计算机组成原理第8章习题VIP免费

计算机组成原理第8章习题解答4.设CPU内有下列部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU。（1）画出完成间接寻址的取数指令LDA@X（将主存某地址单元X的内容取至AC中）的数据流（从取指令开始）。（2）画出中断周期的数据流。解：为简单起见，本题采用单总线将题中所给部件连接起来，框图如下：（1）LDA@X指令周期数据流程图PC→MARM(MAR)→MDR(MDR)→IRPC+1→PCAd(IR)→MARM(MAR)→MDRMDR→Ad(IR)Ad(IR)→MARM(MAR)→MDRMDR→AC（2）中断周期流程图SP-1→SPPC→MDRMDR→M(MAR)向量地址→PC0→EINTSP→MAR8.11今有四级流水线，分别完成取指(IF)、译码并取数(ID)、执行(EX)、写结果(WR)4个步骤。假设完成各步操作的时间依次为90ns、90ns、60ns、45ns。1）流水线的时钟周期应取何值？2）若相邻的指令发生数据相关，那么第二条指令安排退出多少时间才能不发生错误？3）若相邻两指令发生数据相关，为了不推迟第2条指令的执行，可采取什么措施？解：1）流水线的每段时间应取各步操作时间最大值90ns；2）发生数据相关时，为了不发生错误，第二条指令的译码取数（ID）操作必须等到第一条指令完成第4个步骤后才能执行，所以必须推迟2个操作周期；3）可以采取定向技术（又称旁路技术），直接把执行结果送至所需位置；8.12在5个功能段的指令流水线中，假设每段的执行时间分别是10ns、8ns、10ns、10ns和7ns。对于完成12条指令的流水线而言，其加速比为多少？该流水线的实际吞吐率为多少？解：1）流水线的每段时间取最大值，即10ns;采用流水线完成12条指令所需时间：10×4+12×10=160ns不采用流水线完成12条指令所需时间：12×(10+8+10+10+7)=540ns加速比：540/160=3.3752）流水线实际吞吐率：12/160=75MIPS17.在中断系统中INTR、INT、EINT三个触发器各有何作用？解：INTR——中断请求触发器，用来登记中断源发出的随机性中断请求信号，以便为CPU查询中断及中断排队判优线路提供稳定的中断请求信号。EINT——中断允许触发器，CPU中的中断总开关。当EINT=1时，表示允许中断（开中断），当EINT=0时，表示禁止中断（关中断）。其状态可由开、关中断等指令设置。INT——中断标记触发器，控制器时序系统中周期状态分配电路的一部分，表示中断周期标记。当INT=1时，进入中断周期，执行中断隐指令的操作。25.某机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0L1L2L3L4，根据下示格式，现要求中断处理次序改为L1L4L2L0L3，根据下面的格式，写出各中断源的屏蔽字。屏蔽位=1，表示屏蔽；屏蔽位=0，表示中断开放中断源屏蔽字01234I010010I111111I210110I300010I41011126.设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序按ABC降序排列，为改变中断处理次序，它们的中断屏蔽字设置如下：请按下图所示时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20s。设备屏蔽字A111B010C011处理优先级A→C→B降序排列0102030405060708090t/usA请求C请求B请求C服务B服务A服务程序