第五章 中央处理器

单选题

1、一般机器周期的时间是根据（）来规定的。

∙主存中读取一个指令字的时间

∙主存中读取一个数据字的时间

∙主存中写入一个数据字的时间

∙主存中读取一个数据字的时间

正确答案：A

2、存放微程序的控制存储器称为：

∙高速缓冲存储器

∙控制存储器

∙虚拟存储器

∙主存储器

正确答案：B

3、计算机操作的最小时间单位是：

∙时钟周期

∙指令周期

∙CPU周期

∙微指令周期

正确答案：A

4、以下叙述中正确描述的句子是：

∙同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作

∙同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相交性微操作∙同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作∙同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫排他性微操作正确答案：A

5、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是：

∙MAR

∙PC

∙IR

∙PSW

正确答案：B

6、同步控制是:

∙只适用于CPU控制的方式

∙只适用于外围设备控制的方式

∙由统一时序信号控制的方式

∙所有指令执行时间都相同的方式

正确答案：C

7、下列部件中不属于控制器的是：

∙IR

∙操作控制器

∙PC

∙PSW

正确答案：D

判断题

8、指令流水线中主要存在三种相关冲突：资源相关、数据相关及控制相关。

∙对

∙错

正确答案：对

9、微程序控制器属于存储逻辑型，以微程序解释执行机器指令，采用存储逻辑技术实现。

∙对

∙错

正确答案：对

10、指令寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元的地址。

∙对

∙错

√恭喜！答对啦

11、程序计数器用于存放CPU正在执行的指令的地址。

∙对

∙错

正确答案：错

12、地址寄存器用于存放当前执行的指令码，供进行指令译码。

∙对

正确答案：错

13、时钟周期是CPU处理操作的最大时间单位。

∙对

∙错

正确答案：错

14、并发性指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。

∙对

∙错

正确答案：对

15、微程序控制器的优点：规整性、灵活性、可维护性强。

∙对

∙错

正确答案：对

16、微操作是执行部件接受微命令后所进行的操作，是计算机硬件结构中最基本的操作。

∙对

∙错

正确答案：

17、微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令，是构成控制信号序列的最小单位。

∙错

正确答案：对

18、硬布线控制器的缺点：增加了到控存中读取微指令的时间，执行速度慢。

∙对

∙错

33、计算机内有哪两股信息在流动？如何区分它们？

正确答案：一股是控制信息，即操作命令，其发源地是控制器，流向各个部件，形成指令流；一股是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，形成数据流。一般地，取指周期从内存读出的信息流是指令流，流向控制器；而执行周期从内存读出或向内存写入的信息流是数据流，在内存和运算器之间交互。

34、简述CPU基本功能

正确答案：解：

(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。

(2)操作控制：管理并产生每条指令的操作控制信号，并把操作控制信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

(3)时间控制：对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制。

(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理。

35、简述什么是微指令？

正确答案：解：

每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。

36、简述什么是微命令？

正确答案：解：

微命令指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令，是构成控制信号序列的最小单位。

37、简述什么是指令周期？

正确答案：解：

指令周期是指取出并执行一条指令的时间。它由若干个CPU周期组成。

38、简述什么是微程序控制器？

正确答案：解：

微程序控制器是采用微程序方式构成的控制器，以若干有序微指令组成的微程序解释执行一条机器指令。它由控制存储器、微指令寄存器、地址转移逻辑等构成。

应用题

39、参见下图的数据通路，画出取数指令"LDA（R3），RO"的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。

正确答案：解："LDA（R3），RO"指令是一条取数指令，其指令周期流程图如下图所示：

40、参见下图的数据通路。画出存数指令"STA 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）为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列

正确答案：解："STAR1，(R2)"指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示：

41、设运算器结构如下图所示，IR为指令寄存器，R1～R3是三个通用寄存器，其中任何一个都可以作为源寄存器或目标寄存器，A和B是三选一多路开关，通路的选择分别由AS0、AS1和BS0、BS1控制，S1、S2是ALU的操作性质控制器：当S1S2=00时，ALU输出B；=01时输出A+B；=10时输出A-B；=11时输出¬B。另有三条机器指令：MOV（从源寄存器传送一个数到目标寄存器）、ADD （源寄存器内容于目标寄存器内容相加后送目标寄存器）和COM（源寄存器内容取反后送目标寄存器）。假设控存CM仅有16个单元，且只考虑运算器数据通路的控制，请设计微指令格式。

正确答案：微指令参考格式如下：

AS1 AS0 BS1 BS0 S2 S1 +1 ALU-BUS LDIR LDR1 LDR2 LDR3 P1 P2 μA3-μA3

位

号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15-18

42、流水线中有写后读、读后写和写后写三种数据相关冲突，试判断下面指令存在哪种类型的数据相关。

I1：ADD R1，R2，R3 ；R2+R3 -> R1

I2：SUB R4，R1，R5 ；R1-R5 -> R4

正确答案：解：

在I2指令进入流水线时，可能出现在I1指令写入R1前就读出R1内容，发生了写后读相关。

43、已知CPU结构如下图所示，其中包括一个累加器AC、一个状态寄存器和其他几个寄存器。各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传递方向。试完成以下工作：①写出图中四个寄存器A、B、C、D的名称和作用；②简述完成指令AD D Y的数据通路（Y为存储单元地址，本指令功能为(AC)+(Y)→AC）。

正确答案：解答：

A-数据缓冲寄存器DR、

B-指令寄存器IR、

C-主存地址寄存器AR、

D-程序计数器PC。