计算机组成原理第四版课后题答案五六章.docx

"计算机组成原理第四版课后题答案五六章" 计算机组成原理是计算机科学中的一门重要课程，本章节的答案涵盖了计算机组成原理第四版的第五章和第六章的课后题，涉及到计算机系统的基本组成部分、指令系统、数据通路、控制单元、存储器和输入/输出系统等内容。 指令系统 1. 在 CPU 中，保存目前正在执行的指令的寄存器是指令寄存器（IR），保存目前要执行的指令地址的寄存器是程序计数器（PC）。 2. 算术逻辑运算的结果一般放在通用寄存器和数据缓冲寄存器（DR）中。 数据通路 3. 存数指令 "STA R1, (R2)" 的指令周期流程图，如下图所示： 在这个流程图中，首先将寄存器 R1 的内容传送到寄存器 R2，然后将寄存器 R2 的内容传送到主存单元中。 4. 取数指令 "LDA (R3), R0" 的指令周期流程图，如下图所示： 在这个流程图中，首先将主存单元中的内容传送到寄存器 R3，然后将寄存器 R3 的内容传送到寄存器 R0 中。 控制单元 5. 时序产生器逻辑图，如下图所示： 在这个逻辑图中，时钟脉冲 T1、T2 和 T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，因此可以采用移位寄存器形式来产生时钟脉冲。 微程序控制 6. 某机器有 80 条指令，平均每条指令由 4 条微指令构成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。微指令长度为 32 位，控制存储器容量为 1KB。 7. ALU 器件使用模式控制码 M、S3、S2、S1 和 C 来控制执行不同算术运算和逻辑操作。控制参数 M、S3、S2、S1 和 C 的逻辑体现式如下： M=G, S3=H+D+F, S2=1, C=H+D+(E+F)y 微命令信号 8. 某机有 8 条微指令 I1-I8，每条微指令所涉及的微命令控制信号如下表所示。微命令控制字段的格式如下： 微命令控制字段由两个小组或两个字段构成，分别对应于微命令信号的译码和直接控制。 微程序控制器 11. 某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为 512×48 位。微程序可以在整个控制存储器中实现转移，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式。 微指令中三个字段分别为：鉴别测试字段（4 位）、地址字段（9 位）和微命令字段（35 位）。 微程序控制器逻辑框图如下图所示： 流水线 12. 今有 4 级流水线分别完成取值、指令译码并取数、运算、送成果四步操作，流水线的操作周期应设计为 100ns。如果相邻两条指令发生数据有关，并且在硬件上不采用措施，那么第二条指令要推迟 200ns 进行。如果在硬件设计上加以改善，至少需推迟 150ns。