計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)習(xí)期末總結(jié)(編輯修改稿)
2025-10-25 12:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，ROM和RAM的容量分別為2K和8K，ROM的首地址為0000H，RAM的末地址為3FFFH。(1)ROM存儲(chǔ)器區(qū)域和RAM存儲(chǔ)器區(qū)域的地址范圍分別為多少?(2)畫出存儲(chǔ)器控制圖及與CPU的連接圖。解：（1）ROM的首地址為0000H，ROM的總?cè)萘繛?K8；RAM的末地址為3FFFH，RAM的總?cè)萘繛?K8，所以首地址為：2000H。（2）設(shè)計(jì)方案（3）方法一以內(nèi)部地址多的為主，地址譯碼方案為：用A13來(lái)選擇，當(dāng)A13=1時(shí)選RAM，當(dāng)A13A12A11=000時(shí)選ROM，如圖所示。4）方法二以內(nèi)部地址少的為主，地址譯碼方案為：用A13A12A11作譯碼器輸入，則Y0選ROM，YYYY7均選RAM，如圖所示。 8位的ROM芯片和8K4位的RAM芯片組成存儲(chǔ)器，按字節(jié)編址，其中RAM的地址為2000H~7FFFH，ROM的地址為9000H~BFFFH，畫出此存儲(chǔ)器組成結(jié)構(gòu)圖及與CPU的連接圖。解：RAM的地址范圍展開為001 0000000000000~011 11111111111，A12A0從0000H~1FFFH，容量為8K，高位地址從001~011 所以RAM的容量為8K3=24K。RAM用8K4的芯片組成，需8K4的芯片共6片。ROM的地址范圍展開為1001 000000000000~1011 111111111111，A11A0從000H~FFFH，容量為4K，高位地址A15A14A13A12,從1001~1011，所以ROM的容量為4K3=12K。ROM用4K8的芯片組成，需4K8的芯片3片。地址譯碼方案：用A15A14A13A12作譯碼器輸入，則Y2和Y3選RAM1，Y4和Y5選RAM2，Y6和Y7選RAM3，Y9選ROM1，Y10選ROM2，Y11選ROM3。儲(chǔ)器的組成結(jié)構(gòu)圖及與CPU的連接圖如圖所示。第六章 ：用以存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。PC程序計(jì)數(shù)器：即指令地址寄存器。存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址或下一條指令地址。指令地址形成:(PC)+1PC?；? 轉(zhuǎn)移指令修改其內(nèi)容。時(shí)序控制信號(hào)形成部件：根據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的需要，產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序控制信號(hào) 指令譯碼器：對(duì)指令寄存器中的操作碼進(jìn)行分析解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。脈沖源：脈沖源產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)作為整個(gè)機(jī)器的時(shí)鐘脈沖，是機(jī)器周期和工作脈沖的 基準(zhǔn)信號(hào)。：1）當(dāng)指令取入IR中以后，根據(jù)操作碼進(jìn)行譯碼，得到相應(yīng)指令的第一條微指令的地址。2）指令譯碼部件可用只讀存儲(chǔ)器組成，將操作碼作為只讀存儲(chǔ)器的輸入地址，該單元的內(nèi)容即為相應(yīng)的微指令在控制存儲(chǔ)器中的地址。3）根據(jù)控制存儲(chǔ)器中的地址從控制存儲(chǔ)器取出微指令，并將它存放在微指令寄存器中。4）控制字段各位的輸出通過(guò)連接線直接與受控制的門相連，于是就提供了在本節(jié)所提出的控制信號(hào)。，除了操作控制信號(hào)的形成方法和原理有差別外，其余的組成部分沒有本質(zhì)上的差別。最顯著差異為兩點(diǎn)： 1）實(shí)現(xiàn)微程序控制器的控制功能是在存放微程序的控制存儲(chǔ)器和存放當(dāng)前正在執(zhí)行的微指令的寄存器直接控制下實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn):電路比較規(guī)整，:電路顯得零亂且復(fù)雜，尤其是指令系統(tǒng)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)，一般都采用微程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。2）性能微程序控制的速度比硬布線控制的速度低，例如在RISC(精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī))中，一般選用硬布線邏輯。習(xí)題 ，平均每條指令由12條微指令組成，其中有一條取指微指令是所有指令公用的，設(shè)微指令長(zhǎng)度為32位。請(qǐng)算出控制存儲(chǔ)器容量。解：微指令所占的單元總數(shù)：(801280+1) 32=（8011+1) 32 =881 32 所以控制存儲(chǔ)器容量可選IK 32。~I8所包含的微命令控制信號(hào)。試設(shè)計(jì)微指令控制字段要求所用的控制位最少，而且保持微指令本身內(nèi)在的并行性。解：微指令與包含的命令對(duì)應(yīng)表如表所示。從表中可知，E、F、H及B、I、J分別兩兩互斥，所以微指令控制字段格式設(shè)計(jì)如下：，微指令字長(zhǎng)24位，水平型編碼控制的微指令格式，斷定方式，共有微命令30個(gè)，構(gòu)成4個(gè)相斥類，各包含5個(gè)、8個(gè)、14個(gè)和3個(gè)微命令，外部條件共3個(gè)。（1）控制存儲(chǔ)器的容量應(yīng)為多少?（2）設(shè)計(jì)出微指令的具體格式。解：（1）30個(gè)微命令構(gòu)成4個(gè)相斥類，其中5個(gè)相斥微命令需3位編碼；8個(gè)相斥微命令需4位編碼，14個(gè)相斥微命令需4位編碼，3個(gè)相斥微命令需2位編碼：外部條件3個(gè),采用斷定方式需2位控制位。以上共需15位。微指令字長(zhǎng)24位，采用水平型編碼控制的微指令格式，所以還剩9位作為下址字段，這樣控制存儲(chǔ)器的容量應(yīng)為512）微指令的具體格式如圖所示。，它具有+(加)、(減)、M(傳送)種操作。（1）寫出圖中1~12表示的運(yùn)算器操作的微命令。（2）指出相斥性微操作。（3）設(shè)計(jì)適合此運(yùn)算器的微指令格式。解:（1）圖中1~12表示的運(yùn)算器操作的微命令分別為：1：+ 2：3：M 4：R1→A 5：R2→A 6：R3→A 7： R3→B 8：R2→B 9：R1→B 10： BUS→R1 11： BUS→R2 12： BUS→R3（2）以下幾組微命令是相斥的：1：+ 2：3：M 4：R1→A 5：R2→A 6：R3→A 7： R3→B 8：R2→B 9：R1→B 10： BUS→R1 11： BUS→R2 12： BUS→R3（3）此運(yùn)算器的微指令格式如圖所示。，其存儲(chǔ)器容量為51240(位)，微程序在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序的條件共12個(gè)，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式，如下所示:解：（1）假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有12個(gè)轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位，下地址字段為9位。由于控制容量為512單元，微命令字段是(4049)=27位。（2）對(duì)應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框如圖所示：其中微地址寄存器對(duì)應(yīng)下地址字段，P字段即為判別測(cè)試字段，控制字段即為微命令子段，后兩部分組成微指令寄存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令寄存器OP碼，和各狀態(tài)條件：以及判別測(cè)試字段所給的判別標(biāo)志(某一位為1)，其輸出修改微地址寄存器的適當(dāng)位數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)微程序是分支轉(zhuǎn)移。，其中包括一個(gè)累加寄存器AC、一個(gè)狀態(tài)寄存器和其他四個(gè)寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。(1)。(2)簡(jiǎn)述取指令的數(shù)據(jù)通路。(3)簡(jiǎn)述完成指令LDA X的數(shù)據(jù)通路（X為內(nèi)存地址，LDA功能為(X)→(AC)）(4)簡(jiǎn)述完成指令A(yù)DD Y的數(shù)據(jù)通路(Y為內(nèi)存地址，ADD功能為(AC)+(Y)→(AC))。(5)簡(jiǎn)述完成指令STA Z的數(shù)據(jù)通路(Z為內(nèi)存地址,STA功能為(AC)→(Z))。解:(1)A為數(shù)據(jù)緩沖寄存器MDR，B為指令寄存器IR，C為主存地址寄存器MAR，D為程序計(jì)數(shù)器PC。(2)取指令的數(shù)據(jù)通路：PC→MAR → MM → MDR → IR(3)指令LDA X的數(shù)據(jù)通路：X → MAR → MM → MDR → ALU → AC(4)指令A(yù)DD Y的數(shù)據(jù)通路：Y → MAR → MM → MDR → ALU → ADD → AC(5)指令STA Z的數(shù)據(jù)通路：Z → MAR，AC → MDR → MM第十章(1)關(guān)中斷，進(jìn)入不可再
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