计算机组成原理课后答案第二版唐朔飞第九章省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

控制单元控制单元CU第第 九九 章章第1页 3.3.什么是什么是什么是什么是指令周期指令周期指令周期指令周期、机器周期机器周期机器周期机器周期和和和和时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期？三者有何关系？三者有何关系？三者有何关系？三者有何关系？解：解：解：解：CPUCPU每取出并执行一条指令每取出并执行一条指令每取出并执行一条指令每取出并执行一条指令所需全部时间叫所需全部时间叫所需全部时间叫所需全部时间叫指令周期指令周期指令周期指令周期；机器周期；机器周期；机器周期；机器周期是在同时控制机器中，执行指令周期是在同时控制机器中，执行指令周期是在同时控制机器中，执行指令周期是在同时控制机器中，执行指令周期中一步相对完整操作（指令步）所需中一步相对完整操作（指令步）所需中一步相对完整操作（指令步）所需中一步相对完整操作（指令步）所需时间，通常安排时间，通常安排时间，通常安排时间，通常安排机器周期长度机器周期长度机器周期长度机器周期长度=主存周主存周主存周主存周期期期期；时钟周期是指计算机主时钟周期；时钟周期是指计算机主时钟周期；时钟周期是指计算机主时钟周期；时钟周期是指计算机主时钟周期时间，它是计算机运行时最基本时序时间，它是计算机运行时最基本时序时间，它是计算机运行时最基本时序时间，它是计算机运行时最基本时序单位，对应完成一个微操作所需时间，单位，对应完成一个微操作所需时间，单位，对应完成一个微操作所需时间，单位，对应完成一个微操作所需时间，通常通常通常通常时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期=计算机主频倒数。计算机主频倒数。计算机主频倒数。计算机主频倒数。1414第2页 4.4.能不能说能不能说能不能说能不能说CPUCPU主频越快主频越快主频越快主频越快，计算机，计算机，计算机，计算机运行运行运行运行速度就越快速度就越快速度就越快速度就越快？为何？为何？为何？为何？解：解：解：解：不能说不能说不能说不能说机器主频越快，机器速机器主频越快，机器速机器主频越快，机器速机器主频越快，机器速度就越快。因为机器速度度就越快。因为机器速度度就越快。因为机器速度度就越快。因为机器速度不但与主频相不但与主频相不但与主频相不但与主频相关关关关，还与数据通路结构、时序分配方案、，还与数据通路结构、时序分配方案、，还与数据通路结构、时序分配方案、，还与数据通路结构、时序分配方案、ALUALU运算能力、指令功效强弱等各种运算能力、指令功效强弱等各种运算能力、指令功效强弱等各种运算能力、指令功效强弱等各种原因相关，要看原因相关，要看原因相关，要看原因相关，要看综合效果。综合效果。综合效果。综合效果。第3页 5.5.设机器设机器设机器设机器A ACPUCPU主频为主频为主频为主频为8MHz8MHz，机，机，机，机器周期含器周期含器周期含器周期含4 4个个个个时钟周期，且该机平均指时钟周期，且该机平均指时钟周期，且该机平均指时钟周期，且该机平均指令执行速度是令执行速度是令执行速度是令执行速度是0.4MIPS0.4MIPS，试求该机，试求该机，试求该机，试求该机平均平均平均平均指令周期和机器周期指令周期和机器周期指令周期和机器周期指令周期和机器周期，每个指令周期中，每个指令周期中，每个指令周期中，每个指令周期中含含含含几个几个几个几个机器周期？假如机器机器周期？假如机器机器周期？假如机器机器周期？假如机器B BCPUCPU主频主频主频主频为为为为12MHz12MHz，且机器周期也含，且机器周期也含，且机器周期也含，且机器周期也含4 4个个个个时钟周时钟周时钟周时钟周期，试问期，试问期，试问期，试问B B机机机机平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度为多少为多少为多少为多少MIPS?MIPS?解：先经过解：先经过解：先经过解：先经过A A机机机机平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度求出其求出其求出其求出其平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期，再经过，再经过，再经过，再经过主频主频主频主频求出求出求出求出时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期，然后深入求出，然后深入求出，然后深入求出，然后深入求出机器周期机器周期机器周期机器周期。B B机参数算法与机参数算法与机参数算法与机参数算法与A A机类似。机类似。机类似。机类似。计算以下：计算以下：计算以下：计算以下：第4页A A机平均指令周期机平均指令周期机平均指令周期机平均指令周期=1/0.4MIPS=1/0.4MIPS=2.52.5ss A A机时钟周期机时钟周期机时钟周期机时钟周期=1/8MHz=125ns=1/8MHz=125ns A A机机器周期机机器周期机机器周期机机器周期=125ns=125ns4=500ns=4=500ns=0.5s0.5sA A机每个指令周期中含机器周期个数机每个指令周期中含机器周期个数机每个指令周期中含机器周期个数机每个指令周期中含机器周期个数 =2.5=2.5s0.5s=s0.5s=5 5个个个个B B机时钟周期机时钟周期机时钟周期机时钟周期 =1/12MHz=1/12MHz 83ns83nsB B机机器周期机机器周期机机器周期机机器周期 =83ns=83ns4=332ns4=332ns 设设设设B B机每个指令周期也含机每个指令周期也含机每个指令周期也含机每个指令周期也含5 5个机器个机器个机器个机器周期，则：周期，则：周期，则：周期，则：B B机平均指令周期机平均指令周期机平均指令周期机平均指令周期=332ns=332ns5=1.66s5=1.66sB B机平均指令执行速度机平均指令执行速度机平均指令执行速度机平均指令执行速度=1/=1/1.66s1.66s =0.6MIPS0.6MIPS 结论结论结论结论：主频提升：主频提升：主频提升：主频提升有利于有利于有利于有利于机器执行机器执行机器执行机器执行速度提升。速度提升。速度提升。速度提升。第5页 6.6.设某计算机设某计算机设某计算机设某计算机CPUCPU主频为主频为主频为主频为8MHz8MHz，每个机器周期平均含，每个机器周期平均含，每个机器周期平均含，每个机器周期平均含2 2个个个个时钟周期，时钟周期，时钟周期，时钟周期，每条指令平都有每条指令平都有每条指令平都有每条指令平都有4 4个个个个机器周期，试问该机器周期，试问该机器周期，试问该机器周期，试问该计算机计算机计算机计算机平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度为多少为多少为多少为多少MIPSMIPS？若？若？若？若CPUCPU主频主频主频主频不变不变不变不变，但每个机器周期，但每个机器周期，但每个机器周期，但每个机器周期平均含平均含平均含平均含4 4个个个个时钟周期，每条指令平都有时钟周期，每条指令平都有时钟周期，每条指令平都有时钟周期，每条指令平都有4 4个个个个机器周期，则该机机器周期，则该机机器周期，则该机机器周期，则该机平均指令执行速平均指令执行速平均指令执行速平均指令执行速度度度度又是多少又是多少又是多少又是多少MIPSMIPS？由此可得出什么？由此可得出什么？由此可得出什么？由此可得出什么结结结结论论论论？解：先经过主频求出解：先经过主频求出解：先经过主频求出解：先经过主频求出时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期，再求出再求出再求出再求出机器周期机器周期机器周期机器周期和和和和平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期，最，最，最，最终经过平均指令周期终经过平均指令周期终经过平均指令周期终经过平均指令周期倒数倒数倒数倒数求出平均指求出平均指求出平均指求出平均指令执行速度。计算以下：令执行速度。计算以下：令执行速度。计算以下：令执行速度。计算以下：第6页时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期=1/8MHz=0.125=1/8MHz=0.1251010-6-6=125ns=125ns机器周期机器周期机器周期机器周期=125ns=125ns2=250ns2=250ns平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期=250ns4=1000ns=1s250ns4=1000ns=1s平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度=1/=1/1s=1MIPS 1s=1MIPS 当参数改变后：当参数改变后：当参数改变后：当参数改变后：机器周期机器周期机器周期机器周期=125ns=125ns4=500ns=0.5s 4=500ns=0.5s 平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期=0.5s4=2s0.5s4=2s 平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度=1/2=1/2s=0.5MIPSs=0.5MIPS 结论：结论：结论：结论：两个主频相同机器，执行速两个主频相同机器，执行速两个主频相同机器，执行速两个主频相同机器，执行速度度度度不一定一样不一定一样不一定一样不一定一样。第7页 7.7.某某某某CPUCPU主频为主频为主频为主频为10MHz10MHz，若已知，若已知，若已知，若已知每个机器周期平均包含每个机器周期平均包含每个机器周期平均包含每个机器周期平均包含4 4个个个个时钟周期，时钟周期，时钟周期，时钟周期，该机平均指令执行速度为该机平均指令执行速度为该机平均指令执行速度为该机平均指令执行速度为1MIPS1MIPS，试，试，试，试求该机求该机求该机求该机平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期及每个指令周期及每个指令周期及每个指令周期及每个指令周期含几个含几个含几个含几个机器周期机器周期机器周期机器周期？若改用时钟周期为？若改用时钟周期为？若改用时钟周期为？若改用时钟周期为0.40.4ssCPUCPU芯片，则计算机芯片，则计算机芯片，则计算机芯片，则计算机平均指令执平均指令执平均指令执平均指令执行速度行速度行速度行速度为多少为多少为多少为多少MIPSMIPS？若要得到平均每？若要得到平均每？若要得到平均每？若要得到平均每秒秒秒秒8080万次万次万次万次指令执行速度，则应采取指令执行速度，则应采取指令执行速度，则应采取指令执行速度，则应采取主主主主频频频频为多少为多少为多少为多少CPUCPU芯片？芯片？芯片？芯片？第8页 解：先经过解：先经过解：先经过解：先经过主频主频主频主频求出求出求出求出时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期时时时时间，再深入求出间，再深入求出间，再深入求出间，再深入求出机器周期机器周期机器周期机器周期和和和和平均指令平均指令平均指令平均指令周期。周期。周期。周期。时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期=1/10MHz=0.1=1/10MHz=0.11010-6-6 =100ns=100ns 机器周期机器周期机器周期机器周期=100ns=100ns4=400ns=0.4s4=400ns=0.4s 平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期=1/1MIPS=1/1MIPS =1 =11010-6-6=1s1s 每个指令周期所含机器周期个数每个指令周期所含机器周期个数每个指令周期所含机器周期个数每个指令周期所含机器周期个数 =1s/0.4s=1s/0.4s=2 2.5.5个个个个 第9页 当芯片改变后，对应参数变为：当芯片改变后，对应参数变为：当芯片改变后，对应参数变为：当芯片改变后，对应参数变为：机器周期机器周期机器周期机器周期=0.4=0.4 s s4=1.6s4=1.6s 平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期=1.6s2.5=4s 1.6s2.5=4s 平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度平均指令执行速度=1/4=1/4ss =0.25MIPS0.25MIPS 若要得到平均每秒若要得到平均每秒若要得到平均每秒若要得到平均每秒8080万次指令执万次指令执万次指令执万次指令执行速度，则应采取主频为：行速度，则应采取主频为：行速度，则应采取主频为：行速度，则应采取主频为：平均指令周期平均指令周期平均指令周期平均指令周期=1/0.8MIPS=1/0.8MIPS =1.25 =1.25 1010-6-6=1.25s=1.25s 机器周期机器周期机器周期机器周期=1.25=1.25 s s2.5=0.5s2.5=0.5s 时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期=0.5s40.5s4=0.125=0.125ss 主频主频主频主频=1/0.125=1/0.125s=8MHzs=8MHz 应应应应采取主采取主采取主采取主频为频为频为频为8MHz8MHzCPUCPU芯片。芯片。芯片。芯片。第10页 8.8.某计算机主频为某计算机主频为某计算机主频为某计算机主频为6MHz6MHz，各类指令平均执行时间，各类指令平均执行时间，各类指令平均执行时间，各类指令平均执行时间和使用频度以下表所表示，试计算该机速度（单位用和使用频度以下表所表示，试计算该机速度（单位用和使用频度以下表所表示，试计算该机速度（单位用和使用频度以下表所表示，试计算该机速度（单位用MIPSMIPS表示），若上述表示），若上述表示），若上述表示），若上述CPUCPU芯片升级为芯片升级为芯片升级为芯片升级为10MHz10MHz，则该，则该，则该，则该机运行速度又为多少？机运行速度又为多少？机运行速度又为多少？机运行速度又为多少？指令类别指令类别指令类别指令类别 存取存取存取存取 加、减、比较、转移加、减、比较、转移加、减、比较、转移加、减、比较、转移 乘除乘除乘除乘除 其它其它其它其它 平均指令平均指令平均指令平均指令 执行时间执行时间执行时间执行时间 0.60.6 s 0.8s 0.8 s 10s 10 s s 1.41.4 s s 使用频度使用频度使用频度使用频度 35%45%5%15%35%45%5%15%第11页解：指令平均运行时间解：指令平均运行时间解：指令平均运行时间解：指令平均运行时间 =（0.60.350.60.35 +0.80.45+100.05+1.40.15 +0.80.45+100.05+1.40.15）s s =0.21+0.36+0.5+0.21=1.28=0.21+0.36+0.5+0.21=1.28 s s 机器平均运行速度机器平均运行速度机器平均运行速度机器平均运行速度 =1/1.28=1/1.28 s=s=0.78125MIPS0.78125MIPS CPUCPU芯片升级后，机器平均运行速度计算：芯片升级后，机器平均运行速度计算：芯片升级后，机器平均运行速度计算：芯片升级后，机器平均运行速度计算：方法一：方法一：方法一：方法一：0.78125MIPS(10MHz/6MHz)0.78125MIPS(10MHz/6MHz)1.3MIPS1.3MIPS 方法二：方法二：方法二：方法二：时钟周期时钟周期时钟周期时钟周期 =1/6MHz=1/6MHz 0.166670.16667 s s 指令平均运行周期数指令平均运行周期数指令平均运行周期数指令平均运行周期数=1.281.28 s/0.16667s/0.16667 s s7.687.68CPICPI 升级后时钟周期升级后时钟周期升级后时钟周期升级后时钟周期 =1/10MHz 0.1=1/10MHz 0.1 s s 指令平均运行时间指令平均运行时间指令平均运行时间指令平均运行时间 0.10.1 s7.680.768s7.680.768 s s 机器平均运行速度机器平均运行速度机器平均运行速度机器平均运行速度 1/0.7681/0.768 ss1.3MIPS1.3MIPS第12页 11.11.设设设设CPUCPU内部结构如图内部结构如图内部结构如图内部结构如图9.49.4所表所表所表所表示，另外还设有示，另外还设有示，另外还设有示，另外还设有B B、C C、D D、E E、HH、L L六个存放器，它们各自六个存放器，它们各自六个存放器，它们各自六个存放器，它们各自输入和输出端输入和输出端输入和输出端输入和输出端都与内部总线相通，并分别受控制信都与内部总线相通，并分别受控制信都与内部总线相通，并分别受控制信都与内部总线相通，并分别受控制信号号号号控制控制控制控制（如（如（如（如B Bi i为存放器为存放器为存放器为存放器B B输入控制；输入控制；输入控制；输入控制；B Bo o为存放器为存放器为存放器为存放器B B输出控制）。要求从取指输出控制）。要求从取指输出控制）。要求从取指输出控制）。要求从取指令开始，写出完成以下指令所需全部令开始，写出完成以下指令所需全部令开始，写出完成以下指令所需全部令开始，写出完成以下指令所需全部微操作和微操作和微操作和微操作和控制信号控制信号控制信号控制信号。（1 1）ADD BADD B，C C；(B)+(C)(B)+(C)B)B)（2 2）SUB ASUB A，HH；(AC)-(H)(AC)-(H)AC)AC)解：先画出对应指令流程图，然解：先画出对应指令流程图，然解：先画出对应指令流程图，然解：先画出对应指令流程图，然后将图中每一步数据通路操作后将图中每一步数据通路操作后将图中每一步数据通路操作后将图中每一步数据通路操作分解分解分解分解成成成成对应微操作，再对应微操作，再对应微操作，再对应微操作，再写出写出写出写出同名微命令即可。同名微命令即可。同名微命令即可。同名微命令即可。第13页 控制信号举例：控制信号举例：图图9.4 在此基础上再加在此基础上再加B、C、D、E、H、L六个存放器，六个存放器，连法和控制信号定义方式与图中其它存放器一样。连法和控制信号定义方式与图中其它存放器一样。CUIRIRi时钟源时钟源PCMARMDRPCiPCoMARiMDRiMDRoACACiACoYYiALUALUiZZo 控制信号控制信号 控制信号控制信号地址线地址线数据线数据线存放器存放器RW+1CPUCPU内部总线内部总线内部总线内部总线第14页（1 1）ADD BADD B，C C指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：OP=OP=？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR ADDADDPCo，MARi1 R+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRo，IRi第15页Bo，YiCo，ALUi，+Zo，Bi ADDADD B BY YZ ZB B（Y Y）+（C C）Z Z 第16页（2 2）SUB ASUB A，HH指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：指令流程及微命令序列以下：OP=OP=？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR SUBSUBPCo，MARi1 R+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRo，IRi第17页Ho，YiACo，ALUi，Zo，ACi SUBSUB HHY YZ ZACAC（ACAC）（HH）Z Z 第18页 12.CPU 12.CPU结构同上题，写出完成结构同上题，写出完成结构同上题，写出完成结构同上题，写出完成以下指令所需全部微操作和以下指令所需全部微操作和以下指令所需全部微操作和以下指令所需全部微操作和控制信号控制信号控制信号控制信号（包含取指令）。（包含取指令）。（包含取指令）。（包含取指令）。（1 1）存放器间接寻址无条件转移指）存放器间接寻址无条件转移指）存放器间接寻址无条件转移指）存放器间接寻址无条件转移指令令令令“JMP B”JMP B”。（2 2）间接寻址存数指令）间接寻址存数指令）间接寻址存数指令）间接寻址存数指令“STA STA X”X”。解：解题方法步骤同上题。解：解题方法步骤同上题。解：解题方法步骤同上题。解：解题方法步骤同上题。（1 1）“JMP B”JMP B”指令流程图和全指令流程图和全指令流程图和全指令流程图和全部微操作部微操作部微操作部微操作控制信号控制信号控制信号控制信号以下：以下：以下：以下：第19页“JMP BJMP B”指令流程图及微命令序列：指令流程图及微命令序列：指令流程图及微命令序列：指令流程图及微命令序列：PCPCo o，MARMARi i1 1 R R+1+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRMDRo o，IRIRi iB Bo o，PCPCi i注：注：注：注：指令中指令中指令中指令中B B为存放器名。为存放器名。为存放器名。为存放器名。OP=OP=？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR JMPJMPB B PCPC 第20页（2 2）“STA X”STA X”指令流程图及微命令序列以下：指令流程图及微命令序列以下：指令流程图及微命令序列以下：指令流程图及微命令序列以下：PCo，MARi1 R+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRo，IRiI=1I=1？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR Y Y转间址操作转间址操作转间址操作转间址操作第21页MDRMDRo o，MARMARi i1 1 R RMDRMDRo o，MARMARi iACACo o，MDRMDRi i1 1 WW注：注：注：注：指令中指令中指令中指令中X X为为为为形式地址形式地址形式地址形式地址 间址操作间址操作间址操作间址操作 X(MDR)X(MDR)MARMARMDRMDRMARMARMMMM读读读读 OP=?OP=?STASTAACACMDRMDR MMMM写写写写 第22页 13.13.设设设设CPUCPU内部结构如图内部结构如图内部结构如图内部结构如图9.49.4所表示，所表示，所表示，所表示，另外还设有另外还设有另外还设有另外还设有R R1 1RR4 4四个存放器，它们各自四个存放器，它们各自四个存放器，它们各自四个存放器，它们各自输入和输出端输入和输出端输入和输出端输入和输出端都与内部总线相通，并分别都与内部总线相通，并分别都与内部总线相通，并分别都与内部总线相通，并分别受控制信号受控制信号受控制信号受控制信号控制控制控制控制（如（如（如（如R R2i2i为存放器为存放器为存放器为存放器R R2 2输入控输入控输入控输入控制；制；制；制；R R2o2o为存放器为存放器为存放器为存放器R R2 2输出控制）。要求从取输出控制）。要求从取输出控制）。要求从取输出控制）。要求从取指令开始，写出完成以下指令所需全部微指令开始，写出完成以下指令所需全部微指令开始，写出完成以下指令所需全部微指令开始，写出完成以下指令所需全部微操作和操作和操作和操作和控制信号控制信号控制信号控制信号。（1 1）ADD RADD R2 2，R R4 4 ；（(R(R2 2)+(R)+(R4 4)R R2 2，存放器间接寻址），存放器间接寻址），存放器间接寻址），存放器间接寻址）（2 2）SUB RSUB R1 1，mem mem；（(R(R1 1)-(mem)-(mem)R R1 1，存放器间接寻址），存放器间接寻址），存放器间接寻址），存放器间接寻址）解：解题方法步骤同第解：解题方法步骤同第解：解题方法步骤同第解：解题方法步骤同第1111题。题。题。题。（1 1）“ADD RADD R2 2，R R4 4”指令流程图指令流程图指令流程图指令流程图和全部微操作和全部微操作和全部微操作和全部微操作控制信号控制信号控制信号控制信号以下：以下：以下：以下：第23页“ADD RADD R2 2，R R4 4”指令流程图和全部微操作命令：指令流程图和全部微操作命令：指令流程图和全部微操作命令：指令流程图和全部微操作命令：OP=OP=？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR ADDADD PCo，MARi1 R+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRo，IRi第24页R R2o2o，Y Yi iR R4o4o，MARMARi i1 1 R RMDRMDRo o，ALUALUi i，+Z Zo o，R R2i2i ADDADD R R2 2Y YZ ZR R2 2(Y)+(MDR)(Y)+(MDR)Z Z R R4 4MARMAR MMMM读读读读 第25页（2 2）SUB RSUB R1 1，mem mem指令流程图和全部微命令以下：指令流程图和全部微命令以下：指令流程图和全部微命令以下：指令流程图和全部微命令以下：I=1I=1？PCMARMM读读PC+1 PCMDR MDR IRIR 转间址操作转间址操作转间址操作转间址操作 PCPCo o，MARMARi i1 1 R R+1+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）MDRMDRo o，IRIRi i第26页MDRMDRo o，MARMARi i1 1 R RR R1o1o，Y Yi iMDRMDRo o，ALUALUi i，Z Zo o，R R1i1i SUBSUB R R1 1Y YZ ZR R1 1(Y)(Y)(MDR)(MDR)Z Z 间址操作间址操作间址操作间址操作 mem(MDR)mem(MDR)MARMARMMMM读读读读 OP=?OP=?第27页14.14.设单总线计算机结构如设单总线计算机结构如设单总线计算机结构如设单总线计算机结构如图图图图9.59.5所表示，其中所表示，其中所表示，其中所表示，其中MM为主存，为主存，为主存，为主存，XRXR为变址存放器，为变址存放器，为变址存放器，为变址存放器，EAREAR为有效地址存为有效地址存为有效地址存为有效地址存放器，放器，放器，放器，LATCHLATCH为锁存器。假设指令地址已存于为锁存器。假设指令地址已存于为锁存器。假设指令地址已存于为锁存器。假设指令地址已存于PCPC中，画出中，画出中，画出中，画出“LDA*DLDA*D”和和和和“SUB D(XR)SUB D(XR)”指令周指令周指令周指令周期信息流程图，并列出对应控制信号序列。期信息流程图，并列出对应控制信号序列。期信息流程图，并列出对应控制信号序列。期信息流程图，并列出对应控制信号序列。说明：说明：说明：说明：（1 1）“LDA*DLDA*D”指令字中指令字中指令字中指令字中*表示相对寻址，表示相对寻址，表示相对寻址，表示相对寻址，D D为相对位移量。为相对位移量。为相对位移量。为相对位移量。（2 2）“SUB SUB D(XR)”D(XR)”指令字中指令字中指令字中指令字中D D为形式地为形式地为形式地为形式地址。址。址。址。（3 3）存放器输入和输出均受控制信号控制，）存放器输入和输出均受控制信号控制，）存放器输入和输出均受控制信号控制，）存放器输入和输出均受控制信号控制，比如，比如，比如，比如，PCPCi i表示表示表示表示PCPC输入控制信号，输入控制信号，输入控制信号，输入控制信号，MDRMDRo o表示表示表示表示MDRMDR输出控制信号。输出控制信号。输出控制信号。输出控制信号。（4 4）凡是需要经过）凡是需要经过）凡是需要经过）凡是需要经过总线总线总线总线实现存放器之间传实现存放器之间传实现存放器之间传实现存放器之间传送，需在流程图中注明，如送，需在流程图中注明，如送，需在流程图中注明，如送，需在流程图中注明，如PCPCBusMARBusMAR，对应对应对应对应控制信号控制信号控制信号控制信号为为为为PCPCo o和和和和MARMARi i。第28页（1 1）“LDA*DLDA*D”指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：PCPCo o，MARMARi iR/-W=R/-W=R R（MARMAR、MDRMDR与与与与MM直连，故不需控制）直连，故不需控制）直连，故不需控制）直连，故不需控制）MDRMDRo o，IRIRi i +1+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）OP=OP=？PCBus MARM(MAR)MDRPC+1 PCMDR MDR Bus Bus IRIR LDALDA 第29页PCPCo o，IRIRo o，+，EAREARi iEARoEARo，MARiMARiR/-W=RR/-W=RMDRMDRo o，ACCACCi iLDA LDA PC+D(IR)PC+D(IR)EAREARMDRMDRBus Bus ACCACCEAREARBusBusMARMAR M(MAR)M(MAR)MDRMDR第30页（2 2）“SUB D(XR)SUB D(XR)”指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：指令周期流程图及控制信号序列：PCPCo o，MARMARi iR/-W=R/-W=R R（MARMAR、MDRMDR与与与与MM直连，故不需控制）直连，故不需控制）直连，故不需控制）直连，故不需控制）MDRMDRo o，IRIRi i +1+1（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，（图中未标出，可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）可与前一步并行）OP=OP=？PC Bus MARM(MAR)MDRPC+1 PCMDR MDR Bus Bus IRIR SUBSUB 第31页XRXRo o，IRIRo o，+，EAREARi iEAREARo o，MARMARi iR/-W=RR/-W=RMDRMDRo o，ACCACCo o，KKi i=LATCHLATCHi iLATCHLATCHo o，ACCACCi iSUB SUB XR+D(IR)XR+D(IR)EAREARLATCHLATCHBusBusACCACCEAREARBusBusMARMAR M(MAR)M(MAR)MDRMDRACCACC MDRMDRLATCHLATCH 第32页