计算机组成原理与汇编(第五章).docx

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1、5.1 简述CPU的功能CPU的主要功能是控制计算机运行存储在主存储器中的程序，完成人们对问题的求解工作。求解问题的程序由一条条的指令组成。CPU的任务是控制着机器到主存中取出指令，根据指令的功能执行该指令，然后，再取出下一条指令执行，循环往复，直到执行停机指令，则停止机器的运行。5.2 简述微程序控制部件的基本组成及工作原理微程序控制部件CU通常由控制存储器、微程序计数器、微指令寄存器等部件组成。微程序控制部件控制机器工作的原理是将每条机器指令编码写成一段微程序。把这些微程序存到一个控制存储器中。每一段微程序包含若干条微指令，每一条微指令对应若干个微指令。每个微指令通常是由一个二进制代码表示

2、，该位为1，则表示在本条微指令中该微指令有效，若该位为0，则表示在本条微指令中该微命令无效。每执行一条微指令则相应于执行指令流程中的一步操作，完成信息在数据通路中的一次流动。在机器运行时，一条一条地读出这些微指令，由此产生机器运行所需要的各种微操作控制信号，使机器的各相应部件执行微操作控制信号所规定的具体操作。5.4 简述微指令、微命令、微操作控制信号、微周期及微程序的概念微指令：一条微指令是由多个微命令字段构成。微命令：微命令是最小单位的控制信号，由微指令经过译码或不译码直接发出。微操作控制信号：微操作是由相应的微命令控制实现的基本操作。每个微命令均对应着相应的微操作，微操作是微命令的一个具

3、体操作。微程序：微程序是机器设计者为实现机器指令系统的功能设计的。微程序在机器出厂前则已写入控存，用户不能修改其内容。在机器加电开机后，则由存储在控存的微程序控制着机器完成机器指令的读取与执行。5.5 简述一条机器指令的执行过程。一条指令的执行，是在CPU的控制部件（CU）的控制下，按照指令中机器周期的取指周期、取数周期和执行周期的执行次序，一步步执行，以实现该指令的全部功能。这一过程是顺序执行一个个确定的微操作控制信号序列的过程。5.6简述时序系统中三级时序的概念。三级时序组成的时序系统，即为在一个指令周期中，采用机器周期，时钟周期及时钟脉冲三级时序。5.7简述指令周期的概念。机器在CPU的

4、控制下，从主存取出一条指令，并执行完该指令所需要的时间。由于各种指令所实现的功能不同，因此，指令系统中各种指令的执行时间是不一样的，即各种指令的指令周期是不同的。5.8 给出模型机中下列机器指令的目标代码(即为二进制代码)。（1）MOV AX,1234H二进制代码：操作码dwmodregr/m 1100000110立即数-l立即数-h十六进制表示：（8C）H（2）MOV AL,20HSI二进制代码：操作码dwmodregr/m1001000100十六进制表示：(8A44)H（3）MOV 16HDI,CX二进制代码：操作码dwmodregr/m0101001101位移量-l十六进制表示：（894

5、D16）H（4）ADD AX,BX二进制代码：操作码dwmodregr/m1000000110十六进制表示：(0206)H（5）SUB CX,BX二进制代码：操作码dwmodregr/m1100001111十六进制表示：(2B0F)H（6）AND AL,BL二进制代码：操作码dwmodregr/m1011100011十六进制表示：（22E3）H（7）OR AH,BH二进制代码：操作码dwmodregr/m1011100111十六进制表示：（0AE7）H（8）XOR AX,5678H二进制代码：操作码w立即数-l立即数-h1十六进制表示：()H5.9根据模型机数据通路结构,给出控制执行下述MOV

6、指令的指令流程及微操作控制信号。（1）MOV AX,BX指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS,IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD, W-B, I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK),1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)SRC0BX-RBL(送BX地址), RE,W-B, IBUS-RBL, T+1(CLK)EXC0RBL-AXRBL-IBUS,(送AX地址),RE,W-B, T+1(CLK)

7、（2）MOV AL,BL指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS,IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD, W-B, I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK),1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)SRC0BL-RBL(送BL地址), RE,W-B, IBUS-RBL, T+1(CLK)EXC0RBL-ALRBL-IBUS,(送AL地址) ,RE,W-B,T+1(CLK)（3）MOV AX,15A8HS

8、I指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS,IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD, W-B, I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK),1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)SRC0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)SRC1M-MDR-RA,PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-RA PC+1 ,IB

9、US-PC, T+1(CLK)SRC2SI-RB,PC+1-PCRE,W-B,R-IBUS,IBUS-RB ,PC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)SRC3RA+RB-MARADDC,ALU-IBUS,IBUS-MAR, 1-T0(CLK), 1-SRC(CLK)SRC4M-MDR-RBLMAR-ABUS,MRD,W-B,BUS-MDR,I-DBUS,MDR-IBUS,IBUS-RBL, T+1(CLK)EXC0RBL-AXRBL-IBUS,(送AX地址),WE,W-B, T+1(CLK)（4）MOV 1C26HBXDI,0F28H指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS

10、,IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD, W-B, I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK),1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST1PC -MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)DST2M-MDR-RA;PC+1 -PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-RA PC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST3BX-RB;P

11、C+1 -PCRE,W-B,R-IBUS,IBUS-RB ,PC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST4RA+RB-RBLADDC,ALU-IBUS,IBUS-RBL,T+1(CLK)DST5RBL-RARBL-IBUS,IBUS-RA,T+1(CLK)DST6DI-RBRE,W-B,R-IBUS,IBUS-RB, T+1(CLK)DST7RA+RB-MARADDC,ALU-IBUS,IBUS-MAR， 1-T0(CLK), 1-SRC(CLK)SRC0MAR-SRMAR-IBUS, IBUS-SR,T+1(CLK)SRC1PC -MARPC-IBUS,IBUS-MAR, T+1(C

12、LK)SRC2M-MDR-RBL;PC+1 -PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS, BUS-MDR,MDR-IB,IBUS-RBL, PC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)SRC3SR-MAR ;PC+1 -PCSR-IBUS,IBUS-MAR,PC+1 ,IBUS-PC,1-T0(CLK),1-EXC(CLK)EXC0RBL-MDRRBL-IBUS,I-DBUS,BUS-MDR, T+1(CLK)EXC1MDR-MMDR-DBUS,MWR,W-B,1-T0(CLK),1-FI(1-INT)(CLK)5.10根据模型机数据通路结构,给出控制执行下述双操作数算术逻辑运算指

13、令的指令流程及微操作控制信号。（1）ADD BX,AX指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS,BUS-MDR, MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC, 1-T0(CLK), 1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST1AX-SR(送AX地址)，RE,W-B,R-IBUS,IBUS-SR,1-T0(CLK),1-SRC(CLK)SRC0BX-RB(送BX地址)，RE,W-B,R-IBU

14、S,IBUS-RB,1-T0(CLK),1-EXC(CLK)EXC0SR-RASR-IBUS,IBUS-RA,T+1(CLK)EXC1RA ADD RB-AXADDC,ALU-IBUS, (送AX地址)，WE,W-B,1-T0(CLK),1-FI(1-INT)(CLK)5.11根据模型机数据通路结构,给出控制执行下述移位指令的指令流程及微操作控制信号。（1）SHL AX,1指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS,BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-

15、IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK), 1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST1AX -SR(送AX地址)，RE,W-B,R-IBUS,IBUS-SR,1-T0(CLK), 1-EXC(CLK)EXC0SHL SR-AXSHLC,W-B,SR-IBUS,(送BX地址)WE,1-T0(CLK), 1-FI(1-INT)(CLK)5.12根据模型机数据通路结构,给出控制执行下述单操作算术逻辑运算指令的指令流程及微操作控制信号。（1）INC AX指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(

16、CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS,BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK), 1-DST(CLK)DST0PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)DST1AX-RA(送AX地址)，RE,W-B,R-IBUS,IBUS-RA,1-T0(CLK),1-EXC(CLK)EXC0INC RA-AXINCC,ALU-IBUS, (送AX地址)，WE,W-B,1-T0(CLK)5.13根据模型机数据通路结构,给出控制执行下述转移指令的指令流程及微操作控制信号。（1）JMP

17、SUB1(相对位移量为16位)指令流程微操作控制信号FI0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)FI1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS,BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK), 1-DST(CLK)EXC0PC-MARPC-IBUS, IBUS-MAR, T+1(CLK)EXC1M-MDR-IR;PC+1-PCMAR-ABUS,MRD,W-B,I-DBUS,BUS-MDR,MDR-IBUS,IBUS-IR,PC+1,IBUS-PC,1-T0(CLK), 1-DST(CLK)EXC2PC+1-PCPC+1 ,IBUS-PC, T+1(CLK)EXC3PC-RBPC-IBUS, IBUS-RB, T+1(CLK)EXC4RA+RB-PCJMPC,ALU-IBUS,IBUS-PC,1-T0(CLK), 1-SRC(CLK)