《计算机组成原理》期末复习内容.ppt

3. 画出指令周期的流程图，分析说明图中每个子周期的作用。解： （1） 取指周期数据流 MDR CU MAR PC IR 存储器 CPU 地址总线 数据总线 控制总线 IR +1 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ （2） 间址周期数据流 MDR CU MAR CPU 地址总线 数据总线 控制总线 PC IR 存储器 MDR ① ② ③ ④ （3） 执行周期数据流 （4 ） 中断周期数据流 不同指令的执行周期数据流不同 MDR CU MAR CPU 地址总线 数据总线 控制总线 PC 存储器 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 4.√什么是中断隐指令？它有哪些功能？ 解：CPU响应中断后，进入中断周期，在中断周期内，CPU要自动完成一系列操作，这些操作是由中断隐指令来完成的。 功能：（1）保护程序断点；（2）寻找中断服务程序的入口地址；（3）关中断。 5.√什么是流水线中的多发技术？常见的多发技术有哪些？ 解：流水线的多发技术是指在一个时钟周期内，产生更多条指令的结果。 常见的多发技术有超标量技术、超流水线技术和超长指令字技术 6. 现有A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、C、D顺序排列。若中断服务程序的执行时间为20μs，请根据下图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。 解： CPU执行程序的轨迹图如下： A服务 B服务 C服务 D服务 现行程序 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 t(μs) ? ? ? ? B与C请求 D请求 B请求 A请求 这是一个多重中断的程序运行轨迹，图中忽略了中断响应时间。 控制单元CU 第 九 章 主要内容 1、控制单元的功能； 2、多级时序系统：指令周期、机器周期和时钟周期； 3、微操作命令分析：p383 例9.2 4、控制单元控制方式：同步、异步、联合和人工 √ 1. 什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？ 解：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期；机器周期是在同步控制的机器中，执行指令周期中一步相对完整的操作（指令步）所需时间，通常安排机器周期长度=主存周期；时钟周期是指计算机主时钟的周期时间，它是计算机运行时最基本的时序单位，对应完成一个微操作所需时间，通常时钟周期=计算机主频的倒数。 课本： √ P387例9.3 2. 控制单元的功能是什么？其输入受什么控制？答：控制单元的主要功能是发出各种不同的控制信号。其输入受时钟信号、指令寄存器的操作码字段、标志和来自系统总线的控制信号的控制。 √ 3.计算机的控制器实现的主要功能？它由哪些部件组成？ （1）控制器的主要功能是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤，形成并提供在这一时刻的整机部件要用到的控制信号。　　（2）组成： ①指令部件（程序计数器、指令寄存器、指令译码头器，地址形成部件）②时序部件（脉冲源、启停逻辑线路、周期、节拍发生器）③微操作信号形成部件 ④中断响应逻辑 √ 4. 设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此可得出什么结论？ 解：先通过主频求出时钟周期，再求出机器周期和平均指令周期，最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度。计算如下： 时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6 =125ns机器周期=125ns×2=250ns平均指令周期=250ns×2.5=625ns平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS  当参数改变后：机器周期= 125ns×4=500ns=0.5μs 平均指令周期=0.5μs×5=2.5μs 平均指令执行速度=1/2.5μs=0.4MIPS 结论：两个主频相同的机器，执行速度不一定一样。 5. 设CPU内部结构如图9.4所示，此外还设有B、C、D、E、H、L六个寄存器，它们各自的输入和输出端都与内部总线相通，并分别受控制信号控制（如Bi为寄存器B的输入控制；Bo为B的输出控制）。要求从取指令开始，写出完成下列指令所