cpu基本组成练习

cpu基本组成练习 1、CPU中有哪些主要寄存器,简述这些寄存器的功能。 2、PC(程序计数器)的功能是什么,如果MAR(主存地址寄存器)具有自行增量的功能，可以用它取代PC吗,为什么, 3、 CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线示数据通路，箭头表示信息传送方向。 (1)标明图中四个寄存器的名称。 (2)简述指令从主存取到控制器的数据通路。 (3)简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。 4、写出加法指令ADD [R1]，R0的微操作步骤。 要点: 程序计数器用来存放将要执行指令在存储器中的位置。MAR不能取代PC，因为要实现程序的转移，须将目标地址置入程序计数器PC中。 要点:1)AR?PC 2)读主存，IR?读出内容;PC?PC+1 3)ALU?0,ALU?R1，+，MAR?ALU 4)读主存，MDR?读出内容; 5)写主存，ALU?R0,ALU?MDR，+，数据总线?ALU 1(某系统有100条指令，若采用定长操作码方式，操作码长度是多少,若采用变长操作码方式，假设100条指令中有10%的指令使用频繁，按扩展操作码法该指令系统的格式，并确定平均操作码的长度。 4.4 2(设计算机的主存储器为64K×16位，采用直接地址映像方式的高速缓存容量为1K字，每块4字。 (1)主存储器的地址分为哪几个字段,每个字段的位数是多少, (2)高速缓存地址的标志字段、块号和块内地址字段分别有多少位, (3)高速缓存中可装入多少块数据, 3(假定一个32位的微处理器，指令字长32位，每条指令由两部分组成，其中第一个字节为操作码，剩余的为立即数或操作数地址。 (1) 可直接访问的最大主存空间是多少? 程序计数器和指令寄存器各需要多少位? (2) (3)该微处理器运算电路是多少位, 4(根据操作数所在的位置，指出其寻址方式。 (1) 操作数在寄存器中，是什么寻址方式, (2) 操作数地址在寄存器中，是什么寻址方式, (3) 操作数在指令中，是什么寻址方式, (4) 操作数地址在指令中，是什么寻址方式, (5) 操作数地址为某一寄存器中的内容与位移量之和，可以是什么寻址方式, (6) 操作数地址采用默认寄器，是什么寻址方式, 5(为什么从主存储器到 cache的数据传送是以数据块为单位进行的,在什么情况下需要进行主存到cache的数据传送, 要点:依据访存的局部性原理，一个单元被CPU访问，则和它相邻的若干单元很可能也被访问，因此把一块数据调入有利于提高CACHE的命中率。当某一单元访问失效时，就把该单元所在的块调入CACHE。 6(指令和数据都存放在主存，如何识别从主存储器中取出的是指令还是数据, 要点:指令和数据都存放在主存，它们都以二进制代码的形式出现，区分的方式有: 1) 从主存中取出的机器周期不同。取指周期取出的是指令， 取数或执行周期取出的是 数据。 2) 取指令和取数据时地址的来源不同。指令地址来源于程序计数器PC，数据地址来源 于地址形成部件。