计算机组成原理第四版 科学出版社.ppt

3、指令格式结构如下所示，试分析指令格式与寻址方式特点。 单字长双地址码的RR型指令。 操作码6位，系统中可以包含64种不同的指令。 源、目的操作数只能采用寄存器寻址方式。 4、指令格式结构如下所示，试分析指令格式与寻址方式特点。 双字长双地址码的RS型指令。 操作码6位，系统中可以包含64种不同的指令。 源操作数只能使用寄存器寻址方式；目的操作数只能使用变址寻址方式； 其中，变址寄存器可使用16个通用寄存器之一；偏移量为16位。 6、一种单地址指令格式如下所示，R变址寄存器，R1基址寄存器，PC程序计数器，填写下列寻址方式。 2、参见图5.15的数据通路，画出存数指令STO R1，（R2）的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的数存单元中。 3、参见图5.15的数据通路，画出存数指令LAD (R3)，R0的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址数存单元的内容取至寄存器R0中。 8、某机有8条指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段仅为8位，请安排微指令的控制字段格式。 微命令数目操作控制字段，则采用混合表示法设计微指令； 从左表中选择互斥的微操作； a命令：与i互斥 b命令：与f、g、i、j互斥 c命令：与f、j互斥 d命令：与i、j互斥 e命令：与f、h、j互斥 f命令：与b、c、e、h、i、j互斥 g命令：与b、h、j互斥 h命令：与c、d、e、f、g、i互斥 i命令：与a、b、d、f、h、j互斥 j命令：与b、c、d、e、f、g、i互斥 8、某机有8条指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段仅为8位，请安排微指令的控制字段格式。 解法1： 将 （d, i, j）和（e, f, h）分别组成两个小组，进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, b, c, g四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如右图所示： 解法2： 将 （b, i, j）和（e, f, h）分别组成两个小组，进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, b, c, g四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下： 12、今有4级流水线，分别完成取指、指令译码并取数、运算、送结果四步操作。假设完成各步操作的时间依次为100ns、100ns、80ns、50ns。请问： 流水线的操作周期应设计为多少？ 流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线时钟周期性 ，故取100ns。 若相邻两条指令发生数据相关，硬件上不采取措施，那么第2条指令要推迟多少时间进行？ 遇到数据相关时，就停顿第2条指令的执行；直到前面指令的结果已经产生，因此至少需要延迟2个时钟周期。 如果再硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？ 如采用专用通路技术，就可使流水线不发生停顿。 13、指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）、写回寄存器堆（WB）五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。 画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。 13、指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）、写回寄存器堆（WB）五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。 求流水线的实际吞吐量（单位时间内执行完毕的指令条数）。 求流水线的加速比。 7-1、计算机的外围设备是指（D） A、输入/输出设备 B、外存设备 C、输入/输出设备及外存储器 D、除了CPU和内存以外的其他设备 7-2、打印机根据印字方式可分为（C）和（D）两大类，在（C）类打印机中，只有（A）型打印机能打印汉字。 A、针型打印机 B、活字型打印机 C、击打式 D、非击打式 7-6、某双面磁盘，每面220道，磁盘转速r=4000转/分，数据传速率为185000B/s，求磁盘总容量。 解答：每道容量N=185000/(4000/60) =2775B 磁盘总容量为220*2*2775=1221000B 7、7 （1）磁盘的存储容量为多大？ 存储容量 = 记录面数×每面磁道数×磁道容量 = 4面 ×275道 × 12288字节 =节 （2）最高位密度和最低位密度分别是多少？ 位密度 = 道容量 ÷ 磁道周长（2πR） 最内层磁道半径Rmin = 230mm ÷2 = 115mm 最外层磁道半径Rmax = Rmin + 275/5 = 115 + 55 = 170mm 最高位密度 = 12288字节÷ 2π Rmin = 17字节/mm 最低位密度=12288字节÷ 2π Rmax =1