计算机组成原理部分作业答案.pptVIP

* 解：题中有10不同性质的微命令，但微指令的操作控制字段只有8位，不能采用直接控制法。 选用字段直接编译法比较合适。将互斥的微命令安排在同一小段，b、i、j互斥，安排在同一小段内，e、f、h也互斥，也安排在一个小段内；其它微命令（a、c、d、g）因为相容，作为直接控制微命令。于是形成如下微指令控制字段格式. 小段1 小段2 译码输出 微命令 译码输出 微命令 00 无 00 无 01 b 01 e 10 i 10 f 11 j 11 h * 将8条微指令代码化可以得到： I1: —a c d g b e I2: —a c d g×f I3: —a c d g b h I4: —a c d g×× I5: —a c d g i e I6: —a c d g j h I7: —a c d g×h I8: —a c d g b h 小段1 小段2 译码输出 微命令 译码输出 微命令 00 无 00 无 01 b 01 e 10 i 10 f 11 j 11 h * 补充：微程序控制单元的设计举例 微程序控制器的操作控制信号由微指令产生。微程序控制单元的设计，主要任务是编写各条机器指令的微程序 ① 确定微程序的控制方式：根据设计要求，确定是采用水平微程序设计、还是垂直微程序设计？微指令是串行执行、还是并行执行？ ② 拟定微指令系统：确定控制中有哪些微指令？用什么样的格式表示这些微指令？比如，微指令字段的划分、编码方式的选择、初始微地址和后继微地址的形成方法等 ③ 编制微程序：对微指令系统、微指令格式进行核对、审查、修改、优化之后，便可以编制机器指令的微程序 ④ 微程序代码化：将修改完善的微程序转换成二进制代码 ⑤ 写入控制存储器：最后将二进制代码按地址写入控制存储器 * 举例（一） 例1、某计算机为双总线结构，所有数据传送都通过ALU，ALU具有下列功能，CPU结构如图所示。 ALU六种功能： F=A； F=B F=A+1； F=B+1 F=A-1； F=B-1 写出转子程序指令（JSR）取指和执行周期的微操作。JSR指令占两个字，第一个字是操作码，第二个字是子程序的入口地址。返回地址保存在堆栈中，堆栈指针始终指向栈顶。在图中，Y为暂存器，PC为程序计数器，MAR为地址寄存器，MDR为数据缓冲寄存器，IR为指令寄存器。 解：转子程序指令的第一个为操作码、第二个为子程序的入口地址。 ① PC?B，F=B，F?MAR，Read ；读指令的第一个字 ② MDR?B，F=B，F?IR ③ PC?B，F=B+1，F?PC ④ PC?B，F=B，F?MAR，Read ；读指令的第二个字 ⑤ MDR?B，F=B，F?Y ⑥ PC?B，F=B+1，F?PC ⑦ SP?B，F=B-1，F?SP，F?MAR ；保护断点并修改栈指针 ⑧ PC?B，F=B，F?MDR，Write ⑨ Y?A，F=A，F?PC ；子程序首地址送PC 本计算机中，九组微操作不同一周期，可构成水平型微指令 工作之一 设计微操作序列 * 举例（二） 例二、图32为一微程序流程，每个方框代表一条微指令，分别用字符A—P表示其执行的微操作，根据给定的微程序流程设计微指令的顺序控制字段（BCF和BAF），并为每条微指令分配一个地址。 解：程序有两个分支处，第一处（C）有4个分支，由机器指令操作码的I1I0两位决定后继地址，分别指向4条不同的指令；第二处（E）有2个分支，根据运算结果Z的值决定，分别指向2条不同指令 因此，微指令顺序控制部分中的测试字段应有2位来分别对应2处测试。又因为共有16条微指令，所以下址字段需要4位。 微地址分配的关键是带有分支的微指令。下址字段具有一定的约束条件，一般要选择测试条件所控制的那几位为0，目的是简化地址的修改逻辑。 由于微指令C按机器指令码I1I0实现4路分支,所以微指令C的下址的约束条件可选择末两位为0。若C的下址选择为0100。后继的4条微指令地址就分别为0100、0101、0110、0111，末两位就是I1I0的值。Z按同样的办法分配，后继微地址选择1010、1011。 工作之二 后继地址分配 补充例题与部分作业答案 2.6 第三章作业 3.3 略。注意手算乘法求和时越位进位。 3.6 见教材P37。注意真值负数以负号（-）表示 解： 部分积