1、试题类型一. 选择题（20 分）30 每空 1 分二计算填空题（20 分） 20 每空 1 分三、计算题（10 分） 10 1-2 题，几个小问题四、简答题（15 分） 20 3-4 题五综合设计题（35 分） 20 1-2 大题，几个小问题提示的几个重点：1. Cache/主存系统的命中率和平均访问时间2. 组相联方式主存各个字段的位数划分，以及给出一个主存地址，写出它映射到 Cache中的哪一组。3.设有如下指令，目标操作数均为寄存器寻址，源操作数的寻址方式由下面每一条指令的注释给出，内存数据见表 1 所示；RI=12H；求顺序执行下列每一条指令的执行结果。（1）MOV R0, 15H ;
2、直接寻址 R0= （2）MOV R1, RI+5 ;变址寻址 R1= （3）MOV R3, R0 ;寄存器间接寻址 R3= 表 1单元地址 内容 单元地址 内容 单元地址 内容10H 80H 14H 33H 18H F0H 11H 90H 15H 20H 19H 03H12H 07H 16H 1BH 20H 10H13H 10H 17H 16H 21H 20H答案： 20H 16H 10H3. 给出浮点数的格式，写出两个浮点数的表示，以及两者进行加/减运算的结果。注意：MIPS 的三种类型指令的格式、意义和执行过程。MIPS 多周期 CPU 的硬布线设计过程。4.某 8 位模型机采用微程序控制
3、器，结构如图 1 所示。其中 MEM 为主存，R0R3是通用寄存器。各部件的控制信号均已标出，控制信号的命名准则是：符号前的是数据发送方部件， 符号后的是数据接收方部件， 并且控制信号中的 B 表示总线；J1#控制指令译码，其他读写信号具有普通意义。（1）图 1 中有 22 个微操作控制信号，另外 3 个信号 J1J3是用于转移的判别测试条件。在微指令中，控制字段采用直接控制法，判别测试字段采用译码法编码，下址字段 8 位，则微指令字长多少位？该模型机的控存容量是多少？（2）模型机的某条指令的微程序流程图如图 2 所示，写出该条指令的功能、寻址方式、指令第二字的含义。（3）写出 MEMIR 微
4、指令必须发送的微命令控制信号。（4）根据图 1 所示的数据通路，写出 ADD RD，ADDR指令的微程序流程图。指令功能为（RD）（ADDR）RD，即寄存器 RD 的内容加内存单元ADDR 的内容送回 RD 寄存器。指令格式如下：OP（4 位）RD（2 位）ADDRB I R后 继 微 地 址 转移 控 制 逻 辑微 控 器I R微 操 作 控 制 信 号 J 1 J 3I O RI O WO U T P U TU N I TI N P U TU N I TM E MA 7 - A 0M E M WM E M RD 7 - D 0B A RA 7 - A 0A RR S BB R DR D B
5、寄 存器 译码 电路R 0R 1R 3R 2A L US 0S 1B D A 2B D A 1A L U B移 位 器S 2S 3C iM2 9 9 BD A 1 D A 2P C + 1P C BB P CP C图 1 模型机结构框图P C A R ， P C + 1J 1 （ 散 转 至指 令 入 口 ）P C A R ， P C + 1D A 1 D A 2 P CM E M I R M E M D A 1P C D A 2图 2 微程序流程图解：（1） （4 分）微指令字长 32 位，22+2+8=32控存容量：256*32 = 1KB（2） （6 分）无条件转移指令 JMP，寻址方式
6、：相对寻址，指令第二字为相对偏移量。（3） （4 分）答： ，BIRMEMR（4） （6 分）P C A RP C + 1J 1 （ 散 转 至指 令 入 口 ）P C A R , P C + 1M E M A RM E M I R M E M D A 1R D D A 2D A 1 + D A 2 R D2. 设某 8 位计算机指令格式如下：OP（4 位）MOD（2 位） RD（2 位）ADDR/ DATA / DISP其中，RD 为目的寄存器号，MOD 为寻址方式码字段，指令第二字为地址、数据或偏移量；源操作数由 MOD 字段和指令第二字共同确定。除了 HALT 指令为单字指令外，其他指令
7、均为双字指令；各字段解释如表 1。表 1指令助记符 OP 指令助记符 OP MOD 寻址方式 RD 寄存器MOV 0000 SBB 0100 00 立即寻址 00 R0ADD 0001 JMP 1000 01 直接寻址 01 R1ADC 0010 10 变址寻址（SI ） 10 R2SUB 0011 HALT 1111 11 相对寻址 11 R3表 1 中 MOV、ADD、ADC、SUB 和 SBB 分别表示传送、不带进位加、带进位加、不带借位减和带借位减指令，且目的操作数都是 RD 寄存器。内存地址的部分单元内容如表 2，若（PC）00H，变址寄存器（SI）06H，则此时启动程序执行，则程序
8、执行的前三条指令如表 3，请填写完整。表 2单元地址 内容 单元地址 内容 单元地址 内容00H 01H 04H 39H 08H 10H 01H 10H 05H 05H 09H 20H02H 15H 06H F0H 0AH 90H03H 0AH 07H 03H 0BH 30H表 3指令序号 助记符 寻址方式 源操作数 执行结果1 2 3 答案：指令序号 助记符 寻址方式 源操作数 执行结果1 MOV R1,#10H 立即数寻址 10H R1=10H 2 ADD R1,0AH 直接寻址 90H R1=A0H 3 SUB R1,(SI+5) 变址寻址 30H R1=70H 1、 微程序控制器中，一条机器指令通常是由（）来解释执行的，微程序是存放在 （） 中的。A一段微程序 B一个微命令 C一条微指令D 主存储器 E控制存储器 F辅助存储器2、 下面哪一组存储器是永久性存储器（） ，哪一组是易失性存储器 （） 。ADRAM 和 Cache BROM 和外存C优盘和 Cache DEPROM 和 Cache3 已知一个指令系统 100 条指令，一条指令分取指令 2ms，计算地址 2ms，取操作数 2ms，执行指令 1ms，问采用流水线方式执行指令，110 条指令执行一遍需要（ ）ms.。A. 220 B. 213 C. 214 D.215
