计算机组成原理(应用题与设计题).doc

一、综合题--设计题
设计题 用4K*8的存储器芯片构成16ＫＢ的存储器，地址线为Ａ１５～Ａ０，请设计。
方法一：采用位扩展
1、需要几片芯片？
2、 数据线有哪几位？
3、 加至各芯片的地址线？
4、画出该存储器逻辑结构图？

方法二：采用字扩展
１、需要几片芯片？
2、 数据线有哪些？
3、 加至芯片上的地址线有哪几位？
4、 用来译码的地址有哪几位？
5、 用来寻址的地址线有哪几位？
6、画出该存储器的结构图？

二、简单应用题—写出指令执行过程题
1、加法指令（ADD）
（1）ADD R1,R2执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取第一个操作数：R1→Y
5) 取第二个操作数并执行运算：R2+Y→Z
6) 送结果：Z→R1
（2）ADD R1,(R2)执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取第一个操作数：R1→Y
5) 取第二个操作数并执行运算：R2→MAR,DBUS→MDR,MDR→B,B+Y→Z
6) 送结果：Z→R1
（3）ADD （R1）,R2执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取第一个操作数：R1→MAR,DBUS→MDR,MDR→Y
5) 取第二个操作数并执行运算：R2+Y→Z
6) 送结果： R1→MAR,Z→MDR
（4）ADD （R1）,（R2）执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取第一个操作数：R1→MAR,DBUS→MDR,MDR→Y
5) 取第二个操作数并执行运算：R2→MAR,DBUS→MDR,MDR→B,B+Y→Z
6) 送结果： R1→MAR,Z→MDR
2、减法指令（SUB）
（1）SUB R1,R2
（2）SUB R1,(R2)
（3）SUB （R1）,R2
（4）SUB （R1）,（R2）
只需要将ADD的第五步中的“+”改成“-”即可。
3、跳转指令（JMP）
（1）JMP offs执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取PC：PC→Y
5) 取偏移量并执行运算：Y+IR(地址段)→Z
6) 送结果：Z→PC
（2）JMP #1000H执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取PC：PC→Y
5) 取偏移量并执行运算：Y+1000H→Z
6) 送结果：Z→PC
（3）JMP R1执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取PC：PC→Y
5) 取偏移量并执行运算：Y+R1→Z
6) 送结果：Z→PC
（4）JMP （R1）执行过程如下：
1) 送地址：PC→MAR
2) 计算下一条地址：PC+1→PC
3) 取指令：DBUS→MDR，MDR→IR
4) 取PC：PC→Y
5) 取偏移量并执行运算：R1→MAR,DBUS→MDR,MDR→B,Y+B→Z
6) 送结果：Z→PC
另外：访存指令LOAD和STORE也要适当复习下。

三、简单应用题—写出BOOTH算法的执行过程

用Booth算法计算2*（-3）的4位补码乘法运算，写出其运算执行过程。
解：[2]补=0010，[-3]补=1101，R0=0000，R1=1101，R2=0010，辅助位P=0
P
第0次循环: R0R1=00001101 0 → 初始值
第1次循环: R0R1=11101101 0 → yiyi+1=10,R0-R2→R0
R0R1=11110110 1 → ROR1右移1位
第2次循环: R0R1=00010110 1 → yiyi+1=01,R0+R2→R0
R0R1=00001011 0 → ROR1右移1位
第3次循环: R0R1=11101011 0 → yiyi+1=10,R0-R2→R0
R0R1=11110101 1 → ROR1右移1位
第4次循环: R0R1=11110101 0 → yiyi+1=11,无操作
R0R1=11111010 1 → ROR1右移1位
根据上述运算过程可知，运算结果为11111010，即-6
另外：一位原码乘法、恢复余数的除法和加减交替法除法也要适当复习下。