計算機組成與系統結構第三次作業

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計算機組成與系統結構第三次作業第4章P112習題13：某微機的指令格式如下所示：解： 15 10 9 8 7 0OPXDOP：操作碼；D：位移量；X：尋址特征位，X=00：直接尋址；X=01：用變址寄存器X1進行變址；X=10：用變址寄存器X2進行變址；X=11：相對尋址。設(PC)=1234H，(X1)=0037H，(X2)=1122H，請確定下列指令的有效地址。(1)6723H (2)4444H (3)1282H (4)4321H解：(1)6723H=0110011100100011B,X=11,相對尋址， 有效地址=PC+D=1234H+23H=1257H(2)4444H=0100010001000100B，X=00，直接尋址，有效地址=D=44H(3)1282H=0001001010000010B，X=10，變址尋址， 有效地址=X2+D=1122H+82H=11A24H(4)4321H=0100001100100001B，X=11，相對尋址， 有效地址=PC+D=1234H+21H=1255H第5章P159習題22、23、24、2522、參見如圖所示的數據通路，IR為指令寄存器，PC為程序計數器(具有自增功能)，M為主存(受R/W信號控制)，AR為地址寄存器，DR為數據緩沖寄存器，ALU由+、-控制信號決定完成何種操作，控制信號G控制的是一個門電路。另外，線上標注有控制信號，例如Yi表示Y寄存器的輸入控制信號，R1o為寄存器R1的輸出控制信號，未標字符的線為直通線，不受控制。存數指令“STA R1, (R2)”的含義是將寄存器R1的內容傳送至(R2)為地址的主存單元中，請畫出其指令周期流程圖，并列出相應微操作控制信號序列。解：STA R1, (R2) (R1) → (R2)將數據寄存器的值放到主存單元中將寄存器R1的內容放到數據寄存器中將寄存器R2的內容放到地址寄存器中將數據寄存器內容放到指令寄存器中將主存數據放到數據寄存器中將PC值放到地址寄存器中PC→ARM→DRDR→IRR2→ARR1→DRDR→MPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR2o, G, ARiR1o, G, DRiR/W = W23、參見習題22的數據通路。取數指令“LDA (R3), R0”的含義是將(R3)為地址的主存單元的內容取至寄存器R0中，請畫出其指令周期流程圖，并列出相應微操作控制信號序列。解：將主存單元的內容放到數據寄存器中將數據寄存器的值放到寄存器R0中將主存數據放到數據寄存器中將PC值放到地址寄存器中PC→ARM→DRDR→IRR3→ARM→DRDR→R0MPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR3o, G, ARiR/W = RDRo, G, R0i將寄存器R3的內容放到地址寄存器中 將數據寄存器內容放到指令寄存器中 24、指令流水線有取指(IF)、譯碼(ID)、執行(EX)、訪存(MEM)、寫回(WB) 5個過程段，共有15條指令連續輸入此流水線。(1)畫出流水處理的時空圖，假設時鐘周期為100ns。(2)求流水線的實際吞吐率(單位時間里執行完畢的指令數)。解：(1)(2)：11/(15*100ns)=7.3*106條指令/秒25、判斷以下三組指令中各存在哪種類型的數據相關？(1) I1 LAD R1, A ; M(A)àR1，M(A)是存儲器單元I2 ADD R2, R1 ; (R2) + (R1)àR2(2) I3 ADD R3, R4 ; (R3) + (R4)àR3 I4 MUL R4, R5 ; (R4)×(R5)àR4(3) I5 LAD R6, B ; M(B)àR6，M(B)是存儲器單元I6 MUL R6, R7 ; (R6)×(R7)àR6解：(1)RAW 寫后讀(2)WAR 讀后寫(3)RAW / WAW 寫后讀/寫后寫 關?鍵?詞： 計算機 組成 系統 結構 第三次 作業

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總結

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