作或产生软件问题时的一种挽救手段,可以回复到误操作以前的状态.不建议初级用户使用.当然,它采用的是跟踪手段,需要记录大量信息,所消耗的资源也要很大的. ☆立即节省:数百M (根据还原点的多少而不同) 您也可以在不关闭系统还原的前提下,相应的减少系统还原所占的磁盘空间,这只会减少可用还原点的数目,一般还原点有一两个就够了吧. 方法:...[系统还原]-选择一个"可用驱动器"-[设置]-调整"要使用的磁盘空间"
计算机操作系统课后题答案(高等教育出版社)
练习题(一) Ⅰ问答题 1. 操作系统的两个主要目标是什么？ 答：方便性与有效性。 2. 试说明操作系统与硬件、其它系统软件以及用户之间的关系？ 答： 与硬件的关系：操作系统是位于硬件层上的第一层软件，它直接管理着计算机的硬件，合理组织计算机工作流程，并提高了硬件的利用率。。 与其他系统软件的关系：操作系统是系统软件，但它不同于其它系统软件和应用软件，它为其它系统软件和应用软件提供接口。应用软件要使用操作系统所提供的服务方可方便使用计算机。 与用户之间的关系：操作系统是为改善人机界面、提供各种服务，为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。 3. 试论述操作系统是建立在计算机硬件平台上的虚拟计算机系统。 答：没有任何软件支持的计算机称为裸机，即使其硬件功能再强，也必定是难于使用的。而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机。裸机位于最里层，它的外面是操作系统，经过操作系统提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能，将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器，通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器，又称之为虚拟机（Virtual Machine ），这样的计算机系统是概念上和逻辑上的计算机，不是物理上的真实计算机。 4. 什么是操作系统？它有哪些基本功能与基本特征？ 答：操作系统是位于硬件层之上，所有其它软件层之下的一种系统软件，它控制和管理计算机系统资源、合理组织计算机工作流程、提供用户与计算机系统之间的接口。 操作系统的基本功能有：处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。 操作系统的基本特征有：并发性、共享性、虚拟性和不确定性。 5. 请叙述并发和并行两个概念的区别？ 答：并发性是指两个或多个程序在同一时间段内同时执行，是宏观上的同时。而并行性是从硬件意义上考虑，是不同硬件部件（如CPU与I/O）在同一时刻的并行，即微观上，多个程序也是同时执行的。 6. 什么是多道程序设计? 在操作系统中使用这种技术有什么好处？ 答：多道程序设计是指在计算机内存中同时存放若干道已开始运行尚未结束的程序，它们交替运行，共享系统中的各种硬、软件资源，从而使处理机得到充分利用。 好处： ①提高了CPU的利用率。各道程序是轮流占用一个CPU，交替地执行。 ②改进了系统的吞吐量（系统吞吐量是指计算机系统在单位时间内完成的总工作量）。 ③充分发挥了系统的并行性，使CPU与I/O并行工作。提高CPU、设备、内存等各种资源的利用率，从而提高系统效率。
模型计算机系统的设计与实现
题目：模型计算机系统的设计与实现学生姓名： 学院： 班级： 指导教师： 2010年1 月8 日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：计算机组成与结构课程设计学院：信息工程学院班级：计07-_3班__ 学生姓名：武宝全 _ 学号： 200710210023 指导教师：董志学王晓荣邢红梅
摘要 本次课程设计要求设计实现一个简单8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。通过自己定义的一套指令系统，主要实现算术A加B,A+/B运算,逻辑A·B,置B运算，输入指令，输出指令和存储器存数指令。由微程序控制器按照微指令格式给出下地址，并将结果存入存储器。用Protel电路设计软件画出所设计的模型机系统的电路原理图，包括运算器，微程序控制器，存储器、简单输入／输出设备、时序和启停等电路。用可编程器件EPM7123实现运算器，并借助MAXPLUSII软件实现其功能。在QDKJ－CMH－CPLD试验平台上调试并进行验证。 关键字：微程序、控制器、存储器、
引言 通过俩周的组成与结构设计，设计一个8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。设计工作是在之前的验证实验基础之上完成的，通过自己的思维，实现微程序机的一些基本的逻辑运算。根据现有的二进制指令系统，条件为模型计算机系统为8位模型机，运算器为8位运算器，数据总线和地址总线都为8位，输入设备为8位开关，输出设备为8位发光二级管指示灯。在现有的芯片内烧制自行设计的微指令，达到在输入一个数据后自加，减一，实现自行跳转。 在设计完成后，再输入数据04后得出07的结果，并实现跳转。
计算机组成原理,指令系统,练习题
单项选择题 1 在CPU执行指令的过程中，指令的地址由___B__给出。 A 程序计数器PC B 指令的地址码字段 C 操作系统 D 程序员 2 下列关于指令的功能及分类叙述正确的是__B___。 A 算术与逻辑运算指令，通常完成算术运算或逻辑运算，都需要两个数据 B 移位操作指令，通常用于把指定的两个操作数左移或右移一位 C 转移指令，子程序调用与返回指令，用于解决数据调用次序的需要 D 特权指令，通常仅用于系统软件，这类指令一般不提供给用户 3 零地址的运算类指令在指令格式中不给出操作数的地址，参加的两个操作数来自__C__。A累加器和寄存器 B 累加器和暂存器 C 堆栈的栈顶和次栈顶单元 D 堆栈的栈顶单元和暂存器 4 下列一地址运算类指令的叙述中，正确的是_____。 A 仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供 B 可能有一个操作数，也可能有两个操作数 C 一定有两个操作数，其中一个操作数是隐含的 D 指令的地址码字段存放的一定是操作码 5 关于二地址指令一下论述正确的是_____。 A 二地址指令中，运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中 B二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是操作数 C二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是寄存器号 D二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是操作数地址 6 单字长四地址指令OP A1、A2、A3、A4的功能为（A1）OP（A2）→A3，且A4给出下一条指令地址，假设A1、A2、A3、A4都为主存储器地址，则完成上述指令需访存_____。 A 1 B 2 C 3 D 4 7 在指令格式设计中，采用扩展操作码的目的是_____。 A 增加指令长度 B 增加地址码数量NN C 增加指令数量 D 增加寻址空间 8 某机器的指令字长为16位，有8个通用寄存器，有8种寻址方式，单操作数指令最多有_____个，双操作数指令最多有_____个。 A 1024 16 B 2048 32 C 256 64 D 1024 32 9 指令寻址方式有顺序和跳跃两种，采用跳跃寻址方式可以实现_____。 A 程序浮动 B 程序的无条件浮动和条件浮动 C程序的无条件转移和条件转移 D 程序的调用 10 某机器指令字长为16位，主存按字节编址，取指令时，每取一个字节PC自动加1,。当前指令地址为2000H，指令内容为相对寻址的无条件转移指令，指令中的形式地址D=40H。那么取指令后及指令执行后PC内容为_____。 A 2000H，2042H B 2002H，2040H C 2002H，2042H D 2000H，2040H 11 指令系统中采用不同的寻址方式的目的主要_____。 A 可降低指令译码难度 B 缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性
计算机系统维护
《计算机维护与服务规范》 实训报告册 专业: 班级: 学号: 姓名: 实训学时: 实训成绩:
目录 实训一计算机硬件的认识 (1) 实训二硬件的组装 (3) 实训三BIOS设置 (6) 实训四DOS命令 (8) 实训五硬盘的分区与格式化 (10) 实训六操作系统安装 (11) 实训七数据备份 (13) 实训八计算机维修方法 (15) 实训九计算机维护服务规范 (17)
实训一计算机硬件的认识 一、实训目的 认识计算机的各组件及其外部设备。 二、实训内容 1.认识主板及主板上的主要组成部分。 2.认识显示卡、声卡、网卡等板卡。 3.认识软驱、硬盘、光驱等存储设备。 4.认识计算机其他部件及外部设备。 5.完成实训报告,整理好工作台。 三、实训条件 1.一张工作台。 2.计算机的主要部件。 3.计算机的常用外部存储器。 4．计算机的其它部件。 四、实训过程记录 1.先讲理论知识，让我们认识计算机的主要部件，并初步认识这些部件。 2.进一步了解这些部件的个个功能。 3.拿出实物认识部件。 4.详细讲解各个部件参数及性能。 5.让我们自己动手操作，体验实际操作。
五、实训小结 计算机已经成为我们生活、工作、学习中必不可少的工具。通过几个课时的学习，我了解计算机的基本发展史，使我更加钦佩促进计算机发展的各个研究者。让我对计算机从笼统的认识上升到了初步的了解，了解了各个部件的作用。从而对我的专业有了一定的帮助。对电脑的了解，在现实生活中可以帮助我们省掉些麻烦。有利于我们计算机的选购。
实训二硬件的组装 一、实训目的 进一步认识计算机的各组件，并能独立完成一台多媒体计算机的组 装，掌握计算机的组装技术及方法。 二、实训内容 1.掌握计算机的组装方法。 2.能识别计算机的面板连线及标记，正确连接面板连线。 3.能正确连接计算机各组件，完成一台计算机的安装。 4.通电测试，检查计算机的性能及识别CPU、内存、硬盘等主要参数。 三、实训条件 1.计算机硬件组装工具。 2.多媒体计算机的所有部件。 四、实训过程记录 1.维护工具介绍 1)防静电工具：防静电手套（用途：减少静电电荷产生、积累）、 防静电手环（用途：人体静电释放工具，与防静电电线连接，构成” 静电释放”通路）、防静电便携垫（用途：搭建防静电环境）、鬃毛刷（用途：清洁主板，清洁插槽内的灰尘，可以防止静电产生）。 2)拆装工具：螺丝盒、小十字（尽量用大一号的螺丝刀）、大十 字、一字螺丝刀、套筒、内六角螺丝刀、加消磁器（工具使用完毕需消磁再放入工具包）、尖嘴钳、起拔器、截断钳、捆扎线、镊子、挑针。 3)维护工具：硅脂（注意：不要涂抹过多，以防污染环境）、各 种回路环、万用表、地线检测仪、主板故障诊断测试卡。 4)清洁工具：吹气囊、小刷子、清洁剂、清洁小毛巾、橡皮擦。 2.拆装技术规范
计算机体系结构问答题第2章
第2章计算机指令集结构设计 1. 通常可按哪5个因素对计算机指令集结构进行分类？ (1) 在CPU中操作数的存储方法。 (2) 指令中显式表示的操作数个数。 (3) 操作数的寻址方式。 (4) 指令集所提供的操作类型。 (5) 操作数的类型和大小。 2. 在对计算机指令集结构进行分类的5个因素中，哪一种是各种指令集结构之间最主要的区别？ CPU中操作数的存储方法，即在CPU中用来存储操作数的存储单元的类型，是各种指令集结构之间最主要的区别。 3. 根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为哪几类？ 堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构、通用寄存器型指令集结构。 4. 堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构和通用寄存器型指令集结构分别有什么 5. 现代大多数机器均采用通用寄存器型指令集结构，为什么？ 主要有两个方面的原因，一是寄存器和CPU内部其他存储单元一样，要比存储器快；其次是对编译器而言，可以更加容易、有效地分配和使用寄存器。 6. 通用寄存器型指令集结构可细分为哪三类？ 寄存器－寄存器型。 寄存器－存储器型。 存储器－存储器型。 7. 三种通用寄存器型指令集结构分别有什么优缺点？
8. 从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？ （1）CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。 （2）CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。 （3）CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。 （4）CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。 （5）在CISC结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统的性能。 9. 增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？ (1) 面向目标程序增强指令功能。 (2) 面向高级语言和编译程序改进指令系统。 (3) 面向操作系统的优化实现改进指令系统。 10. RISC的设计原则是什么？ （1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令。 （2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成。 （3）所有指令长度均相同。 （4）只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行。 （5）以简单、有效的方式支持高级语言。 11. RISC和CISC处理机的指令系统结构在指令格式、寻址方式和每条指令的周期数（CPI）三方面有哪些区别？ 12. 计算机指令集结构设计所涉及的内容有哪些？ (1) 指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向。 (2) 寻址方式的设计。 (3) 操作数表示和操作数类型。 (4) 寻址方式的表示：可以将寻址方式编码于操作码中，也可以将寻址方式作为一个单独的域来表示。 (5) 指令集格式的设计：有变长编码格式、固定长度编码格式和混合型编码格式三种。
计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a-b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征？ 程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 12．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程状态信息（4）过程和系统调用参数及调用地址信息。13．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？ 答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有： （1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程状态信息 （4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 14．试说明引起进程创建的主要事件。答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。 15．试说明引起进程被撤销的主要事件。答：引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。 16．在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源；（4）初始化进程控制块；（5）将新进程插入就绪队列. 17．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程状态。（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，臵调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所
微程序控制器的设计与实现
微程序控制器的设计与实现 一、设计目的 1、巩固和深刻理解“计算机组成原理”课程所讲解的原理， 加深对计算机各模块协同工作的认识。 2、掌握微程序设计的思想和具体流程、操作方法。 3、培养学生独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的 实践经验。 4、尝试利用编程实现微程序指令的识别和解释的工作流程。 二、设计内容 按照要求设计一指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。 三、设计具体要求 1、仔细复习所学过的理论知识，掌握微程序设计的思想，并根、 据掌握的理论写出要设计的指令系统的微程序流程。指令系统至少要包括六条指令，具有上述功能和寻址方式。 2、根据微操作流程及给定的微指令格式写出相应的微程序 3、将所设计的微程序在虚拟环境中运行调试程序，并给出测试思 路和具体程序段 4、撰写课程设计报告。
四、设计环境 1、伟福COP2000型组成原理实验仪，COP2000虚拟软件。 2、VC开发环境或者Java开发环境。 五、设计方案 （1）设计思想 编写一个指令系统，根据所编写的指令的功能来设计相应的微程序。首先利用MOV传送指令来给寄存器和累加器传送立即数，实现立即数寻址；利用寄存器寻址方式，用ADDC指令对两者进行相加运算；利用寄存器间接寻址方式，用SUB指令实现减运算；利用累加器寻址方式，用CPL指令实现对累加器寻址；利用存储器寻址方式，用JMP 指令实现程序的无条件跳转。这样，所要设计的指令系统的功能就全部实现了。 （2）微指令格式 采用水平微指令格式的设计，一次能定义并执行多个并行操作微命令的微指令，叫做水平型微指令。其一般格式如下： 按照控制字段的编码方法不同，水平型微指令又分为三种：全水平型(不译法)微指令，字段译码法水平型微指令，以及直接和译码相混合的水平型微指令。 （3）24个微指令的意义 COP2000 模型机包括了一个标准CPU 所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右
计算机系统运行维护管理制度
-- 计算机系统运行维护管理制度
-- 第一章总则 第一条.为规范信息系统的运行维护管理工作，确保信息系统的 安全可靠运行，切实提高生产效率和服务质量，使信息系统更好地服务于 生产运营和管理，特制订本管理办法。 第二条.本管理办法适用于及其分支机构的信息系统,各分支机构 和各部室可根据本办法制定相应的实施细则。 第三条.信息系统的维护内容在生产操作层面又分为机房环境维 护、计算机硬件平台维护、配套网络维护、基础软件维护、应用软件维护 五部分： １、计算机硬件平台指计算机主机硬件及存储设备； ２、配套网络指保证信息系统相互通信和正常运行的网络组织，包括联网所需的交换机、路由器、防火墙等网络设备和局域 网内连接网络设备的网线、传输、光纤线路等。 ３、基础软件指运行于计算机主机之上的操作系统、数据库软件、中间件等公共软件; ４、应用软件指运行于计算机系统之上,直接提供服务或业务的专用软件； ５、机房环境指保证计算机系统正常稳定运行的基础设施，包含机房建筑、电力供应、空气调节、灰尘过滤、静电防护、消 防设施、网络布线、维护工具等子系统。 第四条.运行维护管理的基本任务： １、进行信息系统的日常运行和维护管理,实时监控系统运行状态，
保证系统各类运行指标符合相关规定； ２、迅速而准确地定位和排除各类故障，保证信息系统正常运行,确保所承载的各类应用和业务正常; ３、进行系统安全管理,保证信息系统的运行安全和信息的完整、准确； ４、在保证系统运行质量的情况下,提高维护效率，降低维护成本。第五条.本办法的解释和修改权属于.
第二章运行维护组织架构 第一节运行维护组织 第六条.信息系统的运行维护管理遵循在统一的领导下，分级管理和维护的模式。作为信息系统维护管理部门，牵头组织分支机构实施信息系统的维护管理工作。原则上信息系统的维护工作应逐步集中。 第七条.信息系统的维护管理分两个层面：管理层面和生产操作层面. １、在管理层面,为信息系统维护管理部门，负责全行范围内信息系统的维护管理和考核。 ２、在生产操作层面,信息系统维护部门是运行中心和分支机构设置的实体或虚拟的维护部门（或维护人员）。信息系统维护部门直接对信息系统维护管理部门负责,并接受信息系统维护管理部门的业务指导和归口管理。 第八条.分支机构信息系统维护部门（或维护人员)可根据维护工作需要，向申请抽调技术人员和业务人员临时组成虚拟团队，参加分支机构设备巡检，制定技术规范、作业计划、应急预案，编制技术方案、培训教材等,各单位应积极配合。 第二节职责分工 第九条.信息系统维护管理部门职责 1.贯彻国家、行业及监管部门关于银行信息系统技术、设备及质量管理等方面 的方针、政策和规定,组织制定信息系统的维护规程、维护管理办法和维护责任制度;
计算机操作系统-课后习题答案-张尧学
第一章绪论 1?什么是操作系统的基本功能?？ 答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合 理地组织计算 机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统 的基本功能包括： 处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 2?什么是批处理、分时和实时系统？各有什么特征？ 答：批处理系统(batchprocess in gsystem ):操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序( monitor )自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(timesharingoperationsystem ):把处理机的运行时间分成很 短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征 是：交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(realtimesystem ):在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源 利用率低。 3.多道程序(multiprogramming )和多重处理(multiprocessing )有何区别？ 答；多道程序(multiprogramming )是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时值行多个作业；而多重处理(multiprocessing )系 统配置多个CPU能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。程序和数据完成用户 所要求的业务处理工作，作业说明书则体现用户的控制意图。 3.作业的输入方式有哪几种？各有何特点 答：作业的输入方式有5种：联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方 式、SPOOLING (Simultaneous Peripheral OperationsOnline )系统和网络输入方式， 各有如下特点： (1)联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业。 (2)脱机输入方式：又称预输入方式，利用低档个人计算机作为外围处理 机进行输入处理，存储在后备存储器上，然后将此后援存储器连接到高速外围 设备上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入工作。 (3)直接耦合方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接 耦合起来，从而省去了在脱机输入中那种依靠人工干预宋传递后援存储器的过 程。 （4） SPOOLIN系统：可译为外围设备同时联机操作。在 SPOOLIN系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。