计算机组成原理习题

计算机组成原理习题

(1)简述CPU的组成，并介绍专用寄存器及其功能。

中央处理器（CPU）包括运算器和控制器
专用寄存器：
专用寄存器是专门用来完成某一种特殊功能的寄存器。CPU中至少要有五个专用的寄存器。它们是：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、存储器地址寄存器（MAR）、存储器数据寄存器（MDR）、状态标志寄存器（PSWR）。
功能：
①程序计数器（PC）：
程序计数器用来存放正在执行的指令地址或接着要执行的下条指令地址
②指令寄存器（IR）：
指令寄存器用来存放从存储器中取出的指令。
③存储器地址寄存器（MAR）：
存储器地址寄存器用来保存当前CPU所访问的主存单元的地址
④存储器数据寄存器（MDR）：
存储器数据寄存器用来暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字；反之，当向主存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在存储器数据寄存器中。
⑤状态标志寄存器（PSWR）：
状态标志寄存器用来存放程序状态字的。程序状态字的各位表征程序和机器运行的状态，是参与控制程序执行的重要依据之一。

(2)阐述你对程序、微程序、指令、微指令、微操作和微命令的认识。

程序：
一系列有序执行的指令集合叫做程序。

微程序：
一系列微指令的有序集合就是微程序。一条机器指令对应于一段微程序

指令：
是指示计算机执行某种操作的命令，是计算机运行的最小功能单位。

微指令：
微指令是指控制存储器中的一个单元的内容，即控制字，它是若干个微命令的集合。

微操作：
一条指令的取出和执行可以分解成很多最基本的操作，这种最基本的不可再分割的操作称为微操作。一条机器指令可以分解成一个微操作序列，这些微操作是计算机中最基本的、不可再分解的操作。

微命令：
微命令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。
微命令和微操作是一一对应的。微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。
微命令有兼容性和互斥性之分，兼容性微命令是指那些可以同时产生，共同完成某一些微操作的微命令；而互斥性微命令是指在机器中不允许同时出现的微命令。

(3)给出取指公操作的5个步骤。

取指公操作的5个步骤：
①将程序计数器（PC）中的内容送至存储器地址寄存器（MAR），并送地址总线（AB）。(PC)→MAR
②由控制单元（CU）经控制总线（CB）向主存发读命令。 Read
③从主存中取出的指令通过数据总线（DB）送到存储器数据寄存器（MDR）。 M(MAR) →MDR
④将MDR的内容送至指令寄存器（IR）中。 (MDR)→IR
⑤将PC的内容递增，为取下一条指令做好准备。 (PC)＋1→PC