計算機原理與設(shè)計習(xí)題-在線瀏覽
2025-03-07 20:01本頁面
【正文】 上使能端 e的 32位 D觸發(fā)器（ dffe32）。 10 用補碼計算下列各式中兩個數(shù)的和。 （ 1） x= y= （ 2） x= y= 解： ][][][][][1??? ??????補補補補補）（yxyxyx][][][0010100.1111000.0010100.][1111000.][2??? ??????補補補補補上溢）（yxyxyx12 用補碼 Booth乘法計算 x=,y= 的積 x*y。 ?參考代碼 在 ALU中添加一位標(biāo)志位 v（輸出），判斷帶符號數(shù)計算時的溢出 。 ?參考代碼 用功能描述風(fēng)格的 Verilog HDL設(shè)計單周期 CPU。 若 x 的類型為 int，則 x 的值為 ； 對 R1 進行算術(shù)左移 4 位后的值在屏幕上顯示為 ； 對 R1 算術(shù)右移 4 位后為 ； 對 R1 邏輯右移 4 位后為 。 假設(shè) i 和 k 對應(yīng)于寄存器 $s3 和 $s5，數(shù)組 save 的基址存放在 $s6 中，對應(yīng)的 MIPS 匯編代碼為： 假定 loop 的開始位置在內(nèi)存 80000 處，則上述循環(huán)的 MIPS 機器碼為： 根據(jù)上述給出的敘述，回答下列問題。 （ 7） 指令“ j loop”的操作碼是什么（用二進位表示） ? （ 8） MIPS 中分支指令和跳轉(zhuǎn)指令的跳轉(zhuǎn)范圍分別是什么 ? （ 9） 數(shù)組 save 的每個元素占幾個字節(jié) ? 17 （ 1） 上述給出的 MIPS 機器碼中有一處錯誤，你能找出來嗎 ? 答：第一條指令中的倒數(shù)第二個字段的值應(yīng)該是 2，而不是 4，表示左移的位數(shù)。從上圖可看出，每條指令 32 位，占 4 個地址，所以一個地址中有 8 位。 答：因為這是左移指令，左移 2 位，相當(dāng)于乘 22=4。 （ 5） $t0 和 $s6 的編號各為多少 ? 答：從第 3 和 4 條指令，可看出 $t0 的編號為 8，第 2 條指令看出 $s6 的編號為 22。 答： Exit 的值是 80024，其含義是循環(huán)結(jié)束時跳出循環(huán)后執(zhí)行的首條指令的地址，由當(dāng)前條件轉(zhuǎn)移指令（分支指令）的地址 80012，加上 4 得到下條指令的地址，然后再加上相對位移量 2*4 得到。（如果答 Exit 為 2 也算對，此時其含義就是轉(zhuǎn)移到的目標(biāo)指令相對于當(dāng)前條件轉(zhuǎn)移指令的指令條數(shù)，所以計算時，需要將指令條數(shù)轉(zhuǎn)換為地址位移量，所以要乘以 4。 19 （ 8） MIPS 中分支指令和跳轉(zhuǎn)指令的跳轉(zhuǎn)范圍分別是什么 ? 答：因為分支指令（條件轉(zhuǎn)移指令）的相對位移量的范圍為： 215 到 +（ 2151），但這是相對于分支指令的下條指令而言的，所以，相對于當(dāng)前分支指令而言，轉(zhuǎn)移范圍為： （ 2151）到 +215 條指令。 因為無條件跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址范圍為： 0 到 2261（相對于下條指令），所以，相對于本條指令而言，其轉(zhuǎn)移范圍為： 1 到 226 條指令。 （ 9） 數(shù)組 save 的每個元素占幾個字節(jié) ? 答：因為每次循環(huán)取數(shù)，其下標(biāo)地址都要乘以 4，所以是 4 個字節(jié)。 21 解 ： 方式（ 1）： 時鐘周期由最長指令來決定，應(yīng)定 load指令，為 40ns； 一條 load指令的執(zhí)行時間：取指令 10ns，讀寄存器堆 5ns，ALU計算地址 10ns，讀存儲器 10ns，寫寄存器堆 5ns，總的時間是 40ns。 單周期 CPU用一個時鐘周期執(zhí)行一條指令，而確定時鐘周期的時間長度時要考慮執(zhí)行時間最長的指令，以此定出 CPU的時鐘頻率，不管指令的復(fù)雜程度如何，單周期CPU都花費相同的時間去執(zhí)行，這造成了時間上的浪費； 多周期 CPU的中心思想是把一條指令的執(zhí)行分成若干個小周期，根據(jù)每條指令的復(fù)雜程度使用不同的小周期去執(zhí)行，這可以更有效利用時間，有利于流水線設(shè)計，但控制部件較單周期 CPU的更復(fù)雜一些。假設(shè)多周期 CPU的一個時鐘周期是 4ns，而單
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