计算机组成第六章习题
6第六章习题计算机组成原理
第六章练习题答案一、选择题1．下列数中最小的数为。
A．（52）O B．（101001）B C．（2A）H D．（40）D2．设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（含1位符号位）。
将十进制数-27存于寄存器中，则寄存器内容为。
A．27H B．A7H C．E5H D．9BH3．对真值0表示形式唯一的机器数是。
A．原码B．补码C．反码D．补码和移码4．某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是。
A．-127~127 B．-128~127 C．-128~128 D．-127~1285．32位字长的浮点数，其中阶码8位（含1位阶符），尾数24位（含1位数符），则其对应的最大正数为①，最小负数为②，最小的绝对值为③。
A．2127（1-2-23）B．-2127（1-2-23）C．2-127*2-23D．2127*2-23）6．计算机中表示地址时，采用。
A．原码 B．反码C．补码D．无符号数7．在浮点机中是隐含的。
A．阶码 B．数符C．尾数D．基数8．补码加减法是指。
A．操作数用补码表示，两数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替B．操作数用补码表示，符号位和数值位一起参加运算，结果的符号与加减相同C．操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成D．操作数用补码表示，由数符决定两数的操作，符号位单独处理9．两补码相加，采用1位符号位时，则当时，表示结果溢出。
A．最高位有进位B．最高位进位和次高位进位异或结果为0C．最高位为1 D．最高位进位和次高位进位异或结果为110. 定点补码加法运算中，时表明数据发生了溢出。
A．双符号位相同 B．双符号位不同 C．正负相加 D．两个负数相加11．在原码加减交替除法中，符号位单独处理，参加操作的数是。
A．原码B．绝对值C．绝对值的补码D．补码12．在补码加减交替除法中，参加操作的数是，商符。
A．绝对值的补码在形成商值的过程中自动形成B．补码在形成商值的过程中自动形成C．补码由两数符号位异或形成D．绝对值的补码由两数符号位异或形成13．在下述有关不恢复余数法何时需要恢复余数的说法中，是正确的。
计算机组成原理习题 第六章总线系统
第六章总线系统一、填空题：1.PCI总线采用A.______仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与B.______相连。
2.SCSI是处于A.______和B.______之间的并行I/O接口，可允许连接C.______台不同类型的高速外围设备。
3.总线有A 特性、B 特性、C 特性、D 特性，因此必须E 。
4.微型计算机的标准总线从16位的A 总线发展到32位的B 总线和C 总线，又进一步发展到64位的D 总线。
二、选择题：1.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现技术化，同时______。
A. 减少信息传输量B. 提高信息传输速度C. 减少了信息传输线的条数D. 减少了存储器占用时间2.描述PCI总线基本概念中正确的句子是______。
A.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线C.PCI设备一定是主设备D.系统中允许只有一条PCI总线3.描述PCI总线中基本概念表述不正确的是______。
A.PCI设备不一定是主设备B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线C.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送D.系统中允许有多条PCI总线4.并行I/O标准接口SCSI中，一块适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备。
A. 6B. 7C. 8D. 95.下面对计算机总线的描述中，确切完备的概念是______。
A.地址信息、数据信息不能同时出现B.地址信息与控制信息不能同时出现C.数据信息与控制信息不能同时出现D.两种信息源的代码不能在总线中同时传送6.SCSI接口以菊花链形式最多可连接______台设备。
A．7台 B．8台 C．6台 D．10台7.微型机系统中外设通过适配器与主板的系统总线相连接，其功能是___。
A. 数据缓冲和数据格式转换B.监测外设的状态C.控制外设的操作D. 前三种功能的综合作用8.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时___。
计算机组成原理第6章 习题
第六章复习题1．若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A 阶符与数符相同为规格化数B 阶符与数符相异为规格化数C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2．下面浮点运算器的描述中正确的句子是：______。
A. 浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现B. 阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算C. 阶码部件只进行阶码相加、相减操作D. 尾数部件只进行乘法和减法运算3．IEEE754标准规定的32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，则它所能表示的最大规格化正数为______。
A．+（2 – 2-23）×2+127B．+（1 – 2-23）×2+127C．+（2 – 2-23）×2+255D．2+127 + 2274．如果浮点数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数______。
A 1.11000B 0.01110C 1.00010D0.010105．______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A.原码B.补码C.反码D.移码6．（√）移码表示法主要用于表示浮点数的阶码E，以利于比较两个指数的大小和对阶操作。
7．（×）浮点运算器阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算。
8．（√）浮点运算器阶码部件可实现加、减和比较操作。
9．（√）按IEEE754标准，一个浮点数由符号位S，阶码E，尾数m三部分组成。
10．（×）按IEEE754标准，阶码E的值等于指数的基值E加上一个固定偏移量128。
1.有一个字长为32位的浮点数，符号位1位，阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。
请写出：（1）最大数的二进制表示；（2）最小数的二进制表示；（3）规格化数所能表示的数的范围；（4）最接近于零的正规格化数与负规格化数。
解：•最大正数值是由尾数的最大正数值与阶码的最大正数值组合而成的;•最小正数值是由尾数的最小正数值与阶码的最小负数值组合而成的。
计算机组成原理 第6章 习题课
第6章习题课1．相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是A．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难2. 下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是A．存储器地址寄存器（MAR）B．程序计数器（PC）C．存储器数据寄存器（MDR）D．指令寄存器（IR）3. 下列选项中，不．会引起指令流水线阻塞的是A．数据旁路（转发）B．数据相关C．条件转移D．资源冲突4.5. 某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。
下表给出了指令系统中部分指令格式,其中Rs和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x 或存储单元x的内容。
表指令系统中部分指令格式该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是取指(IF)、译码/读寄存器(ID)、执行/计算有效地址(EX)、访问存储器(M)和结果写回寄存器(WB),流水线采用“按序发射,按序完成”方式,没有采用转发技术处理数据相关,并且同一个寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。
请回答下列问题。
(1)若int型变量x的值为-513,存放在寄存器Rl中,则执行指令“SHR R1” 后, R1的内容是多少? (用十六进制表示)(2)若某个时间段中,有连续的4条指令进入流水线,在其执行过程中没有发生任何阻塞,则执行这4条指令所需的时钟周期数为多少?(3)若高级语言程序中某赋值语句为x=a+b, x、a和b均为int型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]和[b]，该语句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如题下图所示。
I1 LOAD R1,[a]I2 LOAD R2,[b]I3 ADD R1, R2I4 STORE R2,[x]则这4条指令执行过程中,I3的ID段和I4的IF段被阻塞的原因各是什么?(4)若高级语言程序中某赋值语句为x=2*x+a, x和a均为unsigned int类型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a],则执行这条语句至少需要多少个时钟周期?要求模仿题上图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。
计算机组成原理习题 第六章
第六章一．填空题1. 现在主要采用结构作为微/小型计算机硬件之间的连接方式。
2. 系统总线是连接之间的信息传送线，按传输内容不同，又可分为、和，分别用来传送、和。
3. 一个总线传输周期包括、、和四个阶段。
4. 总线上的主模块是指，从模块是指。
5. 同步通信的主要特点是，一般用于场合；异步通信的特点是，一般用于场合。
6. 总线同步通信影响总线效率的原因是。
7. 在总线的异步通信方式中，通信的双方可以通过、和三种类型联络。
8. 按数据传送方式不同，总线可分为和。
9. 总线的判优控制可分为式和式两种。
10. 在计数器定时查询方式下，采用计数的方式，可使每个设备使用总线的优先级相等。
二．选择题1.系统总线中，划分数据线、地址线和控制线的根据是。
A. 总线所处的位置B．总线的传输方向C．总线的传输内容D．总线的控制方式2.系统总线中地址线的作用是。
A. 用于选择主存单元B．用于选择进行信息传输的设备C．用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址D．用于传送主存物理地址和逻辑地址3.挂接在总线上的多个部件。
A. 只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据4.一个计算机系统有以下I/O通道：①字节多路通道，带有传输速率为1.2KB/s的CRT终端5台，传输速率为7.5KB/s 的打印机2台；②选择通道，带有传输速率为1000KB/s的光盘一台，同时带有传输速率为800KB/s的温盘一台；③数组多路通道，带有传输速率为800KB/s及600KB/s的磁盘各一台。
则通道的最大传输速率为KB/s。
A. 1821 B．2421C．2621 D．32215.对于低速输入输出设备，应当选用的通道是。
A. 数组多路通道B．字节多路通道C．选择通道D．DMA专用通道6.总线的从设备指的是。
习题课2
90．计算机中表示地址时，采用_____。 A. 原码 B．补码 C．反码 D．无符号数
答案：D 91 浮点数的表示范围和精度取决于______。
A．阶码的位数和尾数的机器数形式 B．阶码的机器数形式和尾数的位数 C．阶码的位数和尾数的位数 D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式
答案：C 92．在浮点机中_____是隐含的。
A. 阶码 B．数符 C．尾数 答案：D
D．基数
96．试用74181和74182器件设计以下两种方案的32位ALU(只 需画出进位之间的联系，并比较两种方案的速度及集成电路片 数。
(1)采用单重分组(组内并行进位，组间串行进位)进位结构； (2)采用双重分组(二级先行进位)进位结构。
解： (1) 共用8片74181，运算速度较慢。
结论：分组并行进位的最长进位时间只与组数和级数有关，与
组内位数无关。
（3）74181，74182
C15 C14 C13 C12
C11 C10 C9 C8
C7 C6 C5 C4
C3 C2 C1 C0 C-1
74181
74181
74181
t15 t14 t13 t12 d15 d14 d13 d12
G* P*
答案：B
3. 在一地址指令中，为完成两个数的算术运算，除地址译码指明的一
个操作数外，另一个操作数常采用_____
A. 堆栈寻址方式 B．立即寻地址方式 C．隐含寻址方式
答案：C
6．寄存器间接寻址方式中，操作数在_____中。
A. 通用寄存器
B. 堆栈
C. 主存单元
答案：C
7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是_____ A．基址寄存器内容加上形式地址(位移量) B．程序计数器内容加上形式地址 C．变址寄存器内容加上形式地址
计算机组成原理第6章习题指导
16
16
解： 因为 x = + 11 = 0.1011，y = + 7 = 0.0111
16
16
所以[x]补′ = 00.1011，[ y]补′ = 00.0111
则 [x]补′ + [ y]补′ = 00 .1011
+ 00 .0111 第一位符号位→ 01 .0010
溢出
此时，符号位为“01”，表示溢出，又因第 1 位符号位为“0”，表示结果的真正符号，故“01”表
个负数。
例 6.2 已知：[y]补 求：[-y]补。
解：设 [y]补 = y0.y1y2…yn
第一种情况 [y]补 = 0.y1y2…yn
(6.1)
所以
y = 0.y1y2…yn
故
-y = -0.y1y2…yn
则 [-y]补 = 1.y1y2…yn+2-n
(6.2)
比较式（6.1）和式（6.2），发现由[y]补连同符号位在内每位取反，末位加 1 即可得[-y]补。
-52 -104 -13
右移两位
1,0000110
-6
移位前
1,1100110
-26
左移一位 补
左移两位 码
右移一位
1,1001100 1,0011000 1,1110011
-52 -104 -13
右移两位
1,1111001
-7
移位前
1,1100101
-21,1001011 1,0010111 1,1110010
5
计算机组成原理第 6 章习题
器中一位符号的值要同时送到加法器的两位符号位的输入端。
例 6.16 已知：x = - 0.1110，y = - 0.1101 求：[x·y]原 解： 因为 x = - 0.1110
计算机组成原理_第6章作业
计算机组成原理作业（第六章）6.3 设x为整数，[x]补=1，x1x2x3x4x5，若要求x<-16，试问 x1-x5 应取何值？6.4 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码：-13/64，29/128，100，-87。
6.5 已知[x]补，求[x]原和x。
[x1]补=1.1100； [x2]补=1.1001； [x3]补=0.1110； [x4]补=1.0000；[x5]补=1,0101； [x6]补=1,1100； [x7]补=0,0111； [x8]补=1,0000；[x1]补 = 1.1100 ， [x1]原 = 1.0100 ， x1 = -0.0100；[x2]补 = 1.1001 ， [x2]原 = 1.0111 ， x2 = -0.0111；[x3]补 = 0.1110 ， [x3]原 = 0.1110 ， x3 = 0.1110；[x4]补 = 1.0000 ， [x4]原 = 不存在， x4 = -1.0000；[x5]补 = 1,0101 ， [x5]原 = 1,1011 ， x5 = -1011；[x6]补 = 1,1100 ， [x6]原 = 1,0100 ， x6 = -100；[x7]补 = 0,0111 ， [x7]原 = 0,1001 ， x7 = 1001；[x8]补 = 1,0000 ， [x8]原 = 不存在， x8 = -10000；6.9 当十六进制数9BH和FFH分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用1位符号位）？9BH = 10011011原码：-27 补码：-101 反码：-100 移码：27 无符号数：155FFH = 11111111原码：-127 补码：-1 反码：-0 移码：127 无符号数：2556.10 在整数定点机中，设机器数采用1位符号位，写出±0的原码、补码、反码和移码，得出什么结论？可见，0的机器数表示中，原码和反码分为±0两种表示，而补码和移码都有唯一表示。
国开作业计算机组成原理-第六章 测试65参考（含答案）
题目：根据存储器介质运行原理的重大差异，可以把存储器分为（）选项A：磁存储器、光存储器三种
选项B：半导体存储器、光存储器
选项C：半导体存储器、磁存储器、光存储器
选项D：半导体存储器、磁存储器
答案：半导体存储器、磁存储器、光存储器
题目：在计算机系统中，由（）组成多级存储器系统
选项A：半导体存储器、磁存储器、辅助存储器
选项B：半导体存储器、磁存储器、高速缓冲存储器
选项C：主存储器、辅助存储器、光存储器
选项D：高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器
答案：高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器
题目：在ROM存储器中必须有（）电路，需要刷新的是（）
选项A：刷新，静态存储器
选项B：再生，ROM
选项C：数据写入，RAM
选项D：地址译码，动态存储器
答案：地址译码，动态存储器
题目：某一RAM芯片，其容量为1024×8位，除电源端和接地端外，连同片选和读/写信号该芯片引出脚的最小数目应为（）
选项A：17
选项B：19
选项C：20
选项D：23
答案：20
题目：若主存每个存储单元为16位，则（）
选项A：其地址线与16有关
选项B：其地址线也为16位
选项C：其地址线为8位
选项D：其地址线与16无关
答案：其地址线与16无关
题目：主存储器容量的扩展有（）。
选项A：字扩展、字位同时扩展
选项B：位扩展、字位同时扩展
选项C：位扩展、字扩展、字位同时扩展
选项D：位扩展、字扩展
答案：位扩展、字扩展、字位同时扩展。
最新计算机组成原理课后答案(第二版)-唐朔飞-第六章PPT课件
（2）当基值不同时，对数的表示范围和精度 都有影响。即：在浮点格式不变的情况下，基越 大，可表示的浮点数范围越大，但精度越下降。
（3）r=2时，最大正数的浮点格式为： 0，1111；0.111 111 111 1 其真值为：N+max=215×（1-2-10） 非零最小规格化正数浮点格式为：
=23 （0.111 011）2 x4= -86.5=（-1 010 110.1）2
=27 （-0.101 011 01）2 则以上各数的浮点规格化数为： （1）[x1]浮=1，0001；0.110 011 000 0 （2）[x1]浮=1，1111；0.110 011 000 0 （3）[x1]浮=0，1111；0.110 011 000 0
解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：
[x]补 1.1100
[x]原 1.0100
x（二进制） x（十进制）
-0.0100
-1/4
1.1001
1.0111
-0.0111
-7/16
0.1110
0.1110
+0.1110
+7/8
1.0000
无
-1.0000
-1
1，0101
1，1011
-1011
-11
号位为1，则[x]补<[y]补。同样，当x<0、 y >0时，有x < y，但[x]补>[y]补。
注意： 1）绝对值小的负数其值反而大，且负
数的绝对值越小，其补码值越大。因此， 当x<0、y<0时，若[x]补>[y]补，必有 x>y。
计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第六章
真值Hale Waihona Puke +0 -0原码
补码
反码
移码
0，00…0 0，00…0 0，00…0 1，00…0 ， ， ， ， 1，00…0 0，00…0 1，11…1 1，00…0 ， ， ， ，
结论：补、移码0的表示唯一，原、反码不唯一。 移码0的表示唯一， 反码不唯一。 结论： 注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。 注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。 11. 已知机器数字长为4位（其中1位为符号位）， 已知机器数字长为4 其中1位为符号位）， 原码、 写出整数定点机和小树定点机中原码 补码和反码的 写出整数定点机和小树定点机中原码、补码和反码的 全部形式，并注明其对应的十进制真值。 全部形式，并注明其对应的十进制真值。
真值
二进制 十进制 二进制 十进制
无符 号数
1001 1011
原码 反码 补码 移码
-11 011 -1100100 -1100101 +11011
155
1111 1111
-27
-1111111
-100 -0
-101 -1
+27 +127
-0000000 -0000001 +1111111
255
-127
9. 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、 分别表示为原码 反码、移码和无符号数时 反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多 设机器数采用一位符号位）？ 少（设机器数采用一位符号位）？ 真值和机器数的对应关系如下： 解：真值和机器数的对应关系如下： 十六 进制 9BH FFH
小 数
-1.000 -0.111 -0.110 -0.101 -0.100 -0.011 -0.010 -0.001 -0.000
计算机组成原理第六章作业_计算机的运算方法1
计组第一次作业 计算机的运算方法1 题目：6.9 当十六进制9BH 和FFH 分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用1位符号）？ 答：十六进制9BH 转化成二进制为：10011011，若表示为原码时所对应的十进制数为：-27； 若表示为补码时所对应的十进制数为：-101； 若表示为反码时所对应的十进制数为：-100； 若表示为移码时所对应的十进制数为：101； 若表示为无符号数时所对应的十进制数为：155。
十六进制FFH 转化成二进制为：11111111， 若表示为原码时所对应的十进制数为：-127； 若表示为补码时所对应的十进制数为：-1； 若表示为反码时所对应的十进制数为：-0； 若表示为移码时所对应的十进制数为：1； 若表示为无符号数时所对应的十进制数为：255。
6.10在整数定点机中，设机器数采用1位符号位，写出±0的原码、补码和反码和移码，得出什么结论？答：+0： 原][x = 0，0000000；补][x = 0，0000000；反][x = 0，0000000；移][x = 1，0000000；-0： 原][x = 1，0000000；补][x = 0，0000000；反][x = 1，1111111；移][x = 1，0000000；结论：1.对于正数，原码 = 补码 = 反码 = 移码； 2.[+ 0]原 ≠ [- 0]原，[+ 0]反 ≠ [- 0]反， [+ 0]补 = [- 0]补， [+ 0]移 = [- 0]移；3.对于负数，符号位为 1，其数值部分：原码除符号位外每位取反末位加1→补码，原码除符号位外每位取反→反码，补码与移码只差一个符号位。
6.12 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。
写出12851、 —102427、7.375、—86.5所对应的机器数。
要求如下： （1）阶码和尾码均为原码。
计算机组成原理习题 第六章
第六章一．填空题1. 现在主要采用结构作为微/小型计算机硬件之间的连接方式。
2. 系统总线是连接之间的信息传送线，按传输内容不同，又可分为、和，分别用来传送、和。
3. 一个总线传输周期包括、、和四个阶段。
4. 总线上的主模块是指，从模块是指。
5. 同步通信的主要特点是，一般用于场合；异步通信的特点是，一般用于场合。
6. 总线同步通信影响总线效率的原因是。
7. 在总线的异步通信方式中，通信的双方可以通过、和三种类型联络。
8. 按数据传送方式不同，总线可分为和。
9. 总线的判优控制可分为式和式两种。
10. 在计数器定时查询方式下，采用计数的方式，可使每个设备使用总线的优先级相等。
二．选择题1.系统总线中，划分数据线、地址线和控制线的根据是。
A. 总线所处的位置B．总线的传输方向C．总线的传输内容D．总线的控制方式2.系统总线中地址线的作用是。
A. 用于选择主存单元B．用于选择进行信息传输的设备C．用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址D．用于传送主存物理地址和逻辑地址3.挂接在总线上的多个部件。
A. 只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据4.一个计算机系统有以下I/O通道：①字节多路通道，带有传输速率为1.2KB/s的CRT终端5台，传输速率为7.5KB/s 的打印机2台；②选择通道，带有传输速率为1000KB/s的光盘一台，同时带有传输速率为800KB/s的温盘一台；③数组多路通道，带有传输速率为800KB/s及600KB/s的磁盘各一台。
则通道的最大传输速率为KB/s。
A. 1821 B．2421C．2621 D．32215.对于低速输入输出设备，应当选用的通道是。
A. 数组多路通道B．字节多路通道C．选择通道D．DMA专用通道6.总线的从设备指的是。
计算机组成原理第六章
指令周期的基本概念
节拍的宽度取决于CPU完成一次基本的微操作的时 间，如：ALU完成一次正确的运算，寄存器间的一 次数据传送等。
不同的指令，可能包含不同数目的机器周期。 一个机器周期中，包含若干个时钟周期（节拍脉冲
或T脉冲）。 CPU周期规定，不同的计算机中规定不同
2. 每条指令的指令周期不同
➢译码器经过对指令进行分析和解释，产生相应的控 制信号提供给时序控制信号形成部件。
机器周期、工作节拍、脉冲及启停控制线路
➢由脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的 时钟脉冲
时序控制信号形成部件
➢时序控制信号形成部件又称微操作信号发生器，真 正控制各部件工作的微操作信号是由指令部件提供 的操作信号、时序部件提供的时序信号、被控制功 能部件所反馈的状态及条件综合形成的。
2. 微操作：是微命令的操作过程。
– 微命令和微操作是一一对应的。 – 微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。 – 微操作是执行部件中最基本的操作。
由于数据通路的结构关系，微操作可分为相容的和互斥：
1. 互斥的微操作，是指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的 微操作。可以编码
2. 相容的微操作，是指能够同时或在同一个节拍内并行执行的微操 作。必须各占一位
联合控制方式
– 大部分指令在固定的周期内完成，少数难以确定的操作采 用异步方式
– 机器周期的节拍脉冲固定，但是各指令的机器周期数不固 定（微程序控制器采用）
微程序控制原理
1. 微命令：控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫作 微命令，它是构成控制序列的最小单位。
– 例如：打开或关闭某个控制门的电位信号、某个寄存器的打入脉 冲等。
读写时序信号的译码逻辑表达式
计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第六章
5. 已知[x]补，求[x]原和x。 [x1]补=1. 1100； [x2]补=1. 1001； [x3]补=0. 1110； [x4]补=1. 0000； [x5]补=1，0101； [x6]补=1，1100； [x7]补=0，0111； [x8]补=1，0000；
解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：
补码
1，000 1，001 1，010 1，011 1，100 1，101 1，110 1，111 0，000
续表2：
真值
真值
（二进制） （十进制）
+0.111 +7/8
小
+0.110 +0.101
+3/4 +5/8
+0.100 +1/2
数 +0.011 +3/8
+0.010 +1/4
+0.001 +1/8
+7/8 -1 -11 -4 +7 -16
6. 设机器数字长为8位（含1位符
号位在内），分整数和小数两种情况
讨论真值x为何值时，[x]补=[x]原成立。 解：
当x为小数时，若x 0，则
[x]补=[x]原成立； 若x < 0，则当x= -1/2时，
[x]补=[x]原成立。 当x为整数时，若x 0，则
解：机器数与对应的真值形式如下：
真值 真值 原码
（二进制） （十进制）
+111 +7
0，111
整
+110 +101
+6 +5
0，110 0，101
+100 +4
0，100
计算机组成原理第六章答案
第6章 计算机的运算方法2. 已知X=1a2a3a4a5a （ai 为0或1），讨论下列几种情况时ai 各取何值。
（1）21X > （2）81X ≥ （3）161X 41>≥ 解： （1）若要21X >，只要a1=1，a2~a6不全为0即可。
（2）若要81X ≥，只要a1~a3不全为0即可。
（3）若要161X 41>≥，只要a1=0，a2可任取0或1； 当a2=0时，若a3=0，则必须a4=1，且a5、a6不全为0；若a3=1，则a4~a6可任取0或1；!当a2=1时， a3~a6均取0。
3. 设x 为整数，[x]补=1，x1x2x3x4x5，若要求 x < -16，试问 x1~x5 应取何值 解：若要x < -16，需 x1=0，x2~x5 任意。
（注：负数绝对值大的补码码值反而小。
）4. 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。
-13/64，29/128，100，-87 解：真值与不同机器码对应关系如下：真值-13/64 29/128 100 -87 。
二进制 1100100 -1010111 原码1010 1101 0110 0100 1101 0111；补码 1101 0110 0100 反码11010110 0100`5. 已知[x]补，求[x]原和x 。
[x1]补=; [x2]补=; [x3]补=; [x4]补=;[x5]补=1,0101; [x6]补=1,1100; [x7]补=0,0111; [x8]补=1,0000; 解：[x]补与[x]原、x 的对应关系如下：[x]补！1,01011,11000,0111 1,0000 [x]原无1,1011，1,01000,0111 无 x-1-1011-100,0,0111-100006.设机器数字长为8位（含1位符号位在内），分整数和小数两种情况讨论真值x 为何值时，[x]补=[x]原成立。
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6. 4 同步测试习题及解答6. 4. 1 同步测试习题一、填空题1、控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。
2、控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以使对各种操作实施时间上的控制。
3、微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。
4、在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括：①把性的微命令分在同一段内；②一般每个小段要留出一个状态，表示。
5、微指令分为和微指令两类，可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比快。
二、选择题1、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是。
A. 主存地址寄存器B. 程序计数器C. 指令寄存器D. 状态标志寄存器2、指令寄存器的位数取决于。
A. 存储器的容量B. 指令字长C. 机器字长D. 存储字长3、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是。
A. 程序计数器B. 累加寄存器C. 中断寄存器D. 程序状态字4、指令译码器是对进行译码。
A. 整条指令B. 指令的操作码字段C. 指令的地址D. 指令的操作数字段5、下列说法中是正确的。
A. 指令周期等于机器周期B. 指令周期小于机器周期C. 指令周期大于机器周期D. 指令周期是机器周期的两倍6、同步控制是。
A. 只适用于CPU控制的方式B. 由统一时序信号控制的方式C. 所有指令执行时间都相同的方式D. 没有统一时序信号控制的方式7、异步控制常用于。
A. CPU访问外围设备时B. 微程序控制器中C. CPU的内部控制中D. 主存的内部控制中8、微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为。
A. 微程序B. 微指令C. 微操作D. 微命令9、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是。
A. 每一条机器指令由一条微指令来执行。
B. 一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解决解释执行。
C. 一段机器指令组成的程序可由一个微程序来执行。
D．每一条微指令由一条机器指令来解释执行。
10、微程序控制器中，微程序的入口地址是由形成的。
A. 机器指令的地址码字段B. 微指令的微地址码字段C. 机器指令的操作码字段D. 微指令的微操作码字段11、微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令的地址问题。
通常采用的一种方法是断定方式。
其基本思想是。
A. 用程序计数器PC来产生后继微指令地址B. 用微程序计数器 PC来产生后继微指令地址C. 通过微指令顺序控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判断字段控制产生后继微指令地址D. 通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址三、判断题1、在冯·诺曼计算机中，指令流是由数据流驱动的。
2、执行指令时，指令在主存中的地址存放在指令寄存器中。
3、指令周期是指CPU从主存中读出一条指令的时间。
4、指令周期又称为CPU周期。
5、取指周期的操作与指令的操作码无关。
6、微指令是指控制存储器中的一个单元的内容。
7、在微程序控制器中，微指令寄存器用来存放微程序。
8、微指令的操作控制字段采用字段编码时，兼容的微命令应安排在同一段中。
四、简答题1、在控制中，微操作控制信号的形成与哪些信号有关？2、微程序控制和组合逻辑控制哪一种速度更快？为什么？3、什么是指令周期，机器周期（CPU周期）和T周期？指令的解释有哪3种控制方式？五、设计题1、一CPU数据通路为双总线结构，如图6-24。
其中，图中连线有误。
注：ALU—运算器；RA—ALU的输入寄存器；IR—指令寄存器；PC—程序计数器；R1～R4;程序员可用通用寄存器；MAR—存储器地址寄存器；MDR—存储器数据寄存器。
图6-24 数据通路示意图回答下列问题：（1）画出修正错误后的连线图，不能改变原有的双总线结构。
（2）如要实现直接寻址方式，如何修改？（3）描述ADDaddr , R1指令从取指令开始的实现过错，指令的功能为：（R1）+（addr） addr2、某机采用微程序控制方式，微指令字长24位，采用水平型编码控制的微指令格式，断定方式，共有微命令30个，构成4个互拆类，各包含5个、8个、14个和3个微命令，外部条件共3个。
（1）控制存储器的容量应为多少？（2）设计出微指令的具体格式。
3、一个假想机的数据通路如图6-25所示，它的控制存储器容量为256个单元。
ALU 可完成算术加、减和逻辑与、或运算，ALU有标志位Z和N，微指令要完成有条件和无条件转移功能。
图6-25 假想机的数据通路计微指令格式，使之能完成上述要求的功能，表明微指令中每一位的符号及其功能。
如微指令为多个子周期？每个子周期完成什么操作？（提示：可考虑寄存器运算微指令和访问主存微指令两种类型微指令，并假定在一个微指令周期内就可以完成MDR 与主存间的数据传送。
）4、一CPU数据通路为双总线结构，如图6-26。
IR为指令寄存器；PC为程序计数器（具有自增1功能），M为主存（受R/W信号控制），MAR为主存地址寄存器，MDR为主存数据寄存器，ALU由+、一控制信号决定可完成何种操作，G 控制一个门电路，除MAR 、X、Y的输出端为直通线不受控之外，其余寄存器均有in 、out 控制信号。
（1）标出各寄存器的in 、out控制信号。
（2）设计微指令格式，并说明各字段意义。
（3）SUR R2, R0指令完成（R0）—（R2） R0的功能操作，写出该指令从取指令开始的执行过程。
（4）写出取指令的各条微指令的代码。
5、某机有8条微指令I1～I8,每条微指令所含的微命令控制信号如表6-5所示。
微指令微命令信号a b c d e f g h i jI1√√试为a、b、c、d、e、f、g、h、i、j这10个微命令设计格式并安排编码。
6. 4. 2 同步测试习题解答一、填空题1、组合逻辑，存储逻辑，组合逻辑和存储逻辑组合。
2、时序。
3、微程序。
4、互斥型，垂直型，水平型，垂直型。
二、选择题1、B。
2、B。
3、D。
4、B。
5、C。
6、B。
7、A。
8、D。
9、B。
10、C。
当执行完公用的取指微程序从主存中取出机器指令之后，由机器指令的操作码字段指出各个微程序的入口地址（初始微地址）。
11、C。
三、判断题1、×。
在冯·诺依曼计算机中，数据流是由指令流来驱动的。
2、×。
在执行指令时，存放在指令寄存器中的是指令而不是指令的地址。
3、×。
指令周期是指CPU从主存中读出指令、分析取数并执行完成该指令的全部时间。
4、×。
指令周期是由若干个CPU周期组成的。
5、√。
6、√。
7、×。
在微程序控制器中，微指令寄存器用来存放取出的一条微指令。
8、×。
微指令的操作控制字段采用字段编码时，应将互斥的微命令安排在同一段内，兼容的微命令安排在不同的段内。
四、简答题1、微操作控制信号是由指令部件提供的译码信号、时序部件提供的时序信号和被控制功能部件所反馈的状态及状态及条件信号综合形成的。
2、组合逻辑控制速度更快。
因为微程序控制器使每条机器指令都转化成为一段微程序并存入一个专门的存储器（控制存储器）中，微操作控制信号由微指令产生，增加了一级控制存储器，所以速度慢。
3、指令周期是指取指令，分析取数到执行指令所需的全部时间。
一个指令周期划分为若干个机器周期（CPU周期），每个机器周期完成一个基本操作。
一个机器周期中又含有若干个时钟周期（T周期），每个T周期完成一个微操作。
五、设计题1、（1）修正错误后的连线图如图6-27所示。
（2）直接寻址方式就是指令的地址码部分直接给主存地址，即IR addr→MAR,原图已有此通路。
无需修改。
（3）指令ADDaddr，R1的实现过程。
PC →MAR ; 从存储器中取指令M(MAR) →MDRMDR →IRPC +1 →PCIR addr→MAR ; 从存储器中取加数M(MAR) →MDRMDR →R AR1→MDR ; 从寄存器R1中取被加数ALU →MDRMDR →M ；和写回存储器2、（1）控制存储器的容量为256×24。
因为下地址字段有8位。
（2）微指令的具体格式见图6-28。
图6-28 微指令的具体格式图6-28中操作控制字段被分为4组，第一组3位（表示5个微命令），第二组4位（表示8个微命令），第一组4位（表示14个微命令），第四组2位（表示3个微命令）；判断测试条件字段3位（假设外部条件直接控制），下地址字段8位。
3、微命令包括：ALU的控制4个（+、-、与或）；R0～R3的in、out信号8个；IR、PC、C、D 的in、out信号8个；主存的读写信号2个；MDR的in、out信号2个；MAR、A 、B 的in 信号3个；若微指令采用直接控制法，操作控制字段就需要27位。
另有判断测试字段2位，下地址字段8位。
微指令格式图略。
寄存器运算微指令有两个子周期，取微指令子周期、执行子周期；访问主存微指令有3个子周期；取微指令子周期、访问主子周期、执行子周期。
4、（1）假设输入用字母in 表示，输出用字母o 表示。
标出各寄存器的in、out 控制信号后的双总线结构如图6-29所示。
（2）若微指令格式中操作控制字段采用直线控制法，则所有微命令每个一位，微指令格式图略。
（3）SUB R2 , R0指令的执行过程：PC →MARM(MAR) →MDRMDR →IRR0→XR0→YX →Y→R0(4)写出取指令的各条微指令的代码。
PC →MAR （PC0,G ,MAR in）M(MAR) →MDR(R)MDR →IR（MDR0,G ,IR in）括号中为各条微指令对应的微命令，具体代码省略。
5 、从表6-5 可以得出：b、c、d、e、f、g、h、i、j分别两两互斥，所以微指令格式如图6-30。
00不操作00不操作00不操作0不操作01b 01e 01h 1a10c 10f 10i11d 11g 11j图6-30 微指令操作控制字段的格式I1～I8这8条微指令的编码为：I111 00 00 1I210 11 10 0I301 10 01 0 I400 00 11 1 I510 01 10 0 I611 00 11 1 I710 00 00 1 I801 10 01 0。