计算机组成原理第8章习题计算机组成原理第8章习题.ppt

计算机组成原理 第8章 习题解答 4. 设CPU内有下列部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU。? （1）画出完成间接寻址的取数指令LDA@X（将主存某地址单元X的内容取至AC中）的数据流（从取指令开始）。? （2）画出中断周期的数据流。 解：为简单起见，本题采用单总线将题中所给部件连接起来，框图如下： 8.11 今有四级流水线，分别完成取指(IF)、译码并取数(ID)、执行(EX)、写结果(WR)4个步骤。假设完成各步操作的时间依次为90ns、90ns、60ns、45ns。1）流水线的时钟周期应取何值？2）若相邻的指令发生数据相关，那么第二条指令安排退出多少时间才能不发生错误？3）若相邻两指令发生数据相关，为了不推迟第2条指令的执行，可采取什么措施？ 解：1）流水线的每段时间应取各步操作时间最大值 90ns； 2）发生数据相关时，为了不发生错误，第二条指令的译码取数（ID）操作必须等到第一条指令完成第4个步骤后才能执行，所以必须推迟2个操作周期； 3）可以采取定向技术（又称旁路技术），直接把执行结果送至所需位置； 8.12 在5个功能段的指令流水线中，假设每段的执行时间分别是10ns、8ns、10ns、10ns和7ns。对于完成12条指令的流水线而言，其加速比为多少？该流水线的实际吞吐率为多少？ 解： 1）流水线的每段时间取最大值，即10ns; 采用流水线完成12条指令所需时间： 10×4+12×10=160ns 不采用流水线完成12条指令所需时间： 12×(10+8+10+10+7)=540ns 加速比：540/160=3.375 2）流水线实际吞吐率：12/160=75MIPS 17. 在中断系统中INTR、INT、EINT三个触发器各有何作用？ 解： INTR——中断请求触发器，用来登记中断源发出的随机性中断请求信号，以便为CPU查询中断及中断排队判优线路提供稳定的中断请求信号。 EINT——中断允许触发器，CPU中的中断总开关。当EINT=1时，表示允许中断（开中断），当EINT=0时，表示禁止中断（关中断）。其状态可由开、关中断等指令设置。 INT——中断标记触发器，控制器时序系统中周期状态分配电路的一部分，表示中断周期标记。当INT=1时，进入中断周期，执行中断隐指令的操作。 25. 某机有五个中断源L0、L1、L2、 L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0?L1?L2? L3 ?L4，根据下示格式，现要求中断处理次序改为L1?L4?L2?L0?L3，根据下面的格式，写出各中断源的屏蔽字。 屏蔽位=1，表示屏蔽；屏蔽位=0，表示中断开放 * * （1）LDA@X指令周期数据流程图 （2）中断周期流程图 1 1 1 0 1 I4 0 1 0 0 0 I3 0 1 1 0 1 I2 1 1 1 1 1 I1 0 1 0 0 1 I0 4 3 2 1 0 屏蔽字 中断源 *