题8

题8

题目

【2015 统考真题】某 16 位计算机的主存按字节编址，存取单位为 16 位；采用 16 位定长指令字格式；CPU 采用单总线结构，主要部分如下图所示。图中 R0～R3 为通用寄存器；T 为暂存器；SR 为移位寄存器，可实现直送 (mov)、左移一位(left) 和右移一位 (right)3 种操作，控制信号为 SRop，SR 的输出由信号 SRout 控制；ALU 可实现直送 A(mova)、A 加 B(add)、A 减 B(sub)、A 与 B(and)、A 或 B(or)、非 A(not)、A 加 1(inc) 这 7 种操作，控制信号为 ALUop。

注：已补充内总线到 MAR 的箭头和内总线到 IR 的箭头。

回答下列问题:

1. 图中哪些寄存器是程序员可见的?为何要设置暂存器 T ?
2. 控制信号 ALUop 和 SRop 的位数至少各是多少?
3. 控制信号 SRout 所控制部件的名称或作用是什么?
4. 端点①至⑨中, 哪些端点须连接到控制部件的输出端?
5. 为完善单总线数据通路, 需要在端点①至⑨中相应的端点之间添加必要的连线。写出连线的起点和终点, 以正确表示数据的流动方向。
6. 为什么二路选择器 MUX 的一个输入端是 2 ?

分析

题6

1. 程序员可见寄存器为通用寄存器 (R0 R3) 和 PC。因为采用了单总线结构, 因此若无暂存器 ,则 的 端口会同时获得两个相同的数据,使数据通路不能正常工作。

2. ALU 共有 7 种操作, 其操作控制信号 ALUop 至少需要 3 位; 移位寄存器有 3 种操作, 其操作控制信号 SRop 至少需要 2 位。

3. 信号 SRout 所控制的部件是一个三态门, 用于控制移位器与总线之间数据通路的连接与断开。

4. 端口①、②、③、⑤、⑧须连接到控制部件输出端。

5. 连线 4→7; 连线 6→8。

6. 因为每条指令的长度为 16 位, 按字节编址, 所以每条指令占用 2 个内存单元, 顺序执行时,下条指令地址为 。MUX 的一个输入端为 2,可便于执行 操作。

解

题43