数据通路及指令周期流程图.doc

(完整word)数据通路及指令周期流程图
数据通路、指令周期流程图
某计算机有如下部件,ALU,移位器,主存M，主存数据寄存器MDR，主存地址寄存器MAR，指令寄存器IR，通用寄存器R0~R3,暂存器C和D。
（1)请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。
(2）画出“ADD R1，R2"指令的指令周期流程图。
（3)请述说RISC指令系统和CISC指令系统的区别及应用
解：
(1) 设该系统为单总线结构，暂存器C和D用于ALU的输入端数据暂存，移位器作为ALU输出端的缓冲器，可对ALU的运算结果进行附加操作，则数据通路可设计如下：
(2) 根据上面的数据通路，可画出“ADD R1，R2”的指令周期流程图如下：

（3）请述说RISC指令系统和CISC指令系统的区别及应用
RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术,RISC虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的,但采用的方法不同，因此,在很多方面差异很大，它们主要有：
(1) 指令系统:RISC 设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色.对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此,在RISC 机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。
（2） 存储器操作：RISC 对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC 机器的存储器操作指令多，操作直接。
（3） 程序：RISC 汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计；而CISC 汇编语言程序编程相对简单,科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易，效率较高。
（4） 中断:RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。
（5） CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU 包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。
（6） 设计周期：RISC 微处理器结构简单,布局紧凑，设计周期短,且易于采用最新技术;CISC 微处理器结构复杂，设计周期长。
（7） 用户使用：RISC 微处理器结构简单，指令规整,性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。
（8） 应用范围：由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关,故RISC 机器更适合于专用机;而CISC 机器则更适合于通用机。