计算机组成原理课后习题答案（第三版）白中英
取指M->MDR->IR,PC+1测试R1->MDR取源操作数M->MDR->CR2->MDR取目的操作数M->MDR->D加存回修改送回继指令地址C+D->MDRMDR->M,R2->DD+1->R2PC->MAR 11. (1)假设判别测试字段中每一位作为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，故该字段
为4位。下地址字段为9位，因为控存容量为512单元。微命令字段则是（48-4-9）=35位。
(2)对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如图所示。其中微地址寄存器对应下地
址字，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令字段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器的OP码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。就是说，此处微指令的后继地址采用断定方式。
指令寄存器IROP状态条件?地址译码控制存储器P字段微地址寄存器地址转移逻辑微命令信号?控制字段 12. (1)流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线时钟周期性
??max{?i}?100ns
(2)遇到数据相关时，就停顿第2条指令的执行，直到前面指令的结果已经产生，因此至
少需要延迟2个时钟周期。
(3)如果在硬件设计上加以改进，如采用专用通路技术，就可使流水线不发生停顿。
21
计算机组成原理课后习题答案（第三版）白中英
13. (1)
空间S 1 2 3 4 5 15 161 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5时间TWBMEMEXIDIF?
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t19 t20
(2)H?n20??8.33*106条/秒 ?9(K?n?1)?(5?20?1)*100*10 (3)S?14.
空间STsn?K20*5???4.17 Tp(K?n?1)?20?5?1WBEXIDIF
空间S非I2流I1水I2I1线I2I1时时间TI2I1间图 1 2 3 4 5 6 7 8
流水线时时间T间图WBI1I2I3I4I5EXIDI1I2I3I4I5IFIIIII12345I1I2I3I4I5 1 2 3 4 5 6 7 8
如上两图所示，执行相同的指令，在8个单位时间内，流水计算机完成5条指令，而非
流水计算机只完成2条，显然，流水计算机比非流水计算机有更高的吞吐量。 15. 证：设n条指令，K级流水，每次流水时间τ
则用流水实现 Tp = Kτ+(n-1) τ
Hp?n Tp非流水实现 Ts = Kτn
Hs?n TsnHpTpTsKn?KnK????? nHsTpK??(n-1)?K?n?1K?1?1Tsn 22
计算机组成原理课后习题答案（第三版）白中英
n->∞时， HpHs??? n=1时， HpHs?1， 则可见n>1时Ts>Tp，故流水线有更高吞吐量
16.(1)写后读 RAW (2)读后写 WAR (3)写后写 WAW 17.(1)
译码段执行段写回段I1I2I2I1I3I4I2I1I5I6I2I4I3I6I5I4I3I2I6I3I6I3I4I5I6 取/存 加法器 乘法器
(2)
I1FDEWI2FDEEWI3FDEEEWI4FDEEWI5FDEWI6FDEEW
23
计算机组成原理课后习题答案（第三版）白中英
第六章
1. 单总线结构：它是一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，各大部件之间的所有的信息传送都通过这组总线。其结构如图所示。单总线的优点是允许I/O设备之间或I/O设备与内存之间直接交换信息，只需CPU分配总线使用权，不需要CPU干预信息的交换。所以总线资源是由各大功能部件分时共享的。单总线的缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上，所以总线的负载很重，可能使其吞量达到饱和甚至不能胜任的程度。故多为小型机和微型机采用。
系统总线设备接口CPU内存?
双总线结构：它有两条总线，一条是内存总线，用于CPU、内存和通道之间进行数据传送；另一条是I/O总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。其结构如图所示。双总线结构中，通道是计算机系统中的一个独立部件，使CPU的效率大为提高，并可以实现形式多样而更为复杂的数据传送。双总线的优点是以增加通道这一设备为代价的，通道实际上是一台具有特殊功能的处理器，所以双总线通常在大、中型计算机中采用。
内存总线CPU内存通道I/O总线设备接口I/O接口I/O接口 三总线结构：即在计算机系统各部件之间采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条总线是：内存总线，输入/输出（I/O）总线和直接内存访问（DMA）总线，如图所示。内存总线用于CPU和内存之间传送地址、数据的控制信息；I/O总线供CPU和各类外设之间通讯用；DMA总线使内存和高速外设之间直接传送数据。一般来说，在三总线系统中，任一时刻只使用一种总线；但若使用多入口存储器，内存总线可与DMA总线同时工作，此时三总线系统可以比单总线系统运行得更快。但是三总线系统中，设备到不能直接进行信息传送，而必须经过CPU或内存间接传送，所以三总线系统总线的工作效率较低。
CPU内存总线内存DMA总线接口磁盘机接口打印机接口显示器I/O总线
2. (1)简化了硬件的设计。从硬件的角度看，面向总线是由总线接口代替了专门的I/O接口，
由总线规范给出了传输线和信号的规定，并对存储器、I/O设备和CPU如何挂在总线上都作了具体的规定，所以，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作CPU插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线即可工作，而不必考虑总线的详细操
24
相关推荐：
loading