【计组】真题 2015 大题

待补充

43.（13分）某16位计算机的主存按字节编址，存取单位为16位；采用16位定长指令字格式；CPU采用单总线结构，主要部分如下图所示。图中R0～R3为通用寄存器；T为暂存器；SR为移位寄存器，可实现直送(mov)、左移一位(left)和右移一位(right)3种操作，控制信号为SRop，SR的输出由信号SRout控制；ALU可实现直送A(mova)、A加B(add)、A减B(sub)、A与B(and)、A或B(or)、非A(not)、A加1(inc)这7种操作，控制信号为ALUop。

注：已补充内总线到MAR的箭头和内总线到IR的箭头。

请回答下列问题。

(1) 图中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器T？

(2) 控制信号ALUop和SRop的位数至少各是多少？

(3) 控制信号SRout所控制部件的名称或作用是什么？

(4) 端点①～⑨中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？

(5) 为完善单总线数据通路，需要在端点①～⑨中相应的端点之间添加必要的连线。写出连线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。

(6) 为什么二路选择器MUX的一个输入端是2？

44.（10分）题43中描述的计算机，其部分指令执行过程的控制信号如题44图a所示。

该机指令格式如题44图b所示，支持寄存器直接和寄存器间接两种寻址方式，寻址方式位分别为0和1，通用寄存器R0～R3的编号分别为0、1、2和3。

请回答下列问题。

(1) 该机的指令系统最多可定义多少条指令？

(2) 假定inc、shl和sub指令的操作码分别为01H、02H和03H，则以下指令对应的机器代码各是什么？

• inc R1 ; (R1)+1→R1
• shl R2, R1; (R1)<<1→R2
• sub R3, (R1), R2; ((R1))–(R2)→R3

(3) 假设寄存器X的输入和输出控制信号分别为Xin和Xout，其值为1表示有效，为0表示无效（例如，PCout=1表示PC内容送总线）；存储器控制信号为MEMop，用于控制存储器的读(read)和写(write)操作。写出题44图a中标号①～⑧处的控制信号或控制信号的取值。

(4) 指令“sub R1，R3，(R2)”和“inc R1”的执行阶段至少各需要多少个时钟周期？