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1、【计算机组成原理与汇编语言程序设计】复习资料计算机组成原理与汇编语言程序设计第三章 中央处理器原理一、掌握：CPU基本组成模型（寄存器组成、数据通路结构），同步控制方式与常见时序信号，微命令（脉冲、电位），熟练掌握指令流程（能拟出给定指令的流程）。首先在掌握上述概念的基础上，结合教材图3-13熟悉模型机的构成（最好分成几大块记忆理解）。 重点了解组合逻辑控制器的设计步骤，就可以掌握有关的指令流程，下面一一加以介绍。首先根据指令系统分析每条指令的流程，写出每一条指令所对应的微操作序列。对所有微操作进行逻辑综合与化简，写出每个微操作的逻辑表达式。根据这些逻辑表达式，对微操作控制信号形成部件进行逻辑
2、设计。1确立模型机的指令系统 （1）指令格式 双操作数指令 15 12 11 9 8 6 5 3 2 0操作码寄存器号寻址方式寄存器号寻址方式目的操作数 源操作数寄存器编号寻址方式操作类型R0000寄存器寻址000MOV0000R1001寄存器间接寻址001ADD0001R2010自减型寄存器间接寻址010SUB0010R3011自增型寄存器间接寻址011AND0011SP100直接寻址100OR0100PSW101变址寻址101EOR0101PC111例： 指令 AND R1, X（R2）0011001000010101 指令 OR -（R3）,（R0）0100011010000001单操作
3、数指令15 12 11 9 8 6 5 3 2 0操作码寄存器号寻址方式 2确立时序系统 （1）工作周期（机器周期）取指周期FT 源周期ST 目的周期DT 执行周期ET例：双操作指令，且两个操作数均在主存中，经历的工作周期是，取指周期FT源周期ST目的周期DT执行周期ET例：单操作指令，且操作数在主存中，经历的工作周期是，取指周期FT目的周期DT执行周期ET例：双操作指令，且操作数在CPU寄存器中，经历的工作周期是，取指周期FT执行周期ET （2）节拍（时钟周期） T0,T1,T2 （3）工作脉冲 在每个节拍末尾发一个工作脉冲P 3分析指令流程取指流程（2拍） PCMAR ：FT0 MMDRI
4、R ：FT1 PC+1PCMOV指令流程 MOV R1, R2 取指令 FT（FT0、FT1） R2C ST0 CR1 ET0双操作指令例：AND R1, X（R2） 取指令PCMARMMDRDPC+1PCD+R2ZZMARMMDRCR1DCDZZR1例：OR -（R3）,（R0） 取指令R0MARMMDRCR3-1ZZMAR，R3MMDRDCDZZMDRMDRM 4微命令综合 在分析完全部指令流程和微操作时间表，以及全部工作周期、节拍、脉冲等之后，进行综合分析，即可得出各微命令得逻辑表达式（教材102页），然后再进行化简。 5逻辑设计 根据全部逻辑表达式，分别用组合逻辑电路或PLA阵列来实现
5、，从而形成微操作信号发生器。二、理解：进位链，ALU组成，补码加减，无符号数一位乘、除的算法，微程序控制器（基本思想、优缺点）。一、第3章练习题1、填空题1、 1、 微指令中的用于控制产生后继微指令的CM地址。2、 2、 模型机CPU设置了6种周期，分别用6个来表示它们的状态。3、 3、 已知X=+0.10010，Y=-0.00101，字长为6，则X+Y补= _，判断结果益出情况为：_；X-Y补=_ ，判断结果益出情况为：_。4、 4、 浮点数格式采用1位阶符，2位阶码，1位尾符，4位尾数，则-2110.1010的补码形式为_。5、 5、 控制器由指令部件、_部件和微操作信号形成部件三部分组成
6、，其中指令部件包括_，IR，_和PS。6、 6、 运算器是对数据进行加工处理的部件，其主要功能是实现_和_运算。7、 7、 ALU的核心是（）。8、 8、 总的来说，并行加法器的进位链有并行进位和（）之分。9、 9、 模型机CPU设置了6种工作周期，分别为：取指周期FT、源周期ST、（ ）、执行周期ET、中断响应周期IT和DMA传送周期DMAT。10、 10、 模型机CPU设置了6种工作周期，分别为：取指周期FT、（ ）、目的周期DT、（）、中断响应周期IT和DMA传送周期DMAT。11、 11、 控制器可以分为（）和微程序控制器两种基本类型。12、 12、 计算机中指令的执行过程就是依次执行
7、一个确定的（）的过程。13、 13、 一般CPU应由控制器、运算部件、（）和内部数据通路等构成。14、 14、 运算过程中溢出的判断通常采用（）。15、 15、 浮点数加减运算时要先对阶，对阶的原则是：（）。16、 16、 如浮点数运算的结果是非规格化数，则要进行左规，即（）。17、 17、 计算机中实现定点数的乘除法，通常有三种方式：软件实现、在原ALU基础上增加逻辑线路以及（）。18、 18、 计算机中的乘法算法采用的方法是将N次乘转换为N次（）。19、 19、 CPU采用同步控制方式时，在组合逻辑控制器中常使用三级时序系统来提供定时信号，即：机器周期、（ ）和（ ）。20、 20、 CP
8、U采用同步控制方式时，在微程序控制器中常使用两级时序系统来提供定时信号，即：（）、时钟脉冲。21、 21、 微程序控制器主要由（）、（）和微指令地址形成电路三大部分组成。22、 22、 采用二进制浮点数表示时，采用规格化表示法，则浮点数的表示范围取决于（）的位数。23、 23、 采用二进制浮点数表示时，采用规格化表示法，则浮点数的表示精度取决于（）的位数。24、 24、 时序控制方式中同步控制的基本特征是将操作时间分为若干长度相同的（），要求在一个或几个时钟周期内完成各个微操作。25、 25、 并行加法器中并行进位相对于串行进位最主要的优势在：（ ）。26、 26、 一条微指令包含两部分信息：
9、（）和顺序控制字段。27、 27、 微指令中的操作控制字段用于（）。28、 28、 微指令中的顺序控制字段用于（）。2、判断题1、 1、 CPU内部通常是采用同步控制方式工作的。而在CP、内存和各I/O接口之间不可以采用此方式。( )2、 2、 指令的重叠执行不能够有效地提高执行速度和设备的利用率。( ) 3、 3、 模型机寻址方式类型3即自增型寄存器间接寻址，定义为：将指定的寄存器内容自加1后，作为操作数在内存的地址访问内存。( )4、 4、 模型机寻址方式类型2即自减型寄存器间接寻址，定义为：将指定的寄存器内容自减1后，作为操作数在内存的地址访问内存。( ) 5、 5、 模型机寻址方式类型
10、3即自增型寄存器间接寻址，定义为：操作数在内存的地址在指定的寄存器中，访问内存后将该寄存器内容加1。( )6、 6、 模型机CPU设置了6种工作周期，分别用6个周期状态触发器来表示它们的状态，任何一个时刻只允许一个触发器状态为1表明所处周期。( )7、 7、 同步控制方式工作优点是时序关系简单，结构上易于集中，设计实现方便。( )8、 8、 指令之间的衔接方式有两种：串行的重叠处理方式和并行的顺序安排方式。( ) 9、 9、 计算机采用何种时序控制方式直接决定时序信号的产生，但不会影响指令的执行速度。( )10、 10、 微程序控制方式在制造CPU的时候，将微程序固化在控制存储器中，因此用户不
11、可以自行修改控制存储器中微程序的内容，实现CPU的升级。 ( )11、 11、 微操作是计算机中最基本、不可分解的操作。( )12、 12、 不同的机器周期，包含的节拍/时钟周期数一定是相同的。( )13、 13、 不同指令的相同的机器周期，包含的节拍/时钟周期数目是相同的。( ) 14、 14、 一个机器周期由若干个节拍/时钟周期数组成，不同的机器周期，包含的节拍/时钟周期数可能是不相同的。 ( )15、 15、 并行加法器中使用并行进位链后，每位进位的产生时间相同，与低位进位无关。( )3、单项选择题1、 1、 运算器的核心部件是。A、数据寄存器B、数据总线 C、累加器D、算术逻辑单元2、 2、 同步控制是_的方式。A、只适用于CPU控制 B、由统一时序信号控制C、只实用于外部设备控制 D、所有指令执行时间均相等3、 3、 程序计数器PC是 。、指令部件 、时序部件 、指令寄存器、程序状态寄存器4、 4、 指令周期是指（）。、从主存中读取一条指令的时间、从主存中读取一条指令到执行结束的时间、执行一条指令的时间、主频脉冲周期5、 5、 影
