计算机组成原理第九、十章答案.ppt

《计算机组成原理第九、十章答案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、控制单元CU第九章3.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？解：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期；机器周期是在同步控制的机器中，执行指令周期中一步相对完整的操作（指令步）所需时间，通常安排机器周期长度=主存周期；时钟周期是指计算机主时钟的周期时间，它是计算机运行时最基本的时序单位，对应完成一个微操作所需时间，通常时钟周期=计算机主频的倒数。一个指令周期包含若干个机器周期一个机器周期包含若干个时钟周期4.能不能说机器的主频越快，机器的速度就越快，为什么？解：不能说机器的主频越快，机器的速度就越快。因为机器的

2、速度不仅与主频有关，还与数据通路结构、时序分配方案、ALU运算能力、指令功能强弱等多种因素有关，要看综合效果。5.设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?解：先通过A机的平均指令执行速度求出其平均指令周期，再通过主频求出时钟周期，然后进一步求出机器周期。B机参数的算法与A机类似。计算如下：A机平均指令周期=1/0.4MIPS

3、=2.5µsA机时钟周期=1/8MHz=125nsA机机器周期=125ns×4=500ns=0.5µsA机每个指令周期中含机器周期个数=2.5µs÷0.5µs=5个B机时钟周期=1/12MHz83nsB机机器周期=83ns×4=332ns设B机每个指令周期也含5个机器周期，则：B机平均指令周期=332ns×5=1.66µsB机平均指令执行速度=1/1.66µs=0.6MIPS结论：主频的提高有利于机器执行速度的提高。6.设某计算机的CPU主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令

4、执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此可得出什么结论？解：先通过主频求出时钟周期，再求出机器周期和平均指令周期，最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度。计算如下：时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6=125ns机器周期=125ns×2=250ns平均指令周期=250ns×2.5=625ns平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS当参数改变后：机器周期=125ns×4=500ns=0.5µs平均指令周期=0

5、.5µs×5=2.5µs平均指令执行速度=1/2.5µs=0.4MIPS结论：两个主频相同的机器，执行速度不一定一样。7.某CPU的主频为8MHz，若已知每个机器周期平均包含4个时钟周期，该机的平均指令执行速度为0.8MIPS，试求该机的平均指令周期及每个指令周期含几个机器周期？若改用时钟周期为0.4µs的CPU芯片，则计算机的平均指令执行速度为多少MIPS？若要得到平均每秒40万次的指令执行速度，则应采用主频为多少的CPU芯片？解：先通过主频求出时钟周期时间，再进一步求出机器周期和平均指令周期。时钟周期=1/8MHz=0.125×10-

6、6=125ns机器周期=125ns×4=500ns=0.5µs平均指令周期=1/0.8MIPS=1.25×10-6=1.25µs每个指令周期所含机器周期个数=1.25µs/0.5µs=2.5个当芯片改变后，相应参数变为：机器周期=0.4µs×4=1.6µs平均指令周期=1.6µs×2.5=4µs平均指令执行速度=1/4µs=0.25MIPS若要得到平均每秒40万次的指令执行速度，则应采用的主频为：平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5×10-6=2.5µs机器周期=2.5µs÷2.5=1µs时钟周期=1µs÷4=0.25µs主频=

7、1/0.25µs=4MHz11.设CPU内部结构如图9.4所示，此外还设有B、C、D、E、H、L六个寄存器，它们各自的输入和输出端都与内部总线相通，并分别受控制信号控制（如Bi为寄存器B的输入控制；Bo为B的输出控制）。要求从取指令开始，写出完成下列指令所需的控制信号。（1）ADDB，C；((B)+(C)B)（2）SUBA，H；((AC)-(H)AC)解：先画出相应指令的流程图，然后将图中每一步数据通路操作分解成相应的微操作，再写出同名的微命令即可。（1）ADDB，C指令流程及微命令序列如下：OP=？PCMARMM读PC+1

8、PCMDRIRADDPCo，MARi1R+1（图中未标出，可与前一步并行）MDRo，IRiBo，YiCo，ALUi，+Zo，BiADDBYZB（Y）+（C）Z（