您所在的位置：四川中公考研 > 复习指导 > 四川考研网：成都20考研计算机组成原理CPU统考题分析

四川考研网：成都20考研计算机组成原理CPU统考题分析

发布日期：2019-12-11 10:48:03 来源：四川中公考研

在统考中计算机组成原理第五章特别容易出大题，这一章非常的重要，因为在2018年和2019年没有考试综合题，所以在2020年有可能会考试综合题，所以同学们要重点学习掌握CPU的相关知识。下面是对2015年统考题的分析，2015年是中央处理器和指令系统综合出题，今年有可能会在这两个章节结合考题，所以2015年的题型是个重点的参考。同学们需要通过对这两题分析掌握出题的方向和做题的技巧。
1. （2015）某 16 位计算机的主存按字节编码，存取单位为 16 位；采用 16 位定长指令字格式；CPU 采用单总线结构，主要部分如下图5-10所示。图中 R0～R3 为通用寄存器；T 为暂存器；SR 为移位寄存器，可实现直送（mov）、左移一位（left）和右移一位（right）3 种操作，控制信号为 SRop，SR 的输出由信号 SRout 控制；ALU 可实现直送 A（mova）、A 加 B（add）、A 减 B（sub）、A 与 B（and）、A 或 B（or）、非 A（not）、A 加 1（inc）7 种操作，控制信号为 ALUop。

题图 CPU中各部件及其相互连接关系示意图

请回答下列问题。
（1）图中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器 T？
（2）控制信号 ALUop 和 SRop 的位数至少各是多少？
（3）控制信号 SRout 所控制部件的名称或作用是什么？
（4）端点①～⑨中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？
（5）为完善单总线数据通路，需要在端点①～⑨中相应的端点之间添加必要的连线。写出连线的起点和终点，
以正确表示数据的流动方向。
（6）为什么二路选择器 MUX 的一个输入端是 2？
解析：
（1）程序员可见寄存器为通用寄存器(R0～R3)和PC。因为采用了单总线结构，因此，若无暂存器T，则ALU的A、B端口会同时获得两个相同的数据，使数据通路不能正常工作。
（2）ALU共有7种操作，故其操作控制信号ALUop至少需要3位；移位寄存器有3种操作，其操作控制信号SRop至少需要2位。
（3）信号SRout所控制的部件是一个三态门，用于控制移位器与总线之间数据通路的连接与断开。
（4）端口①、②、③、⑤、⑧须连接到控制部件输出端。
（5）连线1，⑥→⑨；连线2，⑦→④。
（6）因为每条指令的长度为16位，按字节编址，所以每条指令占用2个内存单元，顺序执行时，下条指令地址为(PC)+2。MUX的一个输入端为2，可便于执行(PC)+2操作。
2. （2015）上题中描述的计算机，其部分指令执行过程的控制信号如下图所示。

题图部分指令控制信号

该机指令格式如下图所示，支持寄存器直接和寄存器间接两种寻址方式，寻址方式位分别为0和1，通用寄存器R0～R3的编号分别为0、1、2和3。

题图指令格式

请回答下列问题。
（1）该机的指令系统最多可定义多少条指令？
（2）假定inc、shl和sub指令的操作码分别为01H、02H和03H，则以下指令对应的机器代码各是什么？
①inc R1; R1 + 1→R1
②shl R2,R1; (R1) << 1→R2
③sub R3, (R1),R2; ((R1)) – (R2) → R3
（3）假设寄存器X的输入和输出控制信号分别为Xin和Xout，其值为1表示有效，为0表示无效（例如，PCout=1表示PC内容送总线）；存储器控制信号为MEMop，用于控制存储器的读(read）和写(write)操作。写出题图5-8中标号①～⑧处的控制信号或控制信号的取值。
（4）指令“sub R1,R3,(R2)”和“inc R1”的执行阶段至少各需要多少个时钟周期？
解析：
（1）指令操作码有7位，因此最多可定义2⁷=128条指令。
（2）各条指令的机器代码分别如下：
①“inc R1”的机器码为：0000001 0 01 0 00 0 00，即0240H。
②“sh1 R2，R1”的机器码为：0000010 0 10 0 01 0 00，即0488H。
③“sub R3，(R1)，R2”的机器码为：0000011 0 11 1 01 0 10，即06EAH。
（3）各标号处的控制信号或控制信号取值如下：
①0；②mov；③mova；④left；⑤read；⑥sub；⑦mov；⑧SRout。
（4）指令“sub R1，R3，(R2)”的执行阶段至少包含4个时钟周期；
指令“inc R1”的执行阶段至少包含2个时钟周期。

免责声明：本站所提供的内容均来源于网友提供或网络搜集，由本站编辑整理，仅供个人研究、交流学习使用，不涉及商业盈利目的。如涉及版权问题，请联系本站管理员予以更改或删除。

【责任编辑：熊昊翀】

上一篇： 2020考研西医内科学-心电图考试重难点1

下一篇： 2021年管理学考研：大三党现如今应该如何准备？

10秒智能择校

查看历年试题

热点推荐

备考福利站

公共课
|专业课

课程系列	班次名称	价格	免费开通
考研政治网络课堂	2026政治考研备考指导课	39	免费开通
考研政治网络课堂	考研政治五年试题精讲	199	免费开通
考研英语网络课堂	2026考研英语备考指导课	39	免费开通
考研英语网络课堂	考研英语（一、二）五年试题精讲	199	免费开通
考研数学网络课堂	2026考研数学备考指导课	39	免费开通
	考研数学五年试题精讲	199	免费开通
	考研数学常用公式整理	39	免费开通
23专业课精品课	311教育学考研入门课	11	免费开通
	333教育综合考研入门课	11	免费开通
	法律硕士（非法学）考研入门课	11	更多课程

课程系列	班次名称	价格	免费开通
经济学精品班	金融学考研入门课	咨询	免费开通
教育学精品班	经济学（初级）考研入门课	19	免费开通
教育学精品班	经济学（中级）考研入门课	19	免费开通
法学精品班	法律硕士（非法学）考研入门课	19	免费开通
法学精品班	13大热门专业课备考抢学包	19	免费开通
管理学精品班	管理学考研入门课	19	免费开通
管理学精品班	社会工作考研入门课	19	免费开通