1、 计算机组成与系统结构第三次作业第 4 章 P112 习题 13：某微机的指令格式如下所示：解：15 10 9 8 7 0OP X DOP：操作码；D：位移量；X：寻址特征位，X=00：直接寻址；X=01：用变址寄存器 X1 进行变址；X=10：用变址寄存器 X2 进行变址；X=11：相对寻址。设(PC)=1234H，(X1)=0037H，(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址。（1）6723H （2）4444H （3）1282H （4）4321H解：（1）6723H=0110011100100011B,X=11,相对寻址，有效地址=PC+D=1234H+23H=1257H（2）444
2、4H=0100010001000100B ，X=00，直接寻址，有效地址=D=44H（3）1282H=0001001010000010B ，X=10，变址寻址，有效地址=X2+D=1122H+82H=11A24H（4）4321H=0100001100100001B ，X=11，相对寻址，有效地址=PC+D=1234H+21H=1255H第 5 章 P159 习题 22、23、24、2522、参见如图所示的数据通路，IR 为指令寄存器，PC 为程序计数器( 具有自增功能)，M为主存(受 R/W 信号控制)，AR 为地址寄存器，DR 为数据缓冲寄存器，ALU 由+、-控制信号决定完成何种操作，控制
3、信号 G 控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如 Yi 表示 Y 寄存器的输入控制信号， R1o 为寄存器 R1 的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。存数指令“STA R1, (R2)”的含义是将寄存器 R1 的内容传送至(R2)为地址的主存单元中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。I R P C A R M D RXYALUR 0 R 1 R 2 R 3G+-I RiP CiA RiR / WD RiR 0iR 3iXiYiI RoP CoD RoR 0oR 3oA 总线B 总线解：STA R1, (R2) (R1) (R2)PCARMDRDRIR
4、R2ARR1DRDRMPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR2o, G, ARiR1o, G, DRiR/W = W23、参见习题 22 的数据通路。取数指令“LDA (R3), R0”的含义是将(R3) 为地址的主存单元的内容取至寄存器 R0 中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。将 PC 值放到地址寄存器中将主存数据放到数据寄存器中将数据寄存器内容放到指令寄存器中将寄存器 R2 的内容放到地址寄存器中将寄存器 R1 的内容放到数据寄存器中将数据寄存器的值放到主存单元中解：PCARMDRDRIRR3ARMDRDRR0MPCo, G, ARiR/W =
5、 RDRo, G, IRiR3o, G, ARiR/W = RDRo, G, R0i24、指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回(WB) 5 个过程段，共有 15 条指令连续输入此流水线。（1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为 100ns。（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数） 。解：（1）I F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W B周 期 时 间 t指 令 序 列 iI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI
6、F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI F I D E X M E M W BI 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 I 1 0 I 1 1I F I D E X M E MI F I D E XI F I DI F将 PC 值放到地址寄存器中将主存数据放到数据寄存器中将数据寄存器内容放到指令寄存器中将寄存器 R3 的内容放到地址寄存器中将主存单元的内容放到数据寄存器中将数据寄存器的值放到寄存器 R0 中（2）：11/(15*100ns)=7.3*10 6 条指令/秒25、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？（1） I1 LAD R1, A ; M(A)R1，M(A)是存储器单元I2 ADD R2, R1 ; (R2) + (R1)R2（2） I3 ADD R3, R4 ; (R3) + (R4)R3I4 MUL R4, R5 ; (R4)(R5)R4（3） I5 LAD R6, B ; M(B)R6，M(B)是存储器单元I6 MUL R6, R7 ; (R6)(R7)R6解：（1）RAW 写后读（2）WAR 读后写（3）RAW / WAW 写后读/写后写
