1、第三次作业：第 4章 P112习题 1313. 某微机的指令格式如下所示：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 = 011001 11 00100011 B X=11，D=23H，是相对寻址，有效地址 E=(PC)+D=1234H+23H=1257H（2）
2、4444H = 010001 00 01000100 B X=00，D=44H，是直接寻址，有效地址 E=D=44H （3）1282H = 000100 10 10000010 B X=10，D=82H，是 X2变址寻址，有效地址 E=(X2)+D=1122H+82H=11A4H （4）4321H = 010000 11 00100001 B X=11，D=21H，是相对寻址，有效地址 E=(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
3、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，R 1o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
4、3oA 总线B 总线习题 22 数据通路解：STA R1, (R2) (R1) (R2)PCARMDRDRIRR2ARR1DRDRMPCo, 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。解：LDA (R3), R0 (R3) R0PCARMDRDRIRR3ARMDRDRR0MPCo, G, ARiR/W = RDRo, G, IRiR3o, G,
5、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）S I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11WB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11MEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12EX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6、 11 12 13 14IF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 T或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 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
7、 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（2）在 15个周期内，共输入 15条指令，输出 11条指令，则吞吐率 = 11/(15x100ns) = 11/(15x100x10 -9s) =7.3x106条指令/秒 = 7.3MIPS25. 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（2）WAR（3）RAW / WAW
