计算机组成原理第五章答案(20211105134331).pdf

计算机组成原理是理解计算机系统核心工作原理的关键课程。第五章主要涉及的是处理器内部的数据通路设计、指令执行过程以及时序系统。以下是基于题目内容详细解释的知识点： 1. **寄存器作用**： - **IR（Instruction Register）**：指令寄存器，保存当前正在执行的指令。 - **AR（Address Register）**：地址寄存器，保存当前指令的地址，用于指示下一条指令的位置。 - **DR（Data Register）**：数据寄存器，通常存放算术逻辑运算的结果，也可以作为数据缓冲区。 - **通用寄存器**：用于临时存储数据，执行各种计算或存储内存地址。 2. **指令执行流程**： - **STO R1, (R2)**：将寄存器R1的内容存储到由R2指定的内存地址中。这个指令的执行涉及到数据通路中从R1读取数据，计算内存地址，然后将数据写入内存。 - **LAD R3, (R0)**：将R0指定地址的内存内容加载到寄存器R3中。执行时需要读取R0的内容作为地址，然后从内存中读取数据存入R3。 3. **时序产生器**： - **时钟频率与节拍脉冲**：主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲。这涉及到时序设计，通常通过分频器将高频主脉冲转换成低频节拍脉冲。 - **CPU周期与时钟周期**：CPU周期由多个时钟周期组成，如T1=200ns，T2=400ns，T3=200ns。时序产生器需要产生这些特定宽度的脉冲，以协调CPU的操作。 4. **控制存储器容量**： - **控制存储器**：存储微指令的硬件，用于控制CPU的各个部件。对于80条指令，平均4条微指令/指令，减去1条公用微指令，共241条微指令。每条32位，控存容量为241 * 32位。 5. **ALU控制**： - **ALU（Arithmetic Logic Unit）**的控制由模式控制码决定，如M S3 S2 S1 C。不同组合对应不同的运算操作，通过逻辑表达式实现。 6. **微指令格式设计**： - 微指令控制字段的压缩设计，如将互斥的微命令组合分组，利用2:4译码器减少控制字段的位数。 7. **微地址转移逻辑**： - 微地址（μA）是由P1、P2这样的判别标志，进位标志C，指令寄存器的IR5、IR6等位以及时钟周期信号T4共同决定的。这种逻辑表达式描述了如何根据当前状态和指令信息更新微地址寄存器，指导微程序的执行。 以上知识点涵盖了处理器内部的数据流、指令执行、时序控制和微程序设计等多个方面，这些都是计算机组成原理的重要组成部分。这些知识的理解和掌握对于设计和分析计算机系统至关重要。