第6章 中央处理器

一、选择题

1、Intel C 是一个具有16位数据总线的32位CPU。

A．80286 B．80386DX C．80386SX D．80486DX2 2、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是 B 。

A．指令寄存器 B．程序计数器 C．地址寄存器 D．状态条件寄存器 3、状态寄存器用来存放 D 。

A．算术运算结果 B．逻辑运算结果 C．运算类型 D．算术、逻辑运算及测试指令来执行

4、在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是 C 。 A．每一条机器指令由一条微指令来执行 B．一条微指令由若干条机器指令组成

C．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释执行 D．一段微程序由一条机器指令来执行 5、计算机主频的周期是指 B 。

A．指令周期 B．时钟周期 C．CPU周期 D．存取周期 6、一节拍脉冲持续的时间长短是 C 。

A．指令周期 B．机器周期 C．时钟周期 D．以上都不对 7、以硬连线方式构成的控制器也称为 A 。

A．组合逻辑型控制器 B．微程序控制器 C．存储逻辑型控制器 D．运算器 8、微程序存放在 A 中。

A．控制存储器 B．RAM C．指令寄存器 D．内存储器

9、微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数 B ，用它编写的微程序 D 。

A．较少 B．较多 C．较长 D．较短 二、简答题

1.问程序控制器有何特点？

答：微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三大部分组成。与组合逻辑控制器比较，微程序控制器具有规整性、可扩展性等优点，是一种用软件方法来设计硬件的技术。它可实现复杂指令的操作控制，且极具灵活性，可方便的增加和修改指令。 2.控制器的控制方式解决什么问题？有哪几种基本控制方式？

答：计算机的基本工作由指令控制。指令的操作不仅涉及CPU内部，还涉及内存和I/O接口。另外，指令的繁简程度不同，所需要的执行时间也有很大差异。如何根据具体情况实施不同的控制，就是控制方式所要解决的问题。控制器有三种控制方式：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。

3.什么是指令周期、机器周期（CPU周期）和时钟周期？指令的解释有哪3种控制方式？ 答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间。CPU周期也称为机器周期，通常指从内存读取一个指令字的最短时间。时钟周期又称节拍周期，是处理操作的最基本单位。指令周期包含若干个CPU周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期。指令的解释有组合逻辑型、存储逻辑型和结合型3种控制方式。 三、综合体

２．若某机主频为200MHZ，每个指令周期平均为2.5个cpu周期，每个cpu周期包括两个主频周期，问：

（１）该机平均指令执行速度为多少MIPS?

主频为200MHZ，主频周期=1/200MHZ=0.005μs 一条指令执行周期为：2*2.5*1/200=0.025μs 平均指令执行速度=1/0.025=40MIPS （２）若主频不变，但每条指令平均包括5个cpu周期，每个cpu周期又包含4个主频周期，平均每条指令执行速度为多少MIPS?

每条指令包括5个CPU周期，每个CPU周期包含4个主频周期，一条指令执行时间为：4*5*0.005μs=0.1μs

平均指令执行速度= 1/0.5=10MIPS ３． （１）略 （２）

PC→MAR M→MDR MDR→IR PC+1→PC PC→BUS,BUS→MAR R MDR→BUS,BUS→IR +1PC MOVR0,R1 MOV(R0),R1 MOVR0,(R1) R0→BUS R0→BUS R1→MAR R0→MDR MDR→M BUS→R1 BUS→MAR M→MDR MDR→R1 R MDR→BUS,BUS→R1 R1→BUS, BUS→MAR R0→BUS,BUS→MDR R

三条MOV指令操作流程图

指令操作流程及微操作序列

PC→MAR PC→BUS MM→MDR R MDR→IR MDR→IR R2→A R2→A R1→MAR R1→MAR MM→MDR MM→MDR MDR→B MDR→BUS,BUS→B A+B→MDR +,移位器→BUS,BUS→MDR MDR→MM W ４．设某个一个任务需要8个加工部件加工才能完成，每个加工部件加工需要时间为T，先采用流水线加工方式，要完成一百个任务，共需要多少时间？ 答：（100+7）*T=107T

在饱和段流水线每T时间完成一个任务，流水线满负荷工作。

5．今有4级流水线，分别完成取指、指令译码并取数、运算、送结果四步操作。假设完成各步操作的时间依次为100ns、100ns、80ns、50ns。请问： （１）流水线的操作周期应设计为多少？

流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线时钟周期性 ，故取100ns。 （２）若相邻两条指令发生数据相关，硬件上不采取措施，那么第2条指令要推迟多少时间进行？

遇到数据相关时，就停顿第2条指令的执行；

直到前面指令的结果已经产生，因此至少需要延迟2个时钟周期。

（３）如果再硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？ 如采用专用通路技术，就可使流水线不发生停顿。

第7章 系统总线

一、选择题

1、CPU芯片中的总线属于 A 总线。

A．内部 B．局部 C．系统 D．板级 2、下面所列的 D 不属于系统总线接口的功能。

A．数据缓存 B．数据转换 C．状态设置 D．完成算术及逻辑运算

3、在 A 的计算机系统中，外围设备可以和主存储器单元统一编址。 A．单总线 B．双总线 C．三总线 D．以上三种都可以

4、数据总线、地址总线、控制总线三类是根据 B 来划分的。 A．总线所处的位置 B．总线传送的内容 C．总线的传送方式 D．总线的传送方向 5、为协调计算机系统各部件工作，需有一种器件来提供统一的时钟标准，这个器件是 C 。 A．总线缓冲器 B．总线控制器 C．时钟发生器 D．操作命令产生器 6、系统总线中地址线的功能是 D 。 A．用于选择主存单元地址 B．用于选择进行信息传输的设备 C．用于选择外存地址

D．用于指定主存和I/O设备接口电路的地址 7、CPU的控制总线提供 D 。 A．数据信号流

B．所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号 C．来自I/O设备和存储器的响应信号 D．B和C

8、在菊花链方式下，越靠近控制器的设备 A 。

A．得到总线使用权的机会越多，优先级越高 B．得到总线使用权的机会越少，优先级越低 C．得到总线使用权的机会越多，优先级越高 D．得到总线使用权的机会越少，优先级越低

9、在计数器定时查询方式下，若计数从一次中止点开始，则 C 。

A．设备号小的优先级高 B．设备号大的优先级高 C．每个设备使用总线的机会相等 D．以上都不对 10、在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则 A 。

A．设备号小的优先级高 B．设备号大的优先级高 C．每个设备使用总线的机会相等 D．以上都不对 11、在独立请求方式下，若有几个设备，则 A 。 A．有几个总线请求信号和几个总线响应信号