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ST1 ST2 ST3 DT0 DT1 ET0 ET1 ET2 ET3 Read (MDR)→TEMP 清Repeat，1→DT (R1)→MAR Read，1→ET (TEMP)→Y (MDR)－(Y) →MDR Write END （3）MOV (R0)＋，(R1) 周期、节拍 FT0 FT1 FT2 FT3 ST0 ST1 ST2 ST3 DT0 DT1 ET0 ET1 操作流程 (PC)→MAR Read，(PC)＋1→PC (MDR)→IR 1→ST (R0)→MAR Read，(R0)＋1→R0 (MDR)→TEMP 1→DT (R1)→MAR Read，1→ET (TEMP)→MDR Write，END
6.7 试述组合逻辑控制器与微程序控制器的组成差别?
答：组合逻辑控制器采用组合逻辑技术实现，其微操作信号发生器是由门电路组成的复杂树形网络构成的。
微程序控制器采用存储逻辑实现，将微操作控制信号以编码字(即微指令)的形式存放在控制存储器中。执行指令时，通过依次读取一条条微指令，产生一组组操作控制信号，控制有关功能部件完成一组组微操作。
微程序控制器的设计思想和组合逻辑设计思想截然不同。它具有设计规整，调试、维修以及更改、扩充指令方便的优点，易于实现自动化设计。但是，由于它增加了一级控制存储器，所以指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。
6.8 何谓微命令、微操作、微指令、微周期? 答：
1)微命令：微命令是构成控制信号序列的最小单位。通常是指那些直接作用于部件或控制门电路的控制命令。 2)微操作：由微命令控制实现的最基本的操作称为微操作。
3)微指令：以产生一组微命令，控制完成一组微操作的二进制编码字称为微指令。微指令存放在控制存储器中。一条微指令通常控制实现数据通路中的一步操作过程。
4)微程序：一系列微指令的有序集合称为微程序。若干条有序的微指令构成的微程序，可以实现相应的一条
机器指令的功能。
6.9 微指令编码有哪几种常用方式?在分段编码方法中，分段的原则是什么?
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答：微指令编码的常用方式有：直接控制法、最短编码法、字段直接编码法、字段间接编码法等。 分段编码方法也称字段直接编码法，其分段的原则是：
①把互斥的微命令(即不允许同时出现的微命令)划分在同一字段内，相容的(即允许同时出现)微命令划分在不同字段内。
②字段的划分应与数据通路结构相适应。
③一般每个子字段应留出一个状态，表示本字段不发任何微命令。 ④每个子字段所定义的微命令数不宜大多，否则将使微命令译码复杂。
6.10 什么是起始微地址?什么是后继微地址?有哪几种形成方法?
6.11 试写出在微程序控制的模型机中执行下列指令的微程序流程。
（1）ADD (R0)，R1 （2）SUB X(R0)，(R1) （3）MOV (R0)＋，(R1)
主存储器M 6.12 右图为一CPU的结构框图。
（1）标明图中a、b、c、d四个寄存器的名称。 （2）简述取指令的操作流程。
a c （3）若加法指令格式与功能如下：
OP D
AC b 其功能为：(AC)＋(D)→AC
试分析执行加法指令的操作流程。
+1 ALU d
状态 操作
寄存器 控制器
6.12题图
答：（1）a：MDR b：IR c：MAR d：PC
(2) 取指令的操作流程：
① (PC)→MAR，Read，PC＋l→PC； 送指令地址，读主存，PC＋l送PC ② M→MDR→IR； 取指令到IR。
（3） 设D为直接地址，则加法指令(AC)＋(D)→AC的执行过程如下：
① (PC)→MAR，Read，PC＋l→PC； 送指令地址，读主存，PC＋l送PC ② (MDR)→IR； 取指令到IR
③ IR(D) →MAR，Read 按指令给出的直接地址访存，读取操作数 ④ (AC)＋(MDR)→AC 执行加法运算，结果保存到AC
6.13 某计算机有如下部件：
ALU，移位寄存器，指令寄存器IR， 主存储器M，主存数据寄存器MDR，
主存地址寄存器MAR，通用寄存器R0~R3， 暂存器C和D。
试将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。
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6.14 设R1、R2、R3、R4是CPU中的通用寄存器，请使用机器周期流程框图分别表示下列指令的执行流程。
（1）取数指令：LDA (R1)，R2
该指令是S-R型双操作数指令，R1为源操作数，R2为目的操作数 （2）存数指令：STA R3，(R4)
该指令是R-S型双操作数指令，R3为源操作数，R4为目的操作数
6.15 某计算机的运算器为三总线（B1 、B2 、B3）结构，B1和B3通过控制信号G连通。算术逻辑部件ALU
具有ADD、SUB、AND、OR、XOR等5种运算功能，其中SUB运算时ALU输入端为B1－B2模式，移位器SH可进行直送（DM）、左移一位（SL）、右移一位（SR）3种操作。通用寄存器R0、R1、R2都有输入输出控制信号，用于控制寄存器的接收与发送，如下图所示。
B3
B3→R0 B3→R1 B3→R2 DM
SL SH SR
R0 R1 R2
ADD SUB G ALU AND OR XOR R0→B2 R2→B2 R1→B2
B2
B1←R0 B1←R2 B1←R1 B1
6.15题图
试分别写出实现下列功能所需的操作序列。 （1）4(R0)＋(R1)→R1 （2）[(R2)－(R1)]／2→R1 （3）(R0)→R2
（4）(R0)∧(R1)→R0 （5）(R2)∨(R1)→R2 （6）(R2)⊕(R0)→R0 （7）0→R0
说明：∧表示与操作、∨表示或操作、⊕表示异或操作 答：（1）4(R0)＋(R1)→R1
R0→B1，R0→B2，ADD，SL，B3→R0；
R0→B1，R1→B2，ADD，DM，B3→R1 （2）[(R2)－(R1)]／2→R1
R2→B1，R1→B2，SUB，SR，B3→R1；
（3）(R0)→R2
R0→B1，R0→B2，AND，DM，B3→R2；
（4）(R0)∧(R1)→R0
R0→B1，R1→B2，AND，DM，B3→R0；
（5）(R2)∨(R1)→R2
R0→B1，R1→B2，OR，DM，B3→R2；
（6）(R2)⊕(R0)→R0
R2→B1，R0→B2，XOR，DM，B3→R0；
（7）0→R0
R0→B1，R0→B2，XOR，DM，B3→R0；
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6.16 现给出8条微指令I1~I8及所涉及的微命令（如下表所示）。请设计微指令控制字段格式，要求所使用的
控制位最少，并且保持微指令自身内在的并行性。
题6.16微指令表
微指令 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 a, b, c, d, e a, d, f, g b, h c c, e, g, i a, h, j c, d, h a, b, i 相关的微命令
6.17 请按断定方式实现下图的微程序流程的顺序控制。要求：
（1）给出微指令顺序控制字段格式（假定μMAR为6位）。 （2）给出各条微指令的二进制地址并编写实现此流程的微程序。 （3）画出地址修改逻辑电路。
A
B
IR6IR5=00 IR6IR5=01 IR6IR5=10 IR6IR5=11 a C E H K
CJ=0 CJ=1
b D I
F G
J
L
6.17题图
说明：图中每个方框代表一条微指令，分支点a由指令寄存器IR6IR5两位决定，分支点b由进位标志
CJ决定。
6.18 说明相关性对流水线的影响，并给出一些常用的解决方法。
6.19 假定某计算机的指令按取指、分析和执行三步骤处理，每步所需时间分别为tf 、td 、te，请分别计算满
足下列要求时，执行100条所花费的时间。 （1）依次串行执行。
（2）仅（K+1）取指与K执行重叠。 （3）仅（K+2）取指、（K+1）译码、K执行重叠。
6.20 在图6-53的流水线上处理下述程序段时会出现什么问题？如何解决这些问题？
（1）ADD R1，R2 （2）MOV R3，R1 （3）ADD R0，R4 （4）MOV (R4)，R5
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