杭电计算机组成作业答案

0019H JMP 001AH

0006H

执行该 JMP 指令后(PC ) =001AH+0006H=0020H

0019H _________ J MP __________ 001AH 0025H

执行该 JMP 指令后(PC ) =001AH+0025H=003FH

13、

寄存器-存储器型指令是指一个操作数来自寄存器，另一个操作数来自存储器。 （

1 ）指令字长32位：

间接寻址时EA=（ADDR ），因此操作数地址存放在主存地址为

0~219-1的单元内，假设存储 器按字编址，则 EA 应该是32位的地址，则主存最大存储空间为

232字。

（2）其实用32位通用寄存器做基址寄存器，类似于 80X86机器上存储器分段管理。

EA=32位基地址+偏移地址，所以EA 是32位，则主存最大存储空间为 232字。

16、设某机寄存器字长

16位，用16进制表示，已知：变址寄存器内容为

0004H ，PC

的内容为 0003H ，内存中部分单元内容如下：

地址: 内容

地

址:

内容 0002H 000AH 0007H 000AH 0003H

0002H 0008H 0002H 0004H

0007H 0009H 0003H 0005H

0004H

000AH

0009H 0006H

0005H 000BH

0008H

指令为双字长指令, 格式如下：

操作码，寻址方式码，寄存器号

（16位）0002H

直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址（16位）0007H

12、

《指令系统》

第一条转移指令:

第二条转移指令:

(PC ) =001AH , (PC ) =001AH ,

某机器字长1614条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。请给出指令编码示意图。

0P （16 位）

60条双操作数指令

OP=IIIOOIOOOOOOOOOO

OP=1110010000111011

:

主存地址:内容主存地址：内容主存地址：内容

20H :22H 27H

:02H 2EH 00H

21H :33H 28H

:21H 2FH 01H

22H :35H 29H

:0FH 30H 02H

23H :20H 2AH 48H 31H 03H

24H :01H 2BH

:01H 32H 04H

25H :20H 2CH

:55H 33H 05H

26H :1DH 2DH F0H 34H 06H

问：CPU启动执行指令到停机，期间执行了哪几条指令？写出每条指令的功能、寻址方式、操作数及执行结果。

解：由于（PC）=22H，即程序的第一条指令地址为22H，从22H开始，执行到2DH（HALT 指令）为止，共五条指令。经分析，所有指令的目的操作数的寻址方式均为寄存器寻址方式，

《控制器》

6、设某机平均执行一条指令需要两次访问内存，平均需要三个机器周期，每个机器

周期包含4个节拍周期。若机器主频为 25MHz 试回答：

1） 若访问主存不需要插入等待周期，则平均执行一条指令的时间为多少？ 2） 若每次访问内存需要插入 2个等待节拍周期，则平均执行一条指令的时间是

又多少？

解:（ 1）

平均指令周期 =3 4时钟周期=0.48虫

（2）

平均指令周期 =3 4时钟周期 2 2时钟周期=0.64「s

7、设某机主频为8MHz 每个机器周期包含 4个节拍周期，该机平均指令执行速度为 1MIPS 试回答：1）该机的平均指令周期是多少时间？ 2）平均每条指令周期包含几个机器周期？

机器周期二-

（2） 8MHz

平均每条指令

机器周期-

时钟周期

1 _ 1 主频一 25 MHz

解: （1）平均指令周期

机器速度/七

8、参见图7- 41的数据通路，指令“ INC R1”将R1寄存器的内容加1,画出其指令周期 微程序流程图，并根据表 7- 11和表7- 12写出每一条微指令码。 解： INC R1; (R1) +1 R1

BTO OTB FUNC FS S3-S0MCi 空 M6-M0 110 111 000 1 000000 0 0000010 011 000 010 0 000000 0 0000011 000 000 001 1 000000 0 0010000 001

011 000 0 000000 0 0000100 100

001

000000

0000001

9、根据图7-41所示的模型机结构和数据通路，写出以下指令从取址到执行的全部微操作 序列，说明各条指令需要哪几个机器周期，需要几次访问内存及完成什么操作。 1)

SUB A , R ,该指令完成(A )- R T ( A ),源操作数一个为寄存器寻址，目

标操作数 为指令提供的内存有效地址 A 。 2) JMP 偏移量，该指令完成 PC +偏移量T PC 。 解：(1) SUB A , R ; (A )- R T ( A ) 指令为双字节格式：

PC AR 、 PC+1

f

RAM

IR

R1 DA1

f

DA1+1 R1

所以，共需要8个机器周期，共访存 4次。