第三章CPU子系统

《第三章CPU子系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章CPU子系统（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、一.单项选择题第三章 CPU 子系统请将单项选择题答案填在下面3456789T2-T3-41在同步控制方式中()0 各指令得执行时间相同(2) 各指令占用得节拍数相同(3)由统一得时序信号进行定时控制(4)CPU必须采用微程序控制方式2. 异步控制方式常用于()。(1) CPU控制(2)微程序控制(3)系统总线控制(4)CPU内部总线控制3. CPU()才能响应DMA青求。或者用如下叙述:CPU响应DMA青求得时间就是 ( )。(1)必须在一条指令执行完毕(2)(3)必须在一个总线周期结束(4)4. 在同步控制方式中()。(1)(3)每个工作周期长度固定5. 异步控制常用于(1)单总线结构(3

2、)组合逻辑控制器6.用同步控制得目得就是(可在任意时钟周期结束 在判明设有中断请求之后各指令得时钟周期不变)中，(2)(4)每个时钟周期(节拍)长度固定 (4) 各指令得工作周期数不变作为其主要控制方式。微型计算机中得 CPU 控制微程序控制器提高执行速度(4)满足不同设备对时间安排得需要7. 米用异步控制得目得(1)支持微程序控制方式 降低控制器成本8. 通用寄存器就是( (13)可本存身放具指有令计得数逻寄存辑器与9. 程序状态字寄存器得内容(1)只能由程序置位给定(3)只能由运行结果置定10.采用微程序控制得目得就是( (1)提高速度(2)1使功能很简单得控制器能降低成本令与微指令得关系

3、就是()。(2)简化控制时序提高执行速度)。移位逻辑得寄)(2)(4)。可存放程序状态字得寄存器(4)可编程指定多种功能得寄存器不能由程序置给定既能由运行结果置位，也能由程序置位(4)简化控制器设计与结构不再需要机器语言在微程序控制中，机器指)(1) 每一条机器指令由一条微指令来解释执行(2) 每一条机器指令由一段微程序来解释执行(3) 一段机器指令组成得工作程序，可由一条微指令来解释执行(4) 一条微指令由若干条机器指令组成12.微程序存放在( )。(1) 主存中 (2) 固定存储器中 (3) 堆栈中 (4) 磁盘中13. 三级时序系统提供得三级时序信号就是 ( )。(1)指令周期、工作周期

4、、节拍(3)指令周期、机器周时钟周期14、扩展同步总线()。(1)允许时钟周期长度可变(2)(3)无时钟周期划分(4)二、填空题1. 运算器得核心部件就是()2. 运算器一般应具有()与()3. 在补码一位乘中,被乘数一般取( 号位(2)工作周期、节拍、脉冲(3)指令周期、微指令周期,允许总线周期长度可变无总线周期划分两大类运算能力。) 位符号位,乘数一般取(4. 在补码不恢复余数除法中 , 被除数取 ( ) 号位。5. 在乘法运算中，累加器A得初始值为()，6. 在除法运算中 , 累加器 A 得初始值为 ( ),7. 在补码一位乘中 , 乘数 Y 得末位应增设一位位符号位 , 除数取以后 A

5、 中存放以后 A 中存放), 其初值为 (时钟周期)位符位符8. 正数右移, 第一符号位应补 ( ); 负数右移, 第一符号位应补 ( )9. 设计CPU总体结构得核心问题就是确定()得结构。10. 微命令得含义就是 () 。11. 待执行得工作程序存放在 ()中,而微程序存放在 ()中12. 在 CPU 中采用() 得时序控制方式。13. 使用中断方式 , 在() 这段时间内 ,CPU 可以与外围设备同时工作14. 在 同 步 控 制 方 式 中 , 一 个 操 作 结 束 并 开 始 下 一 操 作 得 依 据 就 是 ( )15. 控制器得组成方式可归结为 () 与 () 二种16. 微

6、命令一般分为 () 与 () 两种电信号形式。17. 数据通路宽度就是指 ()。18. DMA 方式适用于 () 场合三、判断分析题 (指出正、误 ;对错误或不妥者请说明 )1 、并行加法器得运算速度取决于全加器单元得速度。 ( )2、乘法器得核心部件就是加法器。 ( )3、 串行进位链就是串行加法器中得进位链。( )4运算器实现移位操作 , 必须使用移位线路。 ( )5. 用两级半加器组成得全加器 , 求与时间虽然比用与或非门组成得全加器长一些 但前者构成 得加法器 , 其运算速度仍可能高于用后者构成得加法器。 ( )6. 并行加法器中得进位链 , 必定就是并行进位链。 ( )7. 原码加减

7、运算比补码加减运算简单。 ( )8. 原码乘法运算比补码乘法运算简单。 ( )9. 若采用并行进位链 , 则=+。( )10. 进位制中得基数就是 :一个数位中允许使用得最大数码值。 ( )11. 在计算机系统中 , 可能同时采用同步控制方式与异步控制方式。 ()12. 在同步控制方式中 , 各指令得执行时间并不一定都相同。 ()13.采用DM/方式传送信息，一旦开始传送后，CPU 必须停止执行程序一段时间,直 到批量传送结束， 才能恢复工作。( )四、简答题1. 何谓同步控制方式， 有何主要特征？何谓异步控制？2. 何谓主从设备， 试举例说明。3. 同步控制中如何引入异步应答得， 试举例说明

8、、4. 何谓程序中断？请说明它得特点与适用场合。5. 何谓 DMA 方式？请说明它得适用场合。6. 微程序控制思想得基本要点就是什么？7. 判断下面叙述就是否正确， 说明理由：串行加法器中得进位链就是串行进位链， 并 行加法器中得进位链只有并行进位链。8. 常用得加法器进位链结构有哪几种？五、计算题1. 已知 X = 一 0。0101,Y = 0。0011,用补码一位乘，求 XY = ?2. 用补码不恢复余数除法求3. 已知操作数Ai,Bi,初始进位C0。试写出C6得逻辑表达式。六、设计题某CPU组成:用SN74181构成得ALU 一个,选择器A、B,移位器;通用寄存器，暂 存器C、D;指令寄

9、存器IR,程序计数器PC;地址寄存器MAR数据缓冲寄存 器MBR堆栈指 针 SP;CPU 内单向数据总线一组。(1) 画出一种 CPU 数据通路框图(寄存器级)(2) 拟定加法指令ADD (SP) + ,X得指令流程(采用寄存器传送级语句，如一)，源寻址方 式采用堆栈寻址， 目得寻址方式采用变址寻址方式。(3) 请安排FT周期得微命令。七、综合应用题某计算机字长16位,CPU内部包含如下部件：通用寄存器R0 R1、R2 R3,累加器 AC,算术逻辑单元ALUS其数据暂存器A与B,程序计数器PC,指令寄存器IR,存储器地址 寄存器MAR存储器读数据缓冲器MER存储器写数据缓冲器MDR ALU支持

10、加(A+B)、 减(AB)、与(A A B)、或(A V B)4种算术逻辑运算,分别由Add Sub And Or 4个控制信号 控制。所有寄存器、数据总线及内总线均为 16 位。 题七图就是该 CPU 内部数据通路 图。加法运算指令ADD R1,1000H(R2)。其中源操作数1000H(R2)就是基址寻址，目得 操作数 R1 就是寄存器直接寻址， 指令编码长度 32 位,指令编码格式如下：Opcode(8)Ms(2)Rs(2)Mt(2)Rt(2)Offset(16)Opcode：Ms：源操作Mt :目的 操操作码Offset:位移量数寻址方式Rs：源寄存器 作数寻址方式 Rt： 目的寄存器

11、请根据数据通路分析该指令执行过程， 把指令执行过程中各时钟周期得微操 作及应 处于有效状态得控制信号填入下表(参照表中已给出得取指令周期得表示 方法)。AmAROPCR1IRiRnnData BusAddress Bus (地址总线MDHcutMARoutMDRinML Urn MERMARinILRoutInternal Bus (内总线ROoulPCoutY PCmAdctSi.：R2ou1ACout题七图IMORMeinRMEMORY1v8tn1 PCoul r0BiII : lf奪flHR存PCm R 和 据通踣开通参考答案:时钟 周期微操作（功能）控制信号取指 令T1指令地址送MAR

12、（PC MAR）PCout, MARinT2读指令送MER（M 一 MER）MARout, MemR, MER inT3PC调整,指令送IR,译码(PC + 2 一 PC, MEF IR)PC+2; MERout, IRin取位移量T4T5 I A-r-计算有效地址T6读取 源操 作数T7T8执行 指令T9T10评分考虑:(1) 指令执行总体上应该分为取指令、取位移量、计算有效地址、读取操作数、执行五个周期；指令执行总体流程布局正确，可得4分。(2) 指令执行共需要 10 个时钟周期,前 3 时钟周期得操作与信号已经给出,其余 7个时钟周期得微操作与控制信号需要学生回答 ，每答对一个得 1 分,共 14 分。(3) 其她可能得答案：学生可能在微操作得并行执行上考虑不一定周到 ，比如 T5周期三个微操作可能分成两个时钟周期执行，T6、T9周期也可能存在类似现象。只要学生回答得微操作及对应控制信号、以及微操作执行得顺序正确， 整个指令执行时钟周期超过 10 个,也可以得分甚至考虑给满分。