問(wèn)答題
一臺(tái)模擬機(jī)的數(shù)據(jù)通路如圖所示,其中ALU完成加、減、傳送(X)三種操作,MUX是三選一多路開(kāi)關(guān),R1~R3是通用寄存器。RAM是雙端口存儲(chǔ)器,其中DRAM為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(CE1為讀寫(xiě)使能,RD/WE#為讀/寫(xiě)命令),IRAM為指令存儲(chǔ)器(只讀)。AR為數(shù)據(jù)地址存儲(chǔ)器,PC為程序計(jì)數(shù)器(具有自動(dòng)加1功能),IR為指令寄存器。所有的單箭頭為控制微命令。畫(huà)出存數(shù)指令“STA(R3),R2”的指令周期流程圖,標(biāo)明建立數(shù)據(jù)通路的微命令。PC中已存放指令地址,DRAM的數(shù)據(jù)地址由R3提供,寫(xiě)入數(shù)據(jù)由R2提供。
某計(jì)算機(jī)有如圖所示的功能部件,其中M為主存,MDR為主存數(shù)據(jù)寄存器,MAR為主存地址寄存器,R0~R3為通用寄存器,IR為指令寄存器,PC為程序計(jì)數(shù)器(具有自動(dòng)加1功能),C,D為暫存器,ALU為算術(shù)邏輯單元,移位器可以左移、右移、直通傳送。 (1)將功能部件連接起來(lái),組成完整的數(shù)據(jù)通路,并用單向或者雙向箭頭表示信息傳送方向。 (2)畫(huà)出“ADDR1,R2”指令周期流程圖。該指令的含義是將R1中的數(shù)與R2中的數(shù)相加,相加的結(jié)果直通傳送至R1中。
某機(jī)器的總線結(jié)構(gòu)如圖所示。設(shè)計(jì)“ADDR(R2),R1”的指令周期流程圖。該指令的含義是進(jìn)行求和操作,R1+(R2)—>R1,一個(gè)源操作數(shù)在R1中,另一個(gè)源操作數(shù)的地址在R2中,運(yùn)算結(jié)果送到R1中。
已知某DRAM芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為128×128,存取周期為1us。試分析: (1)若采用集中式刷新方式,刷新時(shí)間間隔為1ms,則讀寫(xiě)時(shí)間和刷新時(shí)間分為多少個(gè)周期?死區(qū)占多少時(shí)間? (2)若采用分散式刷新方式,則相鄰兩行之間的刷新間隔是多少?
設(shè)某處理器具有四段指令流水線:IF(取指令)、ID(指令譯碼及取操作數(shù))、EXE(ALU執(zhí)行)和WB(結(jié)果寫(xiě)回),每一個(gè)子過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間為T(mén),現(xiàn)處理器執(zhí)行如下指令序列: (1)如果采用非流水線技術(shù),處理器執(zhí)行這3條指令需要多長(zhǎng)時(shí)間? (2)能否采用流水線技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),以提高執(zhí)行速度?若能,請(qǐng)分析可能存在的問(wèn)題及解決方法。若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
假設(shè)某系統(tǒng)的單字長(zhǎng)二地址指令具有如下特點(diǎn): (1)系統(tǒng)支持183種操作。 (2)機(jī)器字長(zhǎng)為16位,操作碼長(zhǎng)度是固定的,其中OP為操作碼字段,地址碼字段包括了源寄存器和目的寄存器,其中目的寄存器地址段位于低位。 (3)系統(tǒng)最多支持16個(gè)通用寄存器作為目的寄存器。試分析指令格式的操作碼段長(zhǎng)和寄存器段長(zhǎng),并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的指令格式。
指令格式如下圖所示,機(jī)器字長(zhǎng)為16位,其中OP為操作碼字段,Ms和Md分別為尋址方式,Rs和Rd為通用寄存器,Ms和Rs組成了源操作數(shù),Md和Rd組成了目的操作數(shù)。 請(qǐng)分析: (1)指令格式是何種指令格式? (2)請(qǐng)解釋說(shuō)明,該指令可以指定多少種操作? (3)若源操作數(shù)和目的操作數(shù)各有8種尋址方式,則該系統(tǒng)可以具有多少個(gè)通用寄存器?
假設(shè)有兩個(gè)整數(shù)x和y,x=-78,y=-90,采用補(bǔ)碼形式(含最高一位為符號(hào))表示,x和y分別存放在寄存器A和B中。另外,還有兩個(gè)寄存器C和D。A、B、C、D都是8位的寄存器。 (1)寄存器A和B中的內(nèi)容分別是什么? (2)x和y相加后的結(jié)果存放在C寄存器中,寄存器C中的內(nèi)容是什么?