【正文】 CPU執(zhí)行程序的軌跡圖如下：。設(shè)A、B、C中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間均為20m s。 B174。解：各中斷源屏蔽狀態(tài)見下表：中斷源屏蔽字01234I010010I111111I210110I300010I410111表中：設(shè)屏蔽位=1，表示屏蔽；屏蔽位=0，表示中斷開放。L0174。L4174。L3174。 L1174。解：A、B、C、D的響優(yōu)先級(jí)即處理優(yōu)先級(jí)。若中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為20181。當(dāng)INT=1時(shí)，進(jìn)入中斷周期，執(zhí)行中斷隱指令的操作。其狀態(tài)可由開、關(guān)中斷等指令設(shè)置。EINT——中斷允許觸發(fā)器，CPU中的中斷總開關(guān)。分析如下： 假設(shè)IF、ID、EX、WR每個(gè)階段耗時(shí)為t，則連續(xù)執(zhí)行n條指令采用二級(jí)流水線時(shí)，耗時(shí)為：4t+(n1)2t=(2n+2)t采用四級(jí)流水線時(shí)，耗時(shí)為：4t+(n1)t=(n+3)t在n1時(shí)，n+32n+2，可見四級(jí)流水線耗時(shí)比二級(jí)流水線耗時(shí)短，因此更能提高處理機(jī)速度。8. 什么是指令流水？畫出指令二級(jí)流水和四級(jí)流水的示意圖，它們中哪個(gè)更能提高處理機(jī)速度，為什么？答：指令流水是指將一條指令的執(zhí)行過程分為n個(gè)操作時(shí)間大致相等的階段，每個(gè)階段由一個(gè)獨(dú)立的功能部件來完成，這樣n個(gè)部件就可以同時(shí)執(zhí)行n條指令的不同階段，從而大大提高CPU的吞吐率。粗粒度并行是指在多個(gè)處理機(jī)上分別運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，由多臺(tái)處理機(jī)合作完成一個(gè)程序，一般用算法實(shí)現(xiàn)。即在同一時(shí)刻或同一時(shí)間段內(nèi)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上性質(zhì)相同或性質(zhì)不同的功能，只要在時(shí)間上存在相互重疊，就存在并行性。7. 什么叫系統(tǒng)的并行性？粗粒度并行和細(xì)粒度并行有何區(qū)別？答：所謂并行性包含同時(shí)性和并發(fā)性。5. 中斷周期前是什么階段？中斷周期后又是什么階段？在中斷周期CPU應(yīng)完成什么操作？答：中斷周期前是執(zhí)行周期，中斷周期后是取指周期。其次選擇好描述數(shù)據(jù)流的方法，無論采用什么樣的表達(dá)方式，其關(guān)鍵都要能清楚地反映數(shù)據(jù)在通路上流動(dòng)的順序，即強(qiáng)調(diào)一個(gè)“流”字。 （1）LDAX指令周期數(shù)據(jù)流程圖：（2）中斷周期流程圖如下： 常用的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)方式有直接連線、單總線、雙總線、三總線等形式，目前大多采用總線結(jié)構(gòu)，直接連線方式僅適用于結(jié)構(gòu)特別簡單的機(jī)器中。 （2）畫出中斷周期的數(shù)據(jù)流。 （1）畫出完成間接尋址的取數(shù)指令LDAX（將主存某地址單元X的內(nèi)容取至AC中）的數(shù)據(jù)流（從取指令開始）。4. 設(shè)CPU內(nèi)有下列部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU。3. 畫出指令周期的流程圖，分析說明圖中每個(gè)子周期的作用。 答：。 基址尋址可訪問存儲(chǔ)空間為：232字。（2）如采用基址尋址，則指令格式中應(yīng)給出基址寄存器號(hào)，以指定哪一個(gè)通用寄存器用作基址寄存器。 假設(shè)指令字長等于機(jī)器字長，試回答以下問題： 總之，不論采取何種方式，最終得到的實(shí)際地址應(yīng)是22位。 （8）為使一條轉(zhuǎn)移指令能轉(zhuǎn)移到主存的任一位置，尋址范圍須達(dá)到4M，除了采用(7) 方案一中的雙字長一地址指令的格式外，還可配置22位的基址寄存器或22位的變址寄存器，使EA = (BR) + A （BR為22位的基址寄存器)或EA =（IX）+ A(IX為22位的變址寄存器)，便可訪問4M存儲(chǔ)空間。指令尋址方式中增設(shè)頁面尋址。 方案三：在采用單字長指令（16位）格式時(shí)，還可通過頁面尋址方案使指令尋址范圍擴(kuò)大到4M。26 + EA 注：段尋址方式由硬件隱含實(shí)現(xiàn)。在完成指令尋址方式所規(guī)定的尋址操作后，得有效地址EA（6位），再由硬件自動(dòng)完成段尋址，最后得22位物理地址。 方案二：如果仍采用單字長指令（16位）格式，為使指令尋址范圍擴(kuò)大到4M，可通過段尋址方案實(shí)現(xiàn)。（7）方案一：為使指令尋址范圍可擴(kuò)大到4M，需要有效地址22位，此時(shí)可將單字長一地址指令的格式改為雙字長，如下圖示：OP（7位）MOD（3位）A（高6位）A（低16位）變址尋址由于變址寄存器的內(nèi)容由用戶給定，而且在程序的執(zhí)行過程中允許用戶修改，而其形式地址始終不變，故變址尋址的指令便于用戶編制處理數(shù)組問題的程序。 （6）上述六種尋址方式中，因立即數(shù)由指令直接給出，故立即尋址的指令執(zhí)行時(shí)間最短。 （3）由于存儲(chǔ)字長為16位，故一次間址的尋址范圍為216；若多次間址，需用存儲(chǔ)字的最高位來區(qū)別是否繼續(xù)間接尋址，故尋址范圍為（4）立即數(shù)的范圍為32——31（有符號(hào)數(shù)），或0——63（無符號(hào)數(shù)）。 解：（1）單字長一地址指令格式： （3）一次間址和多次間址的尋址范圍；16位，且存儲(chǔ)字長等于指令字長，若該機(jī)指令系統(tǒng)可完成108種操作，操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、變址、基址、相對(duì)、立即等六種尋址方式，試回答：（1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用；(IX)+12）先間址再變址尋址過程簡單示意如下：EA=(IX)+(A)，IX174。 解：1）先變址再間址尋址過程簡單示意如下： 略。答：略。1時(shí)（N/26 + M/212 向上取整），K最大，則二地址指令最多有：Kmax=161=15種（只留一種編碼作擴(kuò)展標(biāo)志用。若零地址指令有M條，一地址指令有N種，則二地址指令最多有幾種？若操作碼位數(shù)可變，則二地址指令最多允許有幾種？解：1）若采用定長操作碼時(shí)，二地址指令格式如下：OP（4位）A1（6位）A2（6位）設(shè)二地址指令有K種，則：K=24MN當(dāng)M=1（最小值），N=1（最小值）時(shí)，二地址指令最多有：Kmax=1611=14種3） 若采用變長操作碼時(shí)，二地址指令格式仍如1）所示，但操作碼長度可隨地址碼的個(gè)數(shù)而變。答：對(duì)于二地址指令而言，操作數(shù)的物理地址可安排在寄存器內(nèi)、指令中或內(nèi)存單元內(nèi)等。在一地址指令中，另一個(gè)操作數(shù)的地址通?？刹捎肁CC隱含尋址方式獲得。4. 零地址指令的操作數(shù)來自哪里？？各舉一例說明。2. 什么叫尋址方式？為什么要學(xué)習(xí)尋址方式？答：參看P310。 七 6）單重分組跳躍進(jìn)位是并行進(jìn)位和串行進(jìn)位技術(shù)的結(jié)合；雙重分組跳躍進(jìn)位是二級(jí)并行進(jìn)位技術(shù)；特別注意在位數(shù)較少時(shí)，雙重分組跳躍進(jìn)位可以采用全先行進(jìn)位技術(shù)實(shí)現(xiàn)；位數(shù)較多時(shí)，可采用雙重分組跳躍進(jìn)位和串行進(jìn)位技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)。 4）181為4位片，無法5533分組，只能4444分組； 2）為強(qiáng)調(diào)可比性，5533分組時(shí)不考慮扇入影響； 結(jié)論：雙重分組并行進(jìn)位的最長進(jìn)位時(shí)間只與組數(shù)和級(jí)數(shù)有關(guān)，與組內(nèi)位數(shù)無關(guān)。 4—4—4—4分組的進(jìn)位時(shí)間=180。 5—5—3—3分組的進(jìn)位時(shí)間=180。 5—5—3—3分組的16位雙重分組并行進(jìn)位鏈框圖如下： 解：（1）4—4—4—。 [xy]補(bǔ)=00，101； 010（1）=00，100； 101 （尾數(shù)左規(guī)1次，階碼減1）4）舍入：[x+y]補(bǔ)=00，101； 011（舍）[xy]補(bǔ) 不變5）溢出：無則：x+y=2101（ 101）xy =2100（ 011）32. 設(shè)機(jī)器字長為16位，分別按4和3分組后， [Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)= + （1）= （1）2） 結(jié)果規(guī)格化： [x]補(bǔ)=0，101； 011, [y]補(bǔ)=0，100； 0011）對(duì)階：[DE]補(bǔ)=00，101+11，100=00，001 0，應(yīng)Ey向Ex對(duì)齊，則：[Ey]補(bǔ)+1=00，100+00，001=00，101=[Ex]補(bǔ)[y]補(bǔ)=0，101； 000（1）2）尾數(shù)運(yùn)算： xy =2100 000（3）x=2101（ 101）,y=2100（ 111） [Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)= + = 3）結(jié)果規(guī)格化： [x+y]補(bǔ)=11，110； 000,已是規(guī)格化數(shù) [xy]補(bǔ)=11，110； 110 =11，100； （尾數(shù)左規(guī)2次，階碼減2）4）舍入：無 5）溢出：無則：x+y=2010（ 000） [Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)= + 11. 100001 = 2）尾數(shù)運(yùn)算： [xy]補(bǔ)=11，110； 010, 已是規(guī)格化數(shù)。 [Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)= 110 + 100=[Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)= 110 + = 010 3）結(jié)果規(guī)格化： （3）x=2101（ 101），y=2100（ 111)。 （1）x=2011 100，y=2010（ 100）； [A]補(bǔ)=0 1110011, [B]補(bǔ)=1，110 1000 [A+B]補(bǔ)= 0 1110011 + 1 1101000 = 0 1011011——無溢出 A+B= 101 1011B = 91，計(jì)算[x177。 [A]補(bǔ)=1 010 1001, [B]補(bǔ)=0 011 0101, [B]補(bǔ)=1 100 1011[AB]補(bǔ)= 1 0101001 + 1 1001011 = 0 1110100 —— 溢出（5）A=115= 111 0011B, B= 24= 11 000B [A]補(bǔ)= 0010, [B]補(bǔ)= 1100[A+B]補(bǔ)= + = ——無溢出A+B= 0010B = 17/64 （5）A=115，B=24，求A+B。 （4）A=87，B=53，求AB。 （3）A=3/16，B=9/32，求A+B。 （2）A=19/32，B=17/128，求AB。 （1）A=9/64， B=13/32，求A+B。解：算術(shù)左移一位： [x1]原= 0100；正確 [x2]原= 0000；溢出（丟1）出錯(cuò) [x3]原= 0010；正