计算机组成原理与体系结构习题

1.冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是______。

A 多指令流单数据流
B 按地址访问并顺序执行指令
C 堆栈操作
D 存贮器按内容选择地址
2. 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. 64K
B. 32K
C. 64KB
D. 32 KB
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______。

A堆栈寻址方式 B立即寻址方式 C隐含寻址方式 D 间接寻址方式
4．在微程序控制器中，微地址形成电路产生两种地址：微程序入口地址和后续微地址。

5、已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用4K×4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问：
(1)若每个模块条为32K×8位，共需几个模块条？
(2)每个模块条内有多少片RAM芯片?
(3)主存共需多少RAM芯片？CPU需使用几根地址线来选各模块？用何种译码器？
6.CPU有16根地址线（A15～A0），8根数据线（D7～D0），MREQ 作访问存储器的控制电平（低电平有效），WE作为读写控制电平（WE=0时，写允许；WE=1时，读允许）。

现有芯片Intel 2114（1K*4），要扩展成2KB内存，地址范围为2000H～27FFH。

片选信号由74LS138译码器采用全译码方式进行。

试画出CPU与译码器及存储芯片的连接图。

7.某计算机字长16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（直接、间接、变址、相对）设计指令格式。

解：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，这样指令余下长度为10位。

为了覆盖主存64K字的地址空间，设寻址模式（X）2位，形式地址（D）8位，其指令格式如下：
６２８
OP X D
寻址方式定义如下：
X= 0 0 直接寻址有效地址 E=D（256单元）
X= 0 1 间接寻址有效地址 E= (D）（64K）
X= 1 0 变址寻址有效地址 E= (R)＋D （64K）
X= 1 1 相对寻址有效地址 E=（PC）＋D （64K）
其中R为变址寄存器（16位），PC为程序计数器（16位），在变址和相对寻址时，位移量D可正可负。

例８：某模型机机器字长16位共有64种操作，操作码位数固定，且具有以下特点：
（a）采用一地址或二地址格式；
（b）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；
（c）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；
（d）取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送数据；（e）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。

6 2 4 4
OP M Ri Rj
其中，OP操作码 6 位，可实现64种操作；
M寻址方式 2 位，可反映寄存器寻址、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
作数的寄存器编号。

（2）取数/存数指令格式为“寄存器 -存储器”型，取双字长32位，格式如下：
6 2 4 4
OP M Ri A1
A2
其中，OP操作码6位不变；M寻址方式2位不变；
Ri 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∥A2共20位存储器地址，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，格式如下：
6 2 8
OP M A
其中，OP操作码6位不变；M寻址方式 2 位不变；
A位移量8位，对应–128～+127。