微程序控制器与组合逻辑控制器的区别

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东大14秋学期《计算机组成与系统结构》在线作业3答案

东大14秋学期《计算机组成与系统结构》在线作业3答案
D.中断返回地址
?
正确答案:C
13.某机字长64位,存储器容量是32MB。若按半字编址,那么它的寻址范围是______。
A. 64M
B. 32M
C. 16M
D. 8M
?
正确答案:D
14.模4交叉存储器有4个存储模块,它们有各自的______。
A.地址寄存器
B.地址寄存器和指令寄存器
C.地址寄存器和数据缓冲寄存器
14秋学期《计算机组成与系统结构》在线作业3
一,单选题
1.一个256K×8的存储器,其地址线和数据线总和为______。
A. 16
B. 18
C. 26
D. 20
?
正确答案:C
2.定点运算器用来进行______。
A.定点行浮点数运算
D.十进制数加减法
?
正确答案:A
?
正确答案:A
7.下列不属于微指令设计所追求的目标的是:______
A.提高微程序的执行速度
B.缩短微指令的长度
C.提高微程序设计的灵活性
D.增大控制存储器的容量
?
正确答案:D
8.冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是______。
A.多指令流单数据流
B.按地址访问并顺序执行指令
C.堆栈操作
D.存贮器按内容选择地址
?
正确答案:B
9. CPU响应中断时,进入“中断周期”,采用硬件方法保护并更新程序计数器PC内容,而不是由软件完成,主要是为了_______。
A.能进入中断处理程序,并能正确返回源程序
B.节省主存空间
C.提高处理机速度
D.易于编制中断处理程序
?
正确答案:A
10.某一RAM芯片,其容量为512×8位,包括电源和接地端,该芯片引出线的最小数目应是______。

微程序控制器的设计与实现研究

微程序控制器的设计与实现研究
2 1 年 7月 00
Ju. 1 201 0
文 艺 理 论
LJ TER A R Y TH Eo 只 Y
微程序控制器 的设计与实现研 究
朱 飞
( 南京邮电大学 计算机 学院 , 江苏 南京 2 04 ) 10 6
摘 要: 微程序控制 器同组合逻辑控制 器相 比较 , 具有规 整性 、 活性 、 灵 可维护性等一 系列优点 , 因
微程序控制的基本思想 ,就是仿照通常的解题程序的方
存器 MD 。 R 如果是向内存写数据 : () 1把地址送到 M R再送到访问内存 的地址总线 M a— A , —d
法, 把操作控制信号编成所谓的“ 微指令”存 放到一个 只读存 ,
储器里.当机器运行 时 , 一条又一条地读 出这些微指令 , 从而
产生全机所需要的各种操作控制信号 ,使相应部件执行所规 des供 内存使用。 rs, () 2 处理器把数据加载于 M R, D 再把 M R的内容送 到数 D 定 的操作 , 采用微程序控制方式的控制器称为微程序控 制器 。
微程序控制器 由指令寄存器 I 程序计 数器 P 、 R、 C 程序状态字 寄存器 P w、 S 时序 系统 、 制存储器 C 微指令 寄存 器以及 控 M、 微地址形成 电路。微地址寄存器等部件组成 。 执行指令时, 从 控制存储器 中找到相应 的微程序段 , 逐次取 出微指令 , 送人微
而在计算机设计 中逐渐取代 了早期采 用的组合逻辑控制器,并已被广泛地应用 在计算机 系统
中, 微程序设计技术是利 用软件方法来设计硬件 的一 门技 术。 关键字 : 微程序控制器; P Qur s ; HD C U; aul V L t I
中 图分 类号 : P 3 T 1 文 献标识码 : A 文章编 号 :0 5 5 1 (0 0 1 — 1 8 O 1 0 — 3 2 2 1 )3 0 3 一 1

2022年西安理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年西安理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年西安理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)一、选择题1、有效容量为128KB的Cache,每块16B,8路组相联。

字节地址为1234567H的单元调入该Cache,其tag应为()。

A.1234HB.2468HC.048DHD.12345H2、若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式(小端存储),则十六进制数12345678H按自己地址由小到大依次存为()。

A.12345678B.87654321C.78563412D.341278563、float型数据通常用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示。

如果编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中,且x=-8.25,则FR1的内容是()。

A.C1040000HB.C2420000HC. C1840000HD.CIC20000H4、串行运算器结构简单,其运算规律是()。

A.由低位到高位先行进行进位运算B.由低位到高位先行进行借位运算C.由低位到高位逐位运算D.由高位到低位逐位运算5、下列关于浮点数加减法运算的叙述中,正确的是()。

I.对阶操作不会引起阶码上溢或下溢Ⅱ.右归和尾数舍入都可能引起阶码上溢Ⅲ.左归时可能引起阶码下溢IV.尾数溢出时结果不一定溢出A.仅Ⅱ、ⅢB. 仅I、Ⅱ、ⅢC.仅I、Ⅲ、IⅣD. I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ6、下列关于多总线结构的叙述中,错误的是()。

A.靠近CPU的总线速度较快B.存储器总线可支持突发传送方式C.总线之间需通过桥接器相连D.PCI-Expressx16采用并行传输方式7、某总线共有88根信号线,其中数据总线为32根,地址总线为20根,控制总线36根,总线工作频率为66MHz、则总线宽度为(),传输速率为()A.32bit 264MB/sB.20bit 254MB/sC.20bit 264MB/sD.32bit 254MB/s8、下列关于配备32位微处理器的计算机的说法中,正确的是()。

复习题

复习题

一填空1.从层次结构来讲,计算机包含硬件和两层,它们构成一个有机的整体,相互协调工作。

计算机通过系统把二者有机的结合起来。

2. 计算机由五个部件组成,其中和___ ___合称CPU。

3.外设一般是通过挂在总线上的。

4.系统总线按功能来分,可以分为地址总线、控制总线和总线。

5.在一个异步串行通信总线中,以字符格式进行数据传输。

字符的格式为一个起始位,7个数据位,一个校验位,一个停止位。

如果该总线每秒可以传输960个字符,则该总线的波特率是位/秒。

6.在一个同步总线中,总线的时钟频率是100MHz,一个总线周期包含4个时钟周期,总线的宽度为16位,则该总线的带宽是字节/秒。

7.设一计算机系统不采用指令流水工作方式,主频为n MHz,平均CPI为m,则该计算机系统每秒执行的百万条指令MIPS用n和m表示的关系为MIPS= 。

8.一个真值为-0.1011的原码为,补码为。

9.10110100(二进制)采用奇校验,则校验位应是(填0或1)。

10. 浮点加减运算的运算步骤包括:、尾数求和、规格化、舍入和溢出判断。

11.在一个计算机系统中,整数用8位二进制的补码表示,则补码为10000000(二进制,含一位符号位)的真值为(用十进制表示)。

12. 某硬盘存储器包含4个记录面,每个记录面有200个磁道,每个磁道存储12288个字节,则该硬盘的存储容量是字节。

13. 某静态存储器芯片有地址线10条,数据线8条,则该芯片的存储容量为字节。

14.所谓的保存断点指的是把中的内容压入堆栈。

15.在压栈操作时,需要将中的栈顶地址赋给MAR,这样才能将要压入堆栈的内容压入堆栈。

16.在指令的格式中,通常可以分为和操作数地址两部分。

17.控制器有控制器和微程序控制器两种。

18.计算机要具有硬件和才能协调工作。

19.总线的控制方式一般包括、和三种方式。

20.指令的格式一般包括和地址码两部分。

21.按照冯·诺依曼的设想,计算机由、、、、五部分组成。

2021年湖南科技大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年湖南科技大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年湖南科技大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)一、选择题1、Cache用组相联映射,一块大小为128B,Cache共64块,4块分一组,主存有4096块,主存地址共需()位。

A.19B.18C.17D.162、容量为64块的Cache采用组相联映射方式,字块大小为128个字,每4块为一组。

如果主存为4K块,且按字编址,那么主存地址和主存标记的位数分别为()。

A.16,6B.17,6C.18,8 D .19,83、假定变量i、f、d的数据类型分别为int、float、double(int用补码表示,float 和double用IEEE754标准中的单精度和双精度浮点数据格式表示),已知i=785,f-l.5678e3,d=1.5el00,若在32位机器中执行下列关系表达式,则结果为真的是()。

I.i==(int)(float)i Ⅱ.f==(float)(int)fIⅡ.f==(float)(double)f Ⅳ.(d+f)-d=fA.仅I、ⅡB.仅I、ⅢC.仅Ⅱ、ⅢD.仅Ⅲ、Ⅳ4、在C语言程序中,下列表达式中值为True的有()。

I.123456789=(int)(float)l23456789Ⅱ.123456==(int)(float)1234561Ⅲ.123456789-(int(double)123456789A.仅I、ⅡB. 仅I、ⅢC.仅Ⅱ、ⅢD. I、Ⅱ、Ⅲ、5、并行加法器中,每位全和的形成除与本位相加两数数值位有关外,还与()有A.低位数值大小B.低位数的全和C.高位数值大小D.低位数送来的进位6、下列有关总线定时的叙述中,错误的是()。

A.异步通信方式中,全互锁协议最慢B.异步通信方式中,非互锁协议的可靠性最差C.同步通信方式中,同步时钟信号可由各设备提供D.半同步通信方式中,握手信号的采样由同步时钟控制7、某同步总线的时钟频率为100MHz,宽度为32位,地址/数据线复用,每传输一个地址或数据占用一个时钟周期。

计算机组成原理13-控制器-微程序

计算机组成原理13-控制器-微程序

微程序控制器的组成框图
指令的OP与微程序入口的可能映射方式及比较 指令的OP OP与微程序入口的可能映射方式及比较 OP就是指令微程序的入口地址 或高几位) OP就是指令微程序的入口地址(或高几位) 就是指令微程序的入口地址(
OP 01000 10001 11001
01000 . . 10001 . . 11001
微指令格式
水平型微指令 垂直型微指令 混合型微指令
(1)垂直型微指令 一条微指令定义并执行一种基本操作。 一条微指令定义并执行一种基本操作。 优点: 微指令短、简单、规整,便于编写微程序。 优点: 微指令短、简单、规整,便于编写微程序。 缺点: 微程序长,执行速度慢;工作效率低。 缺点: 微程序长,执行速度慢;工作效率低。 (2)水平型微指令 一条微指令定义并执行几种并行的基本操作。 一条微指令定义并执行几种并行的基本操作。 优点: 微程序短,执行速度快。 优点: 微程序短,执行速度快。 缺点: 微指令长,编写微程序较麻烦。 缺点: 微指令长,编写微程序较麻烦。
CPU周期与微指令周期的关系 CPU周期与微指令周期的关系
机器指令与微指令的关系
一条机器指令对应一段微程序,由微指令解释执行 一条机器指令对应一段微程序,
机器指令与内存M有关,微指令与控制存储器CM有关 机器指令与内存M有关,微指令与控制存储器CM CM有关
每个CPU周期对应一条微指令 每个CPU CPU周期对应一条微指令
(IR(AD)) MAR , M(R); (MBR) ALU , ALU AC ; IRo , MARi , R; S0S1(直送), MBRo , S0S1(直送), ACi 直送
4 2 PCo PCi M 1 P
P S W
A ACi ALU C

王奕涵重点知识总结答案

王奕涵重点知识总结答案

《计算机组成原理与结构》重要知识点第一章概论一、基本概念及应用(注明:应用是指基本概念的应用)1.冯.诺依曼体制?存储程序方式?a.采用二进制形式表示信息(数据和指令)b.采用存储程序方式工作(核心)计算机采取:事先编制程序、存储程序、自动连续运行程序工作方式。

c.由五大部分组成计算机系统的硬件,并规定了这五部分的基本功能(存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备)2.控制流?数据流?控制流:控制计算机工作的信息,即指令、命令。

数据流:计算机加工处理的对象,即数值型数据、非数值型数据3.模拟信号?数字信号?数字信号有哪两种?模拟信号是一种随时间连续变化的电信号,如电流信号、电压信号等。

数字信号是一种在时间或空间上断续变化的电信号,如电平信号和脉冲信号。

单个电信号一般只取两种状态,如电平的高低、脉冲的有无,这样可以用这两种状态表示数字代码1和0,称为二逻辑。

4.总线及其组成?能为多个部件分时共享的一组信息传送线路。

传送的信息不同,分三类:①传送信息的数据总线DB (Data Bus);②指示欲传信息的来源或目的地址的地址总线AB (Address Bus);③管理总线上活动的控制总线CB (Control Bus)5.接口的概念?接口泛指设备部件(硬、软)之间的交接部分。

主机(总线)与外围设备或其他外部系统之间的部件(接口逻辑),称为输入/输出(I/O)接口,或称为外围设备接口。

具有缓冲、转换、连接等功能。

6.基本字长?基本字长一般是指参加一次定点运算的操作数的基本位数。

如:8、16、32、64位它影响计算精度、指令功能7.CPU主频?时钟频率?(1)CPU主频是计算机的振荡器输出的脉冲序列的频率,是计算机中一切操作所依据的时间基准信号,其高低决定了计算机工作速度的快慢。

(2)时钟频率是主频脉冲经分频后所形成的时钟脉冲序列的频率,两个相邻时钟脉冲之间的间隔时间是一个时钟周期时间,也称为节拍。

CPU主频是指内核的工作频率,CPU主频=外频×倍频系数外部频率或基频,也叫系统时钟频率:低频振荡器输出的固定频率基准脉冲信号8.数据通路宽度?数据传输率?(1)数据通路宽度指数据总线一次能并行传送的数据位数。

计算机学科专业基础综合组成原理-中央处理器(四)

计算机学科专业基础综合组成原理-中央处理器(四)

计算机学科专业基础综合组成原理-中央处理器(四)(总分:128.00,做题时间:90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数:32,分数:64.00)1.下列部件中不属于控制部件的是______。

∙ A.指令寄存器∙ B.操作控制器∙ C.程序计数器∙ D.状态条件寄存器(分数:2.00)A.B.C.D. √解析:[解析] CPU控制器主要由3个部件组成:指令寄存器、程序计数器和操作控制器。

状态条件寄存器通常属于运算器的部件,用以保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容,如运算结果进位标志(C)、运算结果溢出标志(V)、运算结果为零标志(Z)、运算结果为负标志(N)、中断标志(I)、方向标志(D)和单步标识等。

2.下列部件中不属于执行部件的是______。

∙ A.控制器∙ B.存储器∙ C.运算器∙ D.外部设备(分数:2.00)A. √B.C.D.解析:[解析] 一台数字计算机基本上可以划分为两大部分:控制部件和执行部件。

控制器就是控制部件,而运算器、存储器、外部设备相对控制器来说就是执行部件。

控制部件与执行部件的一种联系就是通过控制线。

控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常这种控制命令叫做微命令,而执行部件接受微命令后所执行的操作就叫做微操作。

控制部件与执行部件之间的另一种联系就是反馈信息。

执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况,以便使得控制部件根据执行部件的状态来下达新的微命令,这也叫做“状态测试”。

3.指令寄存器中寄存的是______。

∙ A.下一条要执行的指令∙ B.已执行完了的指令∙ C.正在执行的指令∙ D.要转移的指令(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:[解析] 指令寄存器用来存放从存储器中取出的指令。

当指令从主存取出存于指令寄存器之后,在执行指令的过程中,指令寄存器的内容不允许发生变化,以保证实现指令的全部功能。

4.关于通用寄存器,下列说法正确的是______。

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微程序控制器的基本原理详细图解
1、控制存储器:控制存储器是微程序控制器中的核心部件,通常由只读存储器ROM器件实现,简称控存。

2、微指令:控制存储器中的一个存储单元(字)表示了某一条指令的某一操作步骤的控制信号,以及下一步骤的有关信息,称该字为微指令。

作用:准确提供了指令执行中的每一步要用的操作信号及下一微指令的地址。

3、微程序:全部微指令的集合称为微程序。

4、微程序控制器的基本工作原理:根据IR(指令寄存器)中的操作码,找到与之对应的控存中的一段微程序的入口地址,并按指令功能所确定的次序,逐条从控制存储器中读出微指令,以驱动计算机各部件正确运行。

5、得到下一条微指令的地址的有关技术:要保证微指令的逐条执行,就必须在本条微指令的执行过程中,能得到下一条微指令的地址。

形成下条微指令地址(简称下地址)可能有下列五种情况:
①下地址为本条微指令地址加1;
②微程序必转某一微地址,可在微指令中给出该微地址值;
③根据状态标志位,选择顺序执行或转向某一地址;
④微子程序的调用及返回控制,要用到微堆栈;
⑤根据条件判断转向多条微指令地址中的某一地址,比③更复杂的情况。

如:若C=1,转移到 A1 微地址;
若S=1,转移到 A2 微地址;
若Z=1,转移到 B1 微地址;
这种情况,在微指令中直接给出多个下地址是不现实的,应找出更合理的解决方案。

计算机的微程序控制器和组合逻辑控制器(硬连线)在组成和运行原理上有何
相同和不同之处?它们各有哪些优缺点?
答:微程序的控制器和组合逻辑的控制器是计算机中两种不同类型的控制器。

共同点:①基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号;②组成部分都有程序计数器PC,指令寄存器IR;③都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能。

不同点:主要表现在处理指令执行步骤的办法,提供控制信号的方案不一样。

微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤,应提供的控制信号从控制存储器中读出,并经过一个微指令寄存器送到被控制部件。

组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤,用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号。

微程序的控制器的优点是设计与实现简单些,易用于实现系列计算机产品的控制器,理论上可实现动态微程序设计,缺点是运行速度要慢一些。

组合逻辑控制器的优点是运行速度明显地快,缺点是设计与实现复杂些,但随着EDA 工具的成熟,该缺点已得到很大缓解。

组合逻辑控制器和微程序控制器2011-2-15 来源:深圳市恒益机电设备有限公司>>进入该公司展台组合逻辑控制器和微程序控制器,两种控制器各有长处和短处。

组合逻辑控制器设计麻烦,结构复杂,一旦设计完成,就不能再修改或扩充,但它的速度快。

微程序控制器设计方便,结构简单,修改或扩充都方便,修改一条机器指令的功能,只需重编所对应的微程序;要增加一条机器指令,只需在控制存储器中增加一段微程序,但是,它是通过执行一段微程。

具体对比如下:组合逻辑控制器又称硬布线控制器,由逻辑电路构成,完全靠硬件来实现指令的功能。

组合逻辑控制器的设计步骤
①设计机器的指令系统:规定指令的种类、指令的条数以及每一条指令的格式和功能。

②初步的总体设计:如寄存器设置、总线安排、运算器设计、部件间的连接关系等。

③绘制指令流程图:标出每一条指令在什么时间、什么部件进行何种操作。

④编排操作时间表:即根据指令流程图分解各操作为微操作,按时间段列出机器应进行的微操作。

⑤列出微操作信号表达式,化简,电路实现。

组合逻辑控制器的基本组成
(1)指令寄存器用来存放正在执行的指令。

指令分成两部分:操作码和地址码。

操作码用来指示指令的操作性质,如加法、减法等;地址码给出本条指令的操作数地址或形成操作数地址的有关信息(这时通过地址形成电路来形成操作数地址)。

有一种指令称为转移指令,它用来改变指令的正常执行顺序,这种指令的地址码部分给出的是要转去执行的指令的地址。

(2)操作码译码器用:来对指令的操作码进行译码,产生相应的控制电平,完成分析指令的功能。

(3)时序电路:用来产生时间标志信号。

在微型计算机中,时间标志信号一般为三级:指令周期、总线周期和时钟周期。

微操作命令产生电路产生完成指令规定操作的各种微操作命令。

这些命令产生的主要依据是时间标志和指
令的操作性质。

该电路实际是各微操作控制信号表达式(如上面的A→L表达式)的电路实现,它是组合逻辑控制器中最为复杂的部分。

(4)指令计数器:用来形成下一条要执行的指令的地址。

通常,指令是顺序执行的,而指令在存储器中是顺序存放的。

所以,一般情况下下一条要执行的指令的地址可通过将现行地址加1形成,微操作命令“1”就用于这个目的。

如果执行的是转移指令,则下一条要执行的指令的地址是要转移到的地址。

该地址就在本转移指令的地址码字段,因此将其直接送往指令计数器。

微程序控制器的提出是因为组合逻辑设计存在不便于设计、不灵活、不易修改和扩充等缺点。

微程序控制的基本思路
微程序控制(简称微码控制)的基本思路是:用微指令产生微操作命令,用若干条微指令组成一段微程序实现一条机器指令的功能(为了加以区别,将前面所讲的指令称为机器指令)。

设机器指令M执行时需要三个阶段,每个阶段需要发出如下命令:阶段一发送K1、K8命令,阶段二发送K0、K2、K3、K4命令,阶段三发送K9命令。

当将第一条微指令送到微指令寄存器时,微指令寄存器的K1和K8为1,即发出K1和K8命令,该微指令指出下一条微指令地址为00101,从中取出第二条微指令,送到微指令寄存器时将发出K0、K2、K3、K4命令,接下来是取第三条微指令,发K9命令。

微程序控制器的组成
(1)控制存储器(contmlMemory)用来存放各机器指令对应的微程序。

译码器用来形成机器指令对应的微程序的入口地址。

当将一条机器指令对应的微程序的各条微指令逐条取出,
并送到微指令寄存器时,其微操作命令也就按事先的设计发出,因而也就完成了一条机器指令的功能。

对每一条机器指令都是如此。

(2)微指令的宽度直接决定了微程序控制器的宽度。

为了简化控制存储器,可采取一些措施来缩短微指令的宽度。

如采用字段译码法一级分段译码。

显然,微指令的控制字段将大大缩短。

,一些要同时产生的微操作命令不能安排在同一个字段中。

为了进一步缩短控制字段,还可以将字段译码设计成两级或多级。

文章链接:仪表网/Tech_news/detail/41539.html
组合逻辑控制器是采用组合逻辑技术来实现控制操作,把控制部件看成是产生专门固定时序控制信号的逻辑电路,这种逻辑电路是由门电路和触发器构成的复杂逻辑网络。

采用组合逻辑设计方法设计控制单元,微操作控制部件的线路结构十分庞杂,不规整,而且指令系统功能越全,微操作命令越多,线路就越复杂。

一旦控制部件构成后,除非重新设计和物理上对它重新布线,否则要想增加新的控制功能是不可能的。

组合逻辑控制的最大优点是速度较快。

微程序控制器是为了克服组合逻辑控制器线路复杂、不易修改的缺点而提出的,用类似存储程序的办法,来解决微操作命令序列的形成。

就是把一条机器指令看成一个微程序,每一个微程序包含若干条微指令,每一条微指令对应一个或几个微操作。

然后把这些微程序存到一个存储器中,用寻找用户程序机器指令的办法来寻找每个微程序中的微指令,逐条执行每一条微指令,也就相应地完成了一条机器指令的全部操作。

微程序控制器同组合逻辑控制器相比较,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。

但是由于它使用了控制存储器,所以指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。

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