第五章中央处理器练习题答案.

5.3练习题一、选择题1.CPU是指（B）。A.控制器；B.运算器和控制器；C.运算器、控制器和主存。2.指令周期是（C）。A.CPU执行一条指令的时间；B.CPU从主存中取出一条指令的时间；C.CPU从主存中取出一条指令加上执行这条指令的时间。3.下列叙述正确的是（A）。A.同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作；B.同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作；C.同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作。4.下列说法中（B）是正确的。A.指令周期等于机器周期；B.指令周期大于机器周期；C.指令周期是机器周期的两倍。5.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。A.每一条机器指令由一条微指令来执行；B.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行；C.一段机器指令组成的程序可由一个微程序来执行。6.微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令的地址的问题，通常用的一种方法是断定方式，其基本思想是（C）。A.用微程序计数器来产生后继微指令地址；B.通过指令中指定一个专门字段来产生后继微指令地址；C.由设计者在微指令代码中指定，或者由设计者指定的判别测试字段控制产生后继微指令地址。7.广泛应用于IBMPC中的Intel8088CPU是（C）。A.8位微处理器；B.16位微处理器；C.准16位微处理器。8.广泛应用于IBMPC中的Intel8086CPU是（A）。A.16位微处理器；B.准16位微处理器；C.准32位微处理器。9.Intel80386是32位微处理器，Intel80486是（B）位微处理器。A.16；B.32；C.64。10.用PLA器件设计的控制器称为PLA控制器，从技术实现的途径来看，PLA控制器是一种（C）。A.用存储逻辑技术设计的控制器；B.用组合逻辑技术设计的控制器；C.用组合逻辑技术和存储逻辑技术设计的控制器。11.指令寄存器的位数取决于（B）。A.存储器的容量；B.指令字长；C.机器字长。12.微指令格式中，（A）。A.垂直型微指令采用较长的微程序结构去换取较短的微指令结构；B.垂直型微指令采用较短的微程序结构去换取较长的微指令结构。13.与微指令的指令周期对应的是（B）。A.指令周期；B.机器周期；C.节拍周期；D.时钟周期。14.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的结果状态。15.CPU内通用寄存器的位数取决于（B）。A.存储器容量；B.机器字长；C.指令的长度；D.CPU的引脚数。16.程序计数器属于（C）。A.运算器；B.存储器；C.控制器；D.I/O接口。17.指令（A）从主存中读出。A.总是根据程序计数器PC；B.有时根据程序计数器PC，有时根据转移指令；C.根据地址寄存器MAR；D.有时根据PC，有时根据MAR。18.取指令操作（D）。A.受到上一条指令的操作码控制；B.受到当前指令的操作码控制；C.受到下一条指令的操作码控制；D.是控制器固有的功能，不需要在操作码控制下进行。19.某寄存器中的值有时是地址，有时是数据，这只有计算机的（A）才能识别它。A.译码器；B.判断程序；C.指令；D.时序信号。20.以下说法错误的是（C）。A.控制器的控制方式反映了时序信号的定时方式；B.同步控制方式的特点是系统有一个统一的时钟，所有的控制信号均以此为依据；C.异步控制方式中有集中的时序信号产生及控制部件；D.联合控制方式是同步和异步控制方式的结合。21.同步控制是（C）。A.只适用于CPU控制的方式；B.只适用于外围设备控制的方式；C.由统一时序信号控制的方式；D.所有指令执行时间都相同的方式。22.在计算机中，存放微指令的控制存储器属于（D）。A.外存；B.内存；C.高速缓存；D.CPU。23.计算机操作的最小时间单位是（A）。A.时钟周期；B.指令周期；C.CPU周期；D.微指令周期。24.下列部件中不属于执行部件的是（A）。A.控制器；B.存储器；C.运算器；D.外设。25.计算机主频的周期是指（A）。A.时钟周期；B.指令周期；C.存取周期。26.一个节拍信号的宽度是指（C）。A.指令周期；B.机器周期；C.时钟周期。27.在取指令操作之后，程序计数器中存放的是（C）。A.当前指令的地址；B.程序中指令的数量；C.下一条（顺序执行的）指令的地址。28.直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址码送入（A）。A.PC；B.地址寄存器；C.累加器。29.以下叙述中（B）是错误的。A.指令周期的第一个操作是取指令；B.所有指令的取指令操作都是相同的；C.在指令长度相同的情况下，所有指令的取指操作都是相同的。30.在单总线结构的CPU中，连接在总线上的多个部件（B）。A.某一时刻只有一个可以向总线发送数据，并且只有一个可以从总线接收数据；B.某一时刻只有一个可以向总线发送数据，但可以有多个同时从总线接收数据；C.可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接收数据。31.在单总线结构的CPU中（C）。A.ALU的两个输入端都可与总线相连；B.ALU的一个输入端与总线相连，其输出端也可与总线相连；C.ALU只能有一个输入端与总线相连，其输出端需通过暂存器与总线相连。32.在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不同，这属于（A）。A.同步控制；B.异步控制；C.联合控制。33.计算机执行乘法指令时，由于其操作较复杂，需要更多的时间，通常采用（C）控制方式。A.延长机器周期内节拍数的；B.异步；C.中央与局部控制相结合的。34.下列说法中（C）是正确的。A.加法指令的执行周期一定要访存；B.加法指令的执行周期一定不访存；C.指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存。35.下列叙述中（A）是错误的。A.采用微程序控制器的处理器称为微处理器；B.在微指令编码中，编码效率最低的是直接编码方式；C.在各种微地址形成方式中，增量计数法（微计数器法）需要的顺序控制字段较短。36.下列叙述中（B）是正确的。A.控制器产生的所有控制信号称为微指令；B.微程序控制器比硬连线控制器更加灵活；C.微处理器的程序称为微程序。37.将微程序存储在EPROM中的控制器是（C）控制器。A.静态微程序；B.毫微程序；C.动态微程序。38.在微指令的控制方式中，若微指令命令个数已确定，则（C）。A.直接控制方式和编码控制方式不影响微指令的长度；B.直接控制方式的微指令字长比编码控制方式的微指令字长短；C.编码控制方式的微指令字长比直接控制方式的微指令字长短。39.在控制器的控制信号中，相容的信号是（C）的信号。A.可以相互替代；B.可以相继出现；C.可以同时出现。40.垂直型微指令的特点是（B）。A.微指令格式垂直表示；B.控制信号经过编码产生；C.采用微操作码。41.水平型微指令的特点是（A）。A.一次可以完成多个操作；B.微指令的操作控制字段不进行编码；C.微指令的格式简短。42.下列（A）不属于设计微指令结构时所追求的目标。A.增大控制存储器的容量；B.提高微程序的执行速度；C.缩短微指令的长度。43.在采用增量计数器法的微指令时，下一条微指令的地址在（B）。A.当前的微指令中；B.微指令地址计数器中；C.程序计数器中。44.与具有n个并行部件的处理器相比，一个n段流水处理器（A）。A.具备同等水平的吞吐能力；B.不具备同等水平的吞吐能力；C.吞吐能力大于前者。45.超标量流水技术（B）。A.缩短了原来流水线的处理器周期；B.在每个时钟周期内并发多条指令；C.把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令。46.超流水线技术是（A）。A.缩短原来流水线的处理器周期；B.在每个时钟周期内并发多条指令；C.把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令。47.在CPU的寄存器中，（B）对用户是完全透明的。A.程序计数器；B.指令寄存器；C.状态寄存器。二、判断题1、运算器中的累加器没有加法器功能，有寄存器功能。(正确)2、通用寄存器只能存放数据，不能存放地址。(错误)3、通用寄存器可以存放数据和地址，还可以用做指令寄存器IR和程序计数器PC。(错误)4、在取指令操作完成之后，PC中存放的是下一条实际执行的指令的地址。(错误)5、取指令操作不受指令的操作码控制。(正确)6、控存用来存放微程序和数据。(错误)7、微命令直接表示和编码表示的效率没有区别。(错误)8、控制存储器用来存放实现全部指令系统的所有程序。(错误)9、微指令的顺序控制部分用来决定下一条微指令的地址。(正确)10、只有微程序控制器设计才用到微操作的概念，而对于组合逻辑控制器设计是不存在微操作概念的。(错误)三、综合题1、设计一个能产生5个机器周期的时序电路，假设完成每条指令功能的时间均为5个机器周期。D1CP0D1CP0D1CP0D1CP0D1CP0SRT1T5T3T4T2CP总清（复位）RRRR2、画出组合逻辑控制器框图，根据指令处理过程，结合有关部件说明控制器的工作原理。【解答】组合逻辑控制器框图如下（参考）。完成一条指令经过取指阶段和执行阶段——（控制器工作原理从图中按这两个阶段进行细节说明即可；执行阶段可任意以某常见指令为例）微操作命令序列形成部件PCOPADDRID时序电路控制台中断系统状态控制条件+1至运算器至存储器至输入设备至输出设备组合逻辑控制器参考框图3、画出微程序控制器框图，根据指令处理过程，结合有关部件说明控制器的工作原理。【解答】微程序控制器框图如下（供参考。也可用教材P.175图5.24或Wilkes模型图等）。其工作原理的说明方法与上题类似。PCOPADDR微命令控制顺序控制……微地址形成部件IRIRARCM状态条件中断系统时序电路控制台微程序控制器参考框图4、比较组合逻辑控制器和微程序控制器的组成。解答要点：结合以上三、四题的答图，可见两种控制器组成上的相同之处是——均有PC，IR，时序电路，中断机构及状态条件。第4题解答要点续：不同之处主要是操作控制器即微操作命令序列的形成部件不同：组合逻辑控制器的核心部件是门电路，微程序控制器的核心部件是控制存储器ROM。5、比较组合逻辑控制器和微程序控制器的设计思想。【解答】组合逻辑控制器的设计思想主要是采用硬布线逻辑——首先根据指令系统，写出对应机器指令的全部微操作及其节拍安排，然后列出操作时间表，再写出每一种微操作的逻辑表达式，化简后画出相应的逻辑图，即完成了设计；【第5题解答续】这种逻辑电路主要是由门电路构成的复杂树型网络，一旦构成后，除非重新设计和物理上对它重新接线，否则要增加新的控制功能是不可能的。微程序控制器的设计思想是采用存储逻辑——【第5题解答续】首先根据指令系统，写出对应所有机器指令的全部微操作及其节拍安排，然后列出操作时间表；再根据微操作的数目，经压缩确定微指令的控制方式、下地址形成方式、微指令格式及微指令字长，编出全部微指令的代码即码点，即完成了设计；最后将微指令的码点注入到ROM中，即可作为微操作的命令信号。6、设有一运算器通路如下图所示。假设操作数a和b（均为补码）已分别放在通用寄存器R1和R2中，ALU有+、－、M（传送）三种操作功能。试回答：（1）指出相容性微操作和相斥性微操作；（2）采用编码控制方式（字段直接译码法）设计适用于此运算器的微指令格式；（3）画出计算（1/2）（a－b）→R2的微程序流程图，试问执行周期需要几条微指令？（4）按设计的微指令格式，写出（3）要求的微代码。移位器A选通门（与或门）B选通门（与或门）右移R左移L直送V+1ALU+－M非逻辑PC→BR1→BR1→BR2→BR2→BR3→BR3→BPCR1R2R3PCoutPCinR1outR1inR2outR3inR3outMDR→AR1→AR2→AR3→AR2in第6题图运算器数据通路【解答】（1）相斥性微操作有以下五组：移位器（R、L、V）；ALU（+、－、M）；A选通门的四