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计算机组成原理

计算机组成原理
计算机组成原理

Cathe映射方式:

例4.9:设主存容量为512K×16位,Cache容量为4096×16位,块长为4个16位的字,访存地址为字地址

(1)在直接映射方式下,设计主存的地址格式。

(2)在全相联映射方式下,设计主存地址格式。

(3)在二路组相联映射方式下,设计主存地址格式

(4)若主存容量为512K×32位,块长不变,在四路组相连映射方式下,设计主存的地址格式。

解: (1)根据Cathe容量为4096=212字,的Cathe字地址为12位。根据块长为4,且访存地址为字地址,得字块内地址为2位,即b=2,且cathe共有4096/4=1024=210快,即c=10.根据主存容量为512k=219字,得主存地址为19位。在直接映射方式下,主存字块标识为19-12=7.主存的地址格式如图a。

主存字块标记7 Cache字块地址10 字块内地址2

(2)在全相连映射方式下,主存字块标记为19-b=19-2=17,其地址格式如图b:

主存字块标记 17 字块内地址 2

(3)根据二路组相联的条件,一组内共有2块,得Cache共分为1024/2=512=2q组,即q=9,

主存字块标记为19-q-b=8位,其地址格式设计如下c:

主存块地址标记 8 组地址 9 字块地址 2

(4)若存储容量改为512K×32位,即双子宽存储器,块长仍为4个16位的字,访存地址仍为字地址,则主存容量为1024K×16为,得主存地址为20位。由四路组相连,得cathe共分1024/4=256=2q 组,即q=8.对该条件下,主存字块标记为20-8-2=10位,其地址格式为图d:,

主存字块标记:10 组地址8 字块内地址2

cathe效率等

例4.7:假设CPU执行某阶段程序时,共访问Cathe命中2000次,访问主存50次。已知Cathe的存取周期位50ns,主存的存取周期为200ns。求Cathe-主存系统的命中率、效率和平均访问时间

①cathe命中率:2000/(2000+50)=0.97

②由题知,访问主存的时间是访问cathe时间的4倍(200/50=4)。设访问cathe的时间为t,访问主存的时间为4t,cathe-主存系统的访问效率为e,则e=访问cathe的时间/平均访问时间×

100%=t/(0.97+0.03×4t)×100%=91.7%

③平均访问时间是:50ns×0.97+200ns×(1-0.97)=54.5ns

顺序存储器与交叉存储器带宽的计算:

例:4.6设有4个模块组成的四体存储结构,每个题的存储字长为32位,存储周期为200ns。假设数据总线宽度为32位,总线传输周期为50ns,试求顺序存储和交叉存储的存储器带宽。

解:

顺序存储(高位交叉编址)和交叉存储(低位交叉编址)连续读出4个字的信息量是32×4=128位。

顺序存储器连续读出4个字的时间是200ns×4=800ns=8×10-7s

交叉存储器连续读出4个字的时间是200ns+50ns×(4-1)=350ns=3.5×10-7s

顺序存储器的带宽是:128/(8×10-7)=16×107bps

交叉存储器的带宽是:128/(3.5×10-7)=37×107bps

刷新:

4.11 一个8K×8位的动态RAM芯片,其内部结构排列成256×256形式,存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?

解:采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms,其中刷新死时间为:256×0.1μs=25.6μs 采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0.1μs+×0.1μs)=51.2μs

采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms

寻址:

例7.3一条双子长直接寻址的子程序调用程序,其第一个字为操作码和寻址特征,第二个字为地址码5000H 。假设PC 当前值为2000H,SP 的内容为0100H ,栈顶内容为2746H ,存储器按字节编址,而且进栈操作是先执行(SP )-Δ→SP ,后存入数据。试回答下列几种情况下,PC 、SP 及栈顶内容各为多少?

1.CALL 指令被读取前

2.CALL 指令被执行后

3.子程序返回后

解:1.CALL 指令被读取前,PC=2000H,SP=0100H,栈顶内容为2746H

2.CALL 指令被执行后,由于存储器按字节编址,CALL 指令共占4个字节,故程序断电2004H 进栈,此时SP=(SP )-2=00FEH ,栈顶内容为2004H ,PC 被更新为子程序入口地址5000H 。

3.子程序返回后,程序断点出栈,PC=2004H ,SP 被修改为0100H ,栈顶内容为2746H

例7.5设某机配有基址寄存器和变址寄存器的一地址指令,除去末4位为寄存器地址外,还可容纳30条这类指令。

1.若采用单字长指令,功能完成105中操作,则指令可直接寻址的范围是多少?一次间接寻址的寻址范围是多少?画出其指令格式并说明各字段的含义

2.若存储子长不变,可采用什么方法直接访问容量为16MB 的主存?

解:1.在单字长指令中,根据能完成105中操作,取操作码7位。因允许直接和间接寻址,且有基址寄存器和变址寄存器,故取2位寻址特征位,其指令格式如下:

7 OP 2 M 7 AD

其中,OP 为操作码,可完成105种操作,M 为寻址特征,可反映四种寻址方式,AD 为形式地址。这种指令格式可直接寻址27=128,一次间接寻址的寻址范围是216=65536

2.容量为16MB 的存储器,正好与存储字长为16位的8M 存储器容量相等,即16MB=8M*16位。欲使指令

其中,形式地址为AD1// AD2,共7+16=23位。223=8M ,即可直接访问主存的任一位置。

例7.6某模型机共有64中操作,操作码位数固定,且具有以下特点:

采用一地址或二地址格式;有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址(位移量为-128—+127)三种寻址方式;有16个通用寄存器,算术运算和逻辑运算的操作数均在寄存器中,结果也在寄存器中;取数/存数指令

在通用寄存器和存储器之间传送数据;存储器容量为1MB ,按字节编址。

要求设计算逻指令、取数/存数指令和相对转移指令的格式,并简述理由

解:1.算逻指令格式为寄存器-寄存器型,取单字长16位。

其中,OP 为操作码,可实现64种操作,M 为寻址模式,可反映寄存器寻址放,直接寻址,相对寻址;R i 和R j 各取4位,指出源操作数和目的操作数的寄存器(共16个)编号。

2.取数/存数指令格式为寄存器-存储器型,去双字长32位,格式为:

其中,OP 为操作码,6位不变,M 为寻址模式,2位不变,Ri 为4位,源操作数地址(存数指令)或目

的操作数地址(取数指令);A1和A2共20位,为存储器地址,可直接访问按字节编址的1MB 存储器

3.相对转移指令为一地址格式,取单字长16位,格式为:

其中,OP 为操作码,6位不变,M 为寻址模式,2位不变,A 为位移量8位,对应位移量为-128—+127

RISC的特点:

1.选区使用频率较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令,让复杂指令的功能由频度高

的简单指令的组合来实现。

2.指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。

3.只有取数/存数(LOAD/STORE)指令访问存储器,其余指令的操作都在寄存器内完成

4.Cpu中有多个通用寄存器

5.采用流水线技术,大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术,可使每条指令

的平均执行时间小于一个时钟周期

6.控制器采用组合逻辑控制,不用微程序控制

7.采用优化的编译程序

RISC相比CISC的优点:充分利用VLSI芯片的面积;提高计算机运算速度;便于设计,可降低成本,提高可靠性;有效支持高级语言程序

汉明码:C1C2 b4C4b3 b2b1 1,3,5,7,9 ; 2,3,6,7,10; 4,5,6,7,12,13;

例4.4:已知收到的汉明码(按配偶原则配置)为:0110101,试问欲传送的信息是什么?

解:由于要求出欲传送的信息,必须是正确的信息,因此不能简单地从接受到的7位满明码中去掉C1、C2、C4这3位检测位来求得。首先应该判断收到的信息是否出错。纠错过程如下:

纠错过程如下:

P1=C1’⊕b4’⊕b3’⊕b1’=1⊕3⊕5⊕7=1

P2=C2’⊕b4’⊕b2’⊕b1’=2⊕3⊕6⊕7=1

P4=C3’⊕b3’⊕b2’⊕b1’=4⊕5⊕6⊕7=0

所以,P4P2P1=011,第3位(b4)出错,故传送的有效信息为:0101

第九章:

Pc→MAR→地址线I→R M(MAR) →MDR MDR→IR OP(IR) →CU

访存指令:1.加法指令:ADDX Ad(IR) →MAR I→R M(MAR) →MDR

2.取数指令:LDA X Ad(IR) →MAR I→R M(MAR) →MDR MDR→ACC

例10.1设CPU中各部件及其相互连接关系如图。图中W是写控制标志,R是读控制标志,R1和R2是暂存器

1.假设要求在取值周期由ALU完成(PC)+1→PC的操作(即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算)。要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排

2.写出指令“ADD#α”(#为立即寻址特征,隐含的操作数在ACC中)在执行阶段所需的位操作命令及节拍安排

解:1.由于(PC)+1→PC需由ALU完成,因此PC的值可作为ALU的一个源操作数,靠控制ALU 做+1运算得到(PC)+1,结果送至与ALU输出端相连的R2,然后再送至PC。

此题要考虑总线冲突问题,故取指周期的微操作命令及节拍安排如下:

T0 PC→Bus→MAR,1 ;PC通过总线送MAR

T1 M(MAR) →MDR,(PC)→Bus→ALU+1→R;PC通过总线送ALU完成PC)+1→R2

T2 MDR→Bus→IR, ; MDR通过总线送IR OP(IR) →微操作命令形成部件

T3 R2→Bus→PC ;R1通过总线送PC

2.立即寻址的加法指令执行周期的位操作命令及节拍安排如下:

例10.2设CPU内部结构如图,且PC有自动加1功能。此外还有B、C、D、E、H、L6个寄存器,它们各自的输入端和输出端都与内部总线Bus相连,并分别受控制信号控制。要求写出完成下列指令组合逻辑控制单元所发出的微操作命令及节拍安排

1.ADD B,C ;(B)+(C)→B

2.SUB E,@H ; (E)-((H))→E 寄存器间接寻址

3.SAT@ mem ;ACC →((mem)) 存储器间接寻址

解:1.完成“ADD B, C”指令所需的微操作命令及节拍安排如下:

2.完成“SUB E,@H”指令所需的微操作命令及节拍安排如下:取值周期T0PC→Bus→MAR,1→R

T1 M (MAR)→MDR;(PC)+1→PC

T2 MDR→Bus→IR ; OP(IR) →微操作命令形成部件

间接周期T0H→Bus→MAR,1→R

T1 M (MAR)→MDR

执行周期T0MDR→Bus→R1

T1(E) -( R1)→ALU→R2;E通过总线送ALU

T2R2→Bus→E

3.完成“STA @mem”指令所需的微操作命令及节拍安排如下:取值周期T0PC→Bus→MAR,1→R

T1 M (MAR)→MDR;(PC)+1→PC

T2MDR→Bus→IR ; OP(IR) →微操作命令形成部件间接周期T0Ad(IR)→Bus→MAR,1→R

T1 M (MAR)→MDR

执行周期T0MDR→Bus→MAR,1→W

T1ACC→Bus→MDR

T2MDR→M (MAR)

计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)[]

第一章 1.比较数字计算机和模拟计算机的特点 解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的;数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行。两者主要区别见 P1 表 1.1 。 2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么? 解:分类:数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3.数字计算机有那些主要应用?(略) 4.冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些主要组成部分? 解:冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中;程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5.什么是存储容量?什么是单元地址?什么是数据字?什么是指令字? 解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB MB GB来度量,存储 容 量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。单元地址:单元地址简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地 址。 数据字:若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据,则称数据字。指令字:若某计算机字代表一条指令或指令的一部分,则称指令字。 6.什么是指令?什么是程序? 解:指令:计算机所执行的每一个基本的操作。程序:解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序,简称程序。 7.指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据? 解:一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。

计算机组成原理第五版 白中英(详细)第5章习题参考答案

第5章习题参考答案 1.请在括号内填入适当答案。在CPU中: (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是(IR ); (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是(AR ) (3)算术逻辑运算结果通常放在(DR )和(通用寄存器)。 2.参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl,(R2)”的指令周期流程图,其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解: STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下:

STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3.参见图5.15的数据通路,画出取数指令“LAD (R3),R0”的指令周期流程图,其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中,标出各微操作控制信号序列。 解: LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下:

PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4.假设主脉冲源频率为10MHz ,要求产生5个等间隔的节拍脉冲,试画出时序产生器的逻辑图。 解:

5.如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲;T l =200ns ,T 2=400ns ,T 3=200ns ,试画出时序产生器逻辑图。 解:取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ,即,其频率为5MHz.;由于要输出3个节拍脉冲信号,而T 3的宽度为2个时钟周期,也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期,所以除了C 4外,还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3;并令 211C C T *=;321C C T *=;313C C T =,由此可画出逻辑电路图如下:

计算机组成原理第五版 白中英(详细)第4章习题参考答案

第4章习题参考答案 1.ASCII码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理?为什么? 答:不合理。指令最好半字长或单字长,设16位比较合适。一个字符的ASCII 是7位,如果设计主存单元字长为32位,则一个单元可以放四个字符,这也是可以的,只是在存取单个字符时,要多花些时间而已,不过,一条指令至少占一个单元,但只占一个单元的12位,而另20位就浪费了,这样看来就不合理,因为通常单字长指令很多,浪费也就很大了。 2.假设某计算机指令长度为32位,具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式,指令系统共有70条指令,请设计满足要求的指令格式。 答:字长32位,指令系统共有70条指令,所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令 单操作数指令 无操作数指令 3.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 答:该指令格式及寻址方式特点如下: (1) 单字长二地址指令。 (2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3) 源和目标都是通用寄存器(可分指向16个寄存器)所以是RR型指令,即两个操作数均在寄存器中。 (4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。 4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 答:该指令格式及寻址方式特点如下: (1)双字长二地址指令,用于访问存储器。 (2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3)RS型指令,一个操作数在通用寄存器(选择16个之一),另一个操作数 在主存中。有效地址可通过变址寻址求得,即有效地址等于变址寄存器(选择16个之一)内容加上位移量。

计算机组成原理(新)

《计算机组成原理》模拟题 一.单选题 1.在多级存储体系中,”cache—主存”结构的作用是解决()的问题. A.主存容量不足 B.主存与辅存速度不匹配 C.辅存与CPU速度不匹配 D.主存与CPU速度不匹配 [答案]:D 2.用32位字长(其中1位符号位)表示定点小数是,所能表示的数值范围是(). A.[0,1-2-32] B.[0,1-2-31] C.[0,1-2-30] D.[0,1] [答案]:B 3.某计算机字长16位,它的存贮容量是64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是(). A.0-64K B.0-32K C.0-64KB D.0-32K [答案]:B 4.50年代,为了发挥()的效率,提出了()技术,从而发展了操作系统,通过它对()进行管理和调度. A.计算机,操作系统,计算机 B.计算,并行,算法 C.硬件设备,多道程序,硬软资源 D.硬件设备,晶体管,计算机 [答案]:C 5.某SRAM芯片,存储容量为64x16位,该芯片的地址线和数据线数目为(). A.64,16 B.16,64 C.64,8 D.16,16 [答案]:D 6.用64位字长(其中1位符号位)表示定点小数时,所能表示的数值范围是(). A.[0,264-1] B.[0,263-1] C.[0,262-1] D.[0,263] [答案]:B

7.CD—ROM光盘是()型光盘,可用做计算机的()存储器和数字化多媒体设备. A.重写,内 B.只读,外 C.一次,外 D.多次,内 [答案]:B 8.CPU主要包括(). A.控制器 B.控制器.运算器.cache C.运算器和主存 D.控制器.ALU和主存 [答案]:B 9.EPROM是指(). A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.光擦除可编程只读存储器 [答案]:D 10.描述Futurebus+总线中基本概念不正确的句子是(). A.Futurebus+总线是一个高性能的同步总线标准 B.基本上是一个异步数据定时协议 C.它是一个与结构.处理器.技术有关的开发标准 D.数据线的规模在32位.64位.128位.256位中动态可变 [答案]:A 11.描述PCI总线中基本概念不正确的句子是(). A.HOST总线不仅连接主存,还可以连接多个CPU B.PCI总线体系中有三种桥,它们都是PCI设备 C.从桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作 D.桥的作用可使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上 [答案]:C 12.在某CPU中,设立了一条等待(WAIT)信号线,CPU在存储器周期中T的φ的下降沿采样WAIT线,请在下面的叙述中选出正确描述的句子:(). A.如WAIT线为高电平,则在T2周期后不进入T3周期,而插入一个TW周期 B.TW周期结束后,不管WAIT线状态如何,一定转入了T3周期 C.TW周期结束后,只要WAIT线为低,则继续插入一个TW周期,直到WAIT线变高,才转入T3周期 D.有了WAIT线,就可使CPU与任何速度的存贮器相连接,保证CPU与存贮器连接时的时序配合

计算机组成原理试题库集及答案

计算机组成原理试题库集及答案

第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要? 解:P3 计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么? 解:冯?诺依曼计算机的特点是:P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成; 指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问; 指令和数据均用二进制表示; 指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置; 指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行; 机器以运算器为中心(原始冯?诺依曼机)。 7. 解释下列概念: 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解:P9-10 主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;(早期的运算器和控制器不在同一芯片上,现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE)。 主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取。 存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长:一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量:存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)。 机器字长:指CPU一次能处理的二进制数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长:一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义:

计算机组成原理第五章单元测试(含答案)

第五章指令系统测试 1、以下四种类型指令中,执行时间最长的是()(单选) A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制类指令 2、程序控制类指令的功能是()(单选) A、进行算术运算和逻辑运算 B、进行主存与CPU之间的数据传送 C、进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D、改变程序执行的顺序 3、单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个常需采用的寻址方式是( )(单选) A、立即数寻址 B、寄存器寻址 C、隐含寻址 D、直接寻址 4、下列属于指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是()(单选) A、为了实现软件的兼容和移植 B、缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性 C、为程序设计者提供更多、更灵活、更强大的指令 D、丰富指令功能并降低指令译码难度 5、寄存器间接寻址方式中,操作数存放在()中(单选) A、通用寄存器 B、主存 C、数据缓冲寄存器MDR D、指令寄存器 6、指令采用跳跃寻址方式的主要作用是() (单选) A、访问更大主存空间 B、实现程序的有条件、无条件转移 C、实现程序浮动 D、实现程序调用 7、下列寻址方式中,有利于缩短指令地址码长度的是()(单选) A、寄存器寻址 B、隐含寻址 C、直接寻址

D、间接寻址 8、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式,假定指令中给出的寄存器编号为8,8号寄存器的内容为1200H,地址1200H中的内容为12FCH,地址12FCH中的内容为3888H,地址3888H中的内容为88F9H.则该操作数的有效地址为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 9、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式,假定指令中给出的寄存器编号为8,8号寄存器的内容为1200H,地址1200H中的内容为12FCH,地址12FCH中的内容为3888H,地址3888H中的内容为88F9H.则该操作数为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 10、某计算机按字节编址,采用大端方式存储信息。其中,某指令的一个操作数的机器数为ABCD 00FFH,该操作数采用基址寻址方式,指令中形式地址(用补码表示)为FF00H,当前基址寄存器的内容为C000 0000H,则该操作数的LSB(即该操作数的最低位FFH)存放的地址是( ) (单选) A、C000 FF00H B、C000 FF03H C、BFFF FF00H D、BFFF FF03H 11、假定指令地址码给出的是操作数所在的寄存器的编号,则该操作数采用的寻址方式是( )(单选) A、直接寻址 B、间接寻址 C、寄存器寻址 D、寄存器间接寻址 12、相对寻址方式中,操作数有效地址通过( )与指令地址字段给出的偏移量相加得到(单选) A、基址寄存器的值 B、变址寄存器的值 C、程序计数器的值 D、段寄存器的值 13、下列关于二地址指令的叙述中,正确的是( ) (单选) A、运算结果通常存放在其中一个地址码所指向的位置 B、地址码字段一定是操作数 C、地址码字段一定是存放操作数的寄存器编号

计算机组成原理实验

实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的: 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求: 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。 3、学习TEC-XP16机的使用,包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤: 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法,是使用监控程序的A命令,逐行输入并直接汇编单条的汇编语句,之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令,修改已有程序源代码相对麻烦一些,适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法,是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序,然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作,接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令,修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法,是使用交叉汇编程序ASEC,首先在PC机上,用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序,然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作,接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中,就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。

在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步: 1、使教学计算机处于正常运行状态(具体步骤见附录联机通讯指南)。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如:在命令行提示符状态下输入: A 2000↙;表示该程序从2000H(内存RAM区的起始地址)地址开始 屏幕将显示: 2000: 输入如下形式的程序: 2000: MVRD R0,AAAA ;MVRD 与R0 之间有且只有一个空格,其他指令相同 2002: MVRD R1,5555 2004: ADD R0,R1 2005: AND R0,R1 2006: RET ;程序的最后一个语句,必须为RET 指令 2007:(直接敲回车键,结束A 命令输入程序的操作过程) 若输入有误,系统会给出提示并显示出错地址,用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上 >U 或>U 主存地址

计算机组成原理课后复习资料白中英主编第五版立体化教材

计算机组成原理第五版习题答案计算机组成原理第五版习题答案 第一章 (1) 第二章 (3) 第三章 (14) 第四章 (19) 第五章 (21) 第六章 (27) 第七章 (31) 第八章 (34) 第九章 (36)

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计算机组成原理第五版习题答案第一章 1.模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据,采用电压组合和测量值的计算方式,盘上连线的控制方式,而数字计算机用数字0 和 1 表示数据,采用数字计数的计算方式,程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比,精度高,数据存储量大,逻辑判断能力强。 2.数字计算机可分为专用计算机和通用计算机,是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3.科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。4.主要设计思想是:采用存储程序的方式,编制好的程序和数据存放在同一存储器中,计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务;在机器内部,指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。主要组成部分有::运算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。 5.存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号,称为单元地址。如果某字代表要处理的数据,称为数据字。如果某字为一条指令,称为指令字。6.计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,称为程序。 7.取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。 8.半导体存储器称为内存,存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存,内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调地工作。 9.计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能用用途;应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。 10.在早期的计算机中,人们是直接用机器语言来编写程序的,这种程序称为手编程序或目的程序;后来,为了编写程序方便和提高使用效率,人们使用汇编语言来编写程序,称为汇编程序;为了进一步实现程序自动化和便于程序交流,使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机,人们又创造了算法语言,用算法语言编写的程序称为源程序,源程序通过编译系统产生编译程序,也可通过解释系统进行解释执行;随着计算机技术的日益发展,人们又创造出操作系统;随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展,要求大量处理某些数据,建立和检索大量的表格,于是产生了数据库管理系统。 11.第一级是微程序设计级,这是一个实在的硬件级,它由机器硬件直接执行微指令; 第二级是一般机器级,也称为机器语言级,它由程序解释机器指令系统;第三级是操作系统级,它由操作系统实现;第四级是汇编语言级,它给程序人员提供一种符号形式语言,以减少程序编写的复杂性;第五级是高级语言级,它是面向用户的,为方便用户编写应用程序而设置的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制,而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

计算机组成原理第五章答案

5 .4 教材习题解答 1.如何区别存储器和寄存器?两者是一回事的说法对吗? 解:存储器和寄存器不是一回事。存储器在CPU 的外边,专门用来存放程序和数 据,访问存储器的速度较慢。寄存器属于CPU 的一部分,访问寄存器的速度很快。 2.存储器的主要功能是什么?为什么要把存储系统分成若干个不同层次?主要有 哪些层次? 解:存储器的主要功能是用来保存程序和数据。存储系统是由几个容量、速度和价 存储系统和结构 第5 章 129 格各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。把存储系 统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。由高 速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次,其中高速 缓存和主存间称为Cache -主存存储层次(Cache 存储系统);主存和辅存间称为主存—辅

存存储层次(虚拟存储系统)。 3.什么是半导体存储器?它有什么特点? 解:采用半导体器件制造的存储器,主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。 半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。半导体随机存储器存储的 信息会因为断电而丢失。 4.SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么?它和DRAM 记忆单元电路相比有何异 同点? 解:SRAM 记忆单元由6个MOS 管组成,利用双稳态触发器来存储信息,可以对其 进行读或写,只要电源不断电,信息将可保留。DRAM 记忆单元可以由4个和单个MOS 管组成,利用栅极电容存储信息,需要定时刷新。 5.动态RAM 为什么要刷新?一般有几种刷新方式?各有什么优缺点? 解:DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的,由于电容上的电 荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉,因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷, 这个过程就叫做刷新。

计算机组成原理实验完整版

河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡(1010101029) 指导教师郭玉峰 撰写日期:二○一二年六月五日

一、实验目的: 1.在掌握各部件的功能基础上,组成一个简单的计算机系统模型机; 2.了解微程序控制器是如何控制模型机运行的,掌握整机动态工作过程; 3定义五条机器指令,编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求: 1.复习计算机组成的基本原理; 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备: EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套,排线若干。 四、模型机结构及工作原理: 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成,当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注:本系统的数据总线为16位,指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时,只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中,CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期,指令由微指令组成的序列来完成,一条机器指令对应一段微程序。另外,读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。

为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作(MRD):拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“00”时,按“单步”键,可对RAM连续读操作。 存储器写操作(MWE):拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“10”时,按“单步”键,可对RAM连续写操作。 启动程序(RUN):拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“11”时,按“单步”键,即可转入第01号“取指”微指令,启动程序运行。 注:CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值,无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2,由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码: 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址

计算机组成原理实验五

上海大学计算机学院 《计算机组成原理实验》报告一 姓名:学号:教师: 时间:机位:报告成绩: 实验名称:指令系统实验 一、实验目的:1. 读出系统已有的指令,并理解其含义。 2. 设计并实现一条新指令。 二、实验原理:利用CP226实验仪(用74HC754即8D型上升沿触发器)上的K16…K23 开关为数据总线DBUS设置数据,其他开关作为控制信号,一条指令执行完 毕PC会自动加1,系统顺序执行下一条指令,但系统要进入一个新的指令序 列时,如跳转、转子程序等,必须给PC打入新的起始值——新指令序列的 入口地址。实验箱实现把数据总线的值(目标地址)打入PC的操作,以更新 PC值。 三、实验内容:1. 考察机器指令64的各微指令信号,验证该指令的功能。(假设R0=77H, A=11H, 77地址单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8) 2. 修改机器指令E8,使其完成“输出A+W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 四、实验步骤:1. 考察机器指令64的各微指令信号,验证该指令的功能。(假设R0=77H, A=11H, 77地址单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8) ①在初始化系统(Reset),进入微程序存储器模式(μEM状态),用NX键观 察64H,65H,66H,67H, 地址中原有的微指令,分析并查表确定其功能。 ②在EM状态下,Adr打入A0,DB打入64;按NX键,Adr显示A1,DB 打入E8。 ③在μEM状态下,在E8H、E9H、EAH、EBH下分别打入:FFDED8、CBFFFF、 FFFFFF、FFFFFF。 ④给μPC状态下,打入μPC(00)、PC(A0)、A(11)、W(00),按3次 NX输入R0(77)。 ⑤按下STEP键,观察实验现象。 2. 修改机器指令E8,使其完成“输出A+W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 ⑥继续按STEP键,直到进入E8状态下。 ⑦在EM状态下,打入Adr为77,DB为56。 ⑧按STEP键执行指令,观察实验现象。 五、实验现象:OUT寄存器的值为5A。 六、数据记录、分析与处理:实验结果和预期的一样。 七、实验结论:1、机器指令64对应的各微指令码为:FF77FF、D7BFEF、FFFE92、CBFFFF。其功能为:将R0寄存器的值打入地址寄存器MAR;存贮器EM将MAR输出地址所对应的值打入W寄存器;ALU直通门输出的值打入A寄存器,A、W中的值进行“与”运算,结果在A输出;PC+1,读出下一条指令并立即执行。 八、建议:暂无。

计算机组成原理课后答案(白中英主编_第五版_立体化教材)_2

( 2 = = = ( 2 = = = ( 2 = = = 第二章 1.(1) 35 =?100011) [ 35]原 10100011 [ 35]补 11011100 [ 35]反 11011101 (2) [127]原=01111111 [127]反=01111111 [127]补=01111111 (3) 127 =?1111111) [ 127]原 11111111 [ 127]补 10000001 [ 127]反 10000000 (4) 1 =?00000001) [ 1]原 10000001 [ 1]补 11111111 [ 1]反 11111110 2.[x]补 = a 0. a 1a 2…a 6 解法一、 (1) 若 a 0 = 0, 则 x > 0, 也满足 x > -0.5 此时 a 1→a 6 可任意 ( 2) 若 a 0 = 1, 则 x <= 0, 要满足 x > -0.5, 需 a 1 = 1 即 a 0 = 1, a 1 = 1, a 2→a 6 有一个不为 0 解法二、 -0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000 (1) 若 x >= 0, 则 a0 = 0, a 1→a 6 任意即可; (2) [x]补 = x = a 0. a 1a 2…a 6 (2) 若 x < 0, 则 x > -0.5 只需-x < 0.5, -x > 0 [x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000 即[-x]补 < 01000000 a 0 * a 1 * a 2 a 6 + 1 < 01000000

计算机组成原理5

CPU 组成与机器指令执行实验 一、实验目的 (1)将微程序控制器同执行部件(整个数据通路)联机,组成一台模型计算机;(2)用微程序控制器控制模型机数据通路; (3)通过CPU 运行九条机器指令(排除中断指令)组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立计算机的整机概念。 二、实验电路 本次实验用到前面四个实验中的所有电路,包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等,将几个模块组合成为一台简单计算机。因此,在基本实验中,这是最复杂的一个实验,也是最能得到收获的一个实验。在前面的实验中,实验者本身作为“控制器”,完成数据通路的控制。而在本次实验中,数据通路的控制将由微程序控制器来完成。CPU 从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期,是由微指令组成的序列来完成的,即一条机器指令对应一个微程序。 三、实验要求 (1)对机器指令系统组成的简单程序进行译码。 将下表的程序按指令格式手工汇编成十六进制机器代码,此项任务应在预习时完成。完成表1. (2)按照下面框图,参考前面实验的电路图完成连线,控制器是控制部件,数据通路(包括上面各模块)是执行部件,时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的连接。其中,为把操作数传送给通用寄存器组 RF,数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0 应分别与IR3 至IR0 连接,WR1、WR0 也应接到IR1、IR0 上。 开关控制 控制台时序发生器 时序信号 开关控制指示灯信号控制信号时序信号 控制信号 微程序控制器数据通路 指令代码、条件信号 图13 模型计算机连线示意图 (3)将上述任务(1)中的程序机器代码用控制台操作存入内存中,并根据程序的需要,用数码开关SW7—SW0 设置通用寄存器R2、R3 及内存相关单元的数据。注意:由于设置通用寄存器时会破坏内存单元的数据,因此一般应先设置寄存器的数据,再设置内存数据。 (4)用单拍(DP)方式执行一遍程序,列表记录通用寄存器堆RF 中四个寄存器的数据,以及由STA 指令存入RAM 中的数据(程序结束后从RAM 的相应单元中读出),与理论分析值作对比。单拍方式执行时注意观察微地址指示灯、IR/DBUS 指示灯、AR2/AR1 指示灯和判断字段指示灯的值,以跟踪程序中取指令和执行指令的详细过程(可观察到每一条微指令)。 (5)以单指(DZ)方式重新执行程序一遍,注意观察 IR/DBUS 指示灯、AR2/AR1

最新计算机组成原理作业讲解1-4章-答案

1.1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代?各代的基本特征是什么? 略。 1.2 你学习计算机知识后,准备做哪方面的应用? 略。 1.3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1.4 计算机通常有哪些分类方法?你比较了解的有哪些类型的计算机? 略。 1.5 计算机硬件系统的主要指标有哪些? 答:机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答:计算机硬件系统的主要指标有:机器字长、存储容量、运算速度等。 1.6 什么是机器字长?它对计算机性能有哪些影响? 答:指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度,硬件成本、指令系统功能,数据处理精度等。 1.7 什么是存储容量?什么是主存?什么是辅存? 答:存储容量指的是存储器可以存放数据的数量(如字节数)。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问,必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器,如硬盘,u盘等。 1.8 根据下列题目的描述,找出最匹配的词或短语,每个词或短语只能使用一次。(1)为个人使用而设计的计算机,通常有图形显示器、键盘和鼠标。 (2)计算机中的核心部件,它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 (3)计算机的一个组成部分,运行态的程序和相关数据置于其中。 (4)处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 (5)嵌入在其他设备中的计算机,运行设计好的应用程序实现相应功能。 (6)在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 (7)管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 (8)将高级语言翻译成机器语言的程序。 (9)将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 (10)计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语: 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器(CPU) 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器10、VLSI 答:(1)8,(2)3,(3)9,(4)6,(5)2, (6)10,(7)5,(8)4,(9)1,(10)7 计算机系统有哪些部分组成?硬件由哪些构成? 答:计算机系统硬件系统和软件系统组成。 硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成 1.9 冯·诺伊曼V on Neumann计算机的主要设计思想是什么? 略。 1.10 计算机硬件有哪些部件,各部件的作用是什么?

计算机组成原理习题 第五章

第五章 一.填空题 1.控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。 2.控制器在生成各种控制信号时,必须按照一定的进行,以便对各种操作实施时间上的控制。 3.微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。 4.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,必须遵循的分段原则中包括:①把性的微命令分在同一段内;②一般每个小段要留出一个状态,表示。 5.微指令分为和微指令两类,微指令可以同时执行若干个微操作,所以执行机器指令的速度比微指令快。 6.在CPU中,指令寄存器的作用是,其位数取决于;程序计数器的作用是,其位数取决于。 7.指令周期是,最基本的指令周期包括和。 8.根据CPU访存的性质不同,可将CPU的工作周期分为、、和。 9.在CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是,保存下一条指令地址的寄存器是,保存CPU访存地址的寄存器是。 10.中断判优可通过和实现,前者速度更快。 11.中断服务程序的入口地址可通过和寻找。 12.在硬件向量法中,可通过两种方式找到服务程序的入口地址,一种是,另一种是。 13.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做,它常常用若干个来表示,而后者又包含有若干个。 14.程序顺序执行时,后继指令的地址由形成,遇到转移指令和调用指令时,后继指令的地址从获得。 15.控制器在生成各种控制信号时,必须按照一定的进行,以便对各种操作实施时间上的控制。 16.机器X和Y的主频分别是8MHz和12MHz,则X机的时钟周期为μs。

若X机的平均指令执行速度为0.4MIPS,则X机得平均指令周期为μs。若两个机器的机器周期内时钟周期数相等,则Y机得平均执行速度为MIPS。 17.一个主频为25MHz的CPU,平均每条指令包含2个机器周期,每个机器周期包含2个时钟周期,则计算机的平均速度是。如果每两个机器周期中有一个用于访存,而存储器速度较慢,需再插入2个时钟周期,此时指令周期为μs。 18.微指令格式可分为型和型两类,其中型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 19.在用微程序实现的控制器中,一条机器指令对应若干条,它又包含若干。微指令格式分成型和型两类,型微指令可同时执行若干个微操作,所以执行指令的速度比快。 20.实现机器指令的微程序一般存放在中,而用户程序存放在中,前者的速度比后者。若采用水平型微指令,则微指令长度一般比机器指令。 21.某计算机采用微程序控制,微指令字中操作控制字段共16位,若采用直接控制,则可以定义种微操作,此时一条微指令最多可同时启动个微操作。若采用编码控制,并要求一条微指令需同时启动4个微操作,则微指令字中的操作控制字段应分段,若每个字段的微命令数相同,这样的微指令格式最多可包含个微操作命令。 22.在微程序控制器中,一次能够定义并执行多个并行操作命令的微指令叫 做型微指令。若采用微操作码方式,一次只能执行一个操作命令的微指令(例如,控制信息从某个源部件到某个目标部件)叫做型微指令,后者实现一条机器指令的微程序要比前者编写的微程序。 23.在串行微程序控制器中,执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作在时间上是进行的,所以微指令周期等于。在并行为程序控制器中,执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作是进行的,所以微指令周期等于。 二.选择题

计算机组成原理实验五存储器读写实验

实验五 存储器读写实验实验目的 1. 掌握存储器的工作特性。 2. 熟悉静态存储器的操作过程,验证存储器的读写方法。 二、实验原理 表芯片控制信号逻辑功能表

2. 存储器实验单元电路 芯片状态 控制信号状态 DO-D7 数据状态 M-R M -W 保持 1 1 高阻抗 读出 0 1 6116-^总钱 写人 1 0 总线-*6116 无效 报警 ^2-10 D7—DO A7—A0

團2-8存储器实验电路逻辑图 三、实验过程 1. 连线 1) 连接实验一(输入、输出实验)的全部连线。 2) 按逻辑原理图连接M-W M-R 两根信号低电平有效信号线 3) 连接A7-A0 8根地址线。 4) 连接B-AR 正脉冲有效信号 2. 顺序写入存储器单元实验操作过程 1) 把有B-AR 控制开关全部拨到0,把有其他开关全部拨到1,使全部信号都处 于无效 状态。 2) 在输入数据开关拨一个实验数据,如“ 00000001”即16进制的01耳 把IO-R 控制开关拨下,把地址数据送到总线。 3) 拨动一下B-AR 开关,即实现“1-0-1 ”产生一个正脉冲,把地址数据送地 址寄存器保存。 4) 在输入数据开关拨一个实验数据,如“ 10000000',即16进制的80耳 把IO-R 控 制开关拨下,把实验数据送到总线。 3. 存储器实验电路 0 O O 0 0 olo O O O O 0 00 OUTPUT L/O :W 8-AR £ ■」2 ■七 ol^Fgr' L P O 74LS273 A7- AO vz 0 o|o 0 r 6116 A7 INPUT D7-O0 [olololololololol T2

计算机组成原理第5章习题参考答案

第5章习题参考答案 1.请在括号填入适当答案。在CPU中: (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是( IR ); (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是( AR ) (3)算术逻辑运算结果通常放在( DR )和(通用寄存器)。 2.参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl,(R2)”的指令周期流程图,其含义是将寄存器Rl的容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解: STO R1, (R2)的指令流程图及为操作信号序列如下:

STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3.参见图5.15的数据通路,画出取数指令“LAD (R3),R0”的指令周期流程图,其含义是将(R3)为地址主存单元的容取至寄存器R2中,标出各微操作控制信号序列。 解: LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下:

PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4.假设主脉冲源频率为10MHz ,要求产生5个等间隔的节拍脉冲,试画出时序产生器的逻辑图。 解:

5.如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲;T l =200ns ,T 2=400ns ,T 3=200ns ,试画出时序产生器逻辑图。 解:取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ,即,其频率为5MHz.;由于要输出3个节拍脉冲信号,而T 3的宽度为2个时钟周期,也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期,所以除了C 4外,还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3;并令 211C C T *=;321C C T *=;313C C T =,由此可画出逻辑电路图如下:

计算机组成原理实验报告5- PC实验

2.5 PC实验 姓名:孙坚学号:134173733 班级:13计算机日期:2015.5.15 一.实验要求:利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据,其它开关做为控制信号,实现程序计数器PC的写入及加1 功能。 二.实验目的:1、了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。2、了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。 三.实验电路:PC 是由两片74HC161构成的八位带预置记数器,预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245(PCOE)送到地址总线。PC 值还可以通过74HC245(PCOE_D)送回数据总线。 PC 原理图 在CPTH 中,PC+1 由PCOE 取反产生。 当RST = 0 时,PC 记数器被清0 当LDPC = 0 时,在CK的上升沿,预置数据被打入PC记数器 当PC+1 = 1 时,在CK的上升沿,PC记数器加一 当PCOE = 0 时,PC值送地址总线

PC打入控制原理图 PC 打入控制电路由一片74HC151 八选一构成(isp1016实现)。 当ELP=1 时,LDPC=1,不允许PC被预置 当ELP=0 时,LDPC 由IR3,IR2,Cy,Z确定 当IR3 IR2 = 1 X 时,LDPC=0,PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 0 时,LDPC=非Cy,当Cy=1时,PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 1 时,LDPC=非Z,当Z=1 时,PC 被预置 连接线表 四.实验数据及步骤: 实验1:PC 加一实验

置控制信号为: 按一次STEP脉冲键,CK产生一个上升沿,数据PC 被加一。 实验2:PC 打入实验 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据12H 置控制信号为: 每置控制信号后,按一下STEP键,观察PC的变化。 五.心得体会: 经过上一个实验的练习,在做这个实验的时候更加得心应手,了解了模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法,还有了解了程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。

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