计算机组成原理第五章答案
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微指令的数目为80×3+1=241条；
微指令字长为32/8=4字节；
故，控制存储器的容量为 241×4=964字节
该容量为控制存储器的最小容量。
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。
① 画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。
② 求流水线的实际吞吐量（单位时间内执行完毕的指令条数）。
H
(
K
n n
1
)
τ
(
5
2
0
1
20 )* 1
0
0*
1
09
8.33*106条/秒
③ 求流水线的加速比。
S
Ts Tp
(K
nτK n 1)τ
20*5 20 5 1
4.17
16、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？
写后写相关
I6 MUL R6 , R7 ;(R6) ×(R7) R6
/10/29
.
10
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
执行周期
R20
(R2)AR
G ARi
R10 (R1)DR G
DRi
DRMM R/W=0
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)为地址数存 单元的内容取至寄存器R0中。
指令 地址
指令 数据
数据 地址
第5章 中央处理机
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。
指令 地址
数据单元 指令
数据 地址 数据
存数指令STO R1，（R2）
取指周期 PC0 G (PC)AR ARi
R/W=1 (M)DR
① I1 LDA R1 , A ;M(A)R1 I2 ADD R2 , R1 ;(R2)+(R1)R2 写后读相关
② I3 ADD R3 , R4 ;(R3)+(R4)R3 I4 MUL R4 , R5 ;(R4) ×(R5) R4 读后写相关
③ I5 LDA R6 , B ;M(B)R6
空间S
1 2 3 4 5 15 16
WB
Байду номын сангаас12 345
ME
12 345
M EX ID
12 345 12 345
…
IF 1 2 3 4 5
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
时间T
t19 t20
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。
取数指令LAD (R3)，R0的指令周期
取指周期 PC0 G (PC)AR ARi
执行周期
R30
(R3)AR
G ARi
R/W=1 (M)DR
MMDR R/W=1
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
DRR0
DR0 G R0i
6、假设某机器有80条指令，平均每条指令有4条微 指令组成，其中有一条取值微指令是所有指令公 用的，已知微指令长度为32位，请估算控制存储 器容量。
微指令字长为32/8=4字节；
故，控制存储器的容量为 241×4=964字节
该容量为控制存储器的最小容量。
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。
① 画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。
② 求流水线的实际吞吐量（单位时间内执行完毕的指令条数）。
H
(
K
n n
1
)
τ
(
5
2
0
1
20 )* 1
0
0*
1
09
8.33*106条/秒
③ 求流水线的加速比。
S
Ts Tp
(K
nτK n 1)τ
20*5 20 5 1
4.17
16、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？
写后写相关
I6 MUL R6 , R7 ;(R6) ×(R7) R6
/10/29
.
10
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
执行周期
R20
(R2)AR
G ARi
R10 (R1)DR G
DRi
DRMM R/W=0
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)为地址数存 单元的内容取至寄存器R0中。
指令 地址
指令 数据
数据 地址
第5章 中央处理机
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。
指令 地址
数据单元 指令
数据 地址 数据
存数指令STO R1，（R2）
取指周期 PC0 G (PC)AR ARi
R/W=1 (M)DR
① I1 LDA R1 , A ;M(A)R1 I2 ADD R2 , R1 ;(R2)+(R1)R2 写后读相关
② I3 ADD R3 , R4 ;(R3)+(R4)R3 I4 MUL R4 , R5 ;(R4) ×(R5) R4 读后写相关
③ I5 LDA R6 , B ;M(B)R6
空间S
1 2 3 4 5 15 16
WB
Байду номын сангаас12 345
ME
12 345
M EX ID
12 345 12 345
…
IF 1 2 3 4 5
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
时间T
t19 t20
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。
取数指令LAD (R3)，R0的指令周期
取指周期 PC0 G (PC)AR ARi
执行周期
R30
(R3)AR
G ARi
R/W=1 (M)DR
MMDR R/W=1
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
DRR0
DR0 G R0i
6、假设某机器有80条指令，平均每条指令有4条微 指令组成，其中有一条取值微指令是所有指令公 用的，已知微指令长度为32位，请估算控制存储 器容量。