第6章 中央处理器单元测试题

任课教师：王克朝 第1页(共7页) 哈尔滨学院2014年秋季学期单元测试试卷

课程名称：计算机组成原理 单元名称：第六章 中央处理器 一、填空题 1．控制器由于设计方法的不同可分为________型、________型和________型控制器。 2．控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定________的进行，以使对各种操作实施时间上的控制。 3．微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放________的。 4．在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括： ①把________性的微命令分在同一段内； ②一般每个小段要留出一个状态，表示________。 5．微指令分为________和________微指令两类，________可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比________快。 二、选择题

1．在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是 。 A．主存地址寄存器 B．程序计数器 C．指令寄存器 D．状态标志寄存器 2．指令寄存器的位数取决于 。 A．存储器的容量 B．指令字长 C．机器字长 D．存储字长 3．在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是 。 A．程序计数器 B．累加寄存器 C．中断寄存器 D．程序状态字 4．通用寄存器是 。 A．可存放指令的寄存器 B．可存放程序状态字的寄存器 C．本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器 D．可编程指定多种功能的寄存器 5．指令译码器是对 进行译码。 任课教师：王克朝 第2页(共7页) A．整条指令 B．指令的操作码字段 C．指令的地址 D．指令的操作数字段 6.微操作信号发生器的作用是 。 A．从主存中取出指令 B．完成指令操作码的分析功能 C．产生控制时序 D．产生各种微操作控制信号 7．下列说法中 是正确的。 A．指令周期等于机器周期 B．指令周期小于机器周期 C．指令周期大于机器周期 D．指令周期是机器周期的两倍 8．三级时序系统提供的三级时序信号是 。 A．指令周期、机器周期、节拍 B．指令周期、机器周期、时钟周期 C．机器周期、节拍、脉冲 D．指令周期、微指令周期、时钟周期 9．采用同步控制的目的是 。 A．提高执行速度 B．简化控制时序 C．满足不同操作对时间安排的需要 D．满足不同设备对时间安排的需要 10．异步控制常用于 。 A．CPU访问外围设备时 B．微程序控制器中 C．CPU的内部控制中 D．主存的内部控制中 11．以下叙述中，正确的是 。 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 D．都不对 12．以下说法正确的是 。 A．采用微程序控制器是为了提高速度 B．控制存储器采用高速RAM电路组成 C．微指令计数器决定指令执行顺序 D．一条微指令存放在控制存储器的一个单元中 13．以下说法正确的是 。 A．微程序控制方式与硬布线控制方式相比较，前者可以使指令的执行速度更快 B．若采用微程序控制方式，则可用μPC取代PC C．控制存储器可以用掩膜ROM、EPROM或闪速存储器实现 D．指令周期也成为CPU 14．以下说法正确的是 。 任课教师：王克朝 第3页(共7页) A．控制器产生的所有控制信号称为微指令 B．微程序控制器比硬布线控制器更加灵活 C．微处理器的程序称为微程序 D．采用微程序控制器的处理器称为微处理器 15．微程序控制器的速度比硬布线控制器慢，主要是因为 。 A．增加了从磁盘存储器读取微指令的时间 B．增加了从主存储器读取微指令的时间 C．增加了从指令寄存器读取微指令的时间 D．增加了从控制存储器读取微指令的时间 16．硬布线控制器与微程序控制器相比 。 A．硬布线控制器的时序系统比较简单 B．微程序控制器的时序系统比较简单 C．两者的时序系统复杂程度相同 D．两者时序系统复杂程度不确定 17．微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为 。 A．微程序 B．微指令 C．微操作 D．微命令 18．微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是 。 A．每一条机器指令由一条微指令来执行。 B．一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解决解释执行。 C．一段机器指令组成的程序可由一个微程序来执行。 D．每一条微指令由一条机器指令来解释执行。 19．微程序控制器中，微程序的入口地址是由 形成的。 A．机器指令的地址码字段 B．微指令的微地址码字段 C．机器指令的操作码字段 D．微指令的微操作码字段 20．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问题。通常采用的一种方法是断定方式。其基本思想是 。 A．用程序计数器PC来产生后继微指令地址 B．用微程序计数器PC来产生后继微指令地址 C．通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由判断字段控制产生后继微指令地址 D．通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址 21．兼容性微命令是指几个微命令是 。 任课教师：王克朝 第4页(共7页) A．可以同时出现的 B．可以相继出现的 C．可以相互替代的 D．可以相互容错的 22．下列几项中，不符合RISC指令系统的特点是 。 A．指令长度固定，指令种类少 B．寻址方式种类尽量减少，指令功能尽可能强 C．增加寄存器的数目，以尽量减少访存次数 D．选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令 23．一下关于CISC/RISC计算机的叙述中，错误的是 。 A．RISC机器指令比CISC机器指令简单 B．RISC中通用寄存器比CISC C．CISC机器采用微码比RISC多 D．CISC比RISC机器可以更好地支持高级语言 24．设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期均为△t ，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行12条指令，则共需时间 。 A．12△t B．14△t C．16△t D．18△t 25．现有四级指令流水线，分别完成取指、取数、运算、传送结果四步操作。若完成上 述操作的时间依次为9ns、10ns、6ns、8ns，则流水线的操作周期应设计为 ns。 A．6 B．8 C．9 D．10 三、判断题 1．在冯·诺曼计算机中，指令流是由数据流驱动的。 2．执行指令时，指令在主存中的地址存放在指令寄存器中。 3．指令周期是指CPU从主存中读出一条指令的时间。 4．指令周期又称为CPU周期。 5．取指周期的操作与指令的操作码无关。 6．微指令是指控制存储器中的一个单元的内容。 7．在微程序控制器中，微指令寄存器用来存放微程序。 8．微指令的操作控制字段采用字段编码时，兼容的微命令应安排在同一段中。 四、简答题 1．在控制中，微操作控制信号的形成与哪些信号有关？ 2．微程序控制和组合逻辑控制哪一种速度更快？为什么？ 3．什么是指令周期，机器周期（CPU周期）和T周期？指令的解释有哪3种控制方式？ 任课教师：王克朝 第5页(共7页) 五、设计题

1．一CPU数据通路为双总线结构，如图1。其中，图中连线有误。

注：ALU—运算器；RA—ALU的输入寄存器；IR—指令寄存器； PC—程序计数器；R1～R4;程序员可用通用寄存器； MAR—存储器地址寄存器；MDR—存储器数据寄存器。 图1 数据通路示意图 回答下列问题： （1）画出修正错误后的连线图，不能改变原有的双总线结构。 （2）如要实现直接寻址方式，如何修改？ （3）描述ADDaddr , R1指令从取指令开始的实现过错，指令的功能为： （R1）+（addr） addr 2．某机采用微程序控制方式，微指令字长24位，采用水平型编码控制的微指令格式，断定方式，共有微命令30个，构成4个互拆类，各包含5个．8个．14个和3个微命令，外部条件共3个。 （1）控制存储器的容量应为多少？ （2）设计出微指令的具体格式。 3．一个假想机的数据通路如图2所示，它的控制存储器容量为256个单元。ALU可完成算术加．减和逻辑与．或运算，ALU有标志位Z和N，微指令要完成有条件和无条件转移功能。 任课教师：王克朝

第6页(共7页) 图2 假想机的数据通路 计微指令格式，使之能完成上述要求的功能，表明微指令中每一位的符号及其功能。如微指令为多个子周期？每个子周期完成什么操作？（提示：可考虑寄存器运算微指令和访问主存微指令两种类型微指令，并假定在一个微指令周期内就可以完成MDR与主存间的数据传送。） 4．一CPU数据通路为双总线结构，如图3。IR为指令寄存器；PC为程序计数器（具有自增1功能），M为主存（受R/W信号控制），MAR为主存地址寄存器，MDR为主存数据寄存器，ALU由+．一控制信号决定可完成何种操作，G 控制一个门电路，除MAR ．X．Y的输出端为直通线不受控之外，其余寄存器均有in ．out 控制信号。 （1）标出各寄存器的in ．out控制信号。 （2）设计微指令格式，并说明各字段意义。 （3）SUR R2, R0 指令完成（R0）—（R2） R0的功能操作，写出该指令从取指令开始的执行过程。

图3 未标出控制信号的双总线结构图 （4）写出取指令的各条微指令的代码。 5．某机有8条微指令I1～I8,每条微指令所含的微命令控制信号如表1所示。试为a．b．c．d．e．f．g．h．i．j