第五章作业习题答案
- 请说明机器指令、微程序、微指令、微命令、微操作之间的关系。
微指令是控制计算机各部件完成某个操作的命令。
微操作是计算机最基本、不可分解的基本命令，微操作与微命令一一对应，微操作是微指令操作过程。微指令是若干个微命令的集合。
微程序是对机器指令的实时解释器，每一条机器指令都对应一条微程序。微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存储器中的，一般不提供给用户。
2. 请简述微程序控制器的结构组成及各个模块的功能。
由控制存储器，微指令寄存器，微地址形成部件，微地址寄存器组成。
控制存储器：微程序控制器核心部件，用来存放程序。
微指令寄存器：用来存放从uCM取出的正在执行的微指令。
微地址形成部件：用来产生初始微地址和后继微地址，以保证微指令连续执行。
微地址寄存器：接受微地址形成部件的微地址，为下一步uCM中读取微指令做准备。
3.假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令共用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。
80*3+1=241条 2^8=256,占8位，
241*32/8=964字节
4. 已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为 512×48(位)。微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微
指令地址采用断定方式。请问:
（1）微指令中的三个字段分别应为多少位？
有4个转移条件，故该字段有4位，下地址字段有9位，因控制容量为512，所以微命令字段是 48-9-4=35位
（2）画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。
5．今有4级流水线分别完成取指令、指令译码并取数、运算、送结果四步操作，今假设完成各步操作的时间依次为100ns,100ns,80ns,50ns。
请问：（1）流水线的操作周期应设计为多少？
（2）若相邻两条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第二条指令要推迟多少时间进行。
（3）如果在硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？
（1）操作周期为 100ns
（2）至少2个时钟周期
（3）硬件设计改进，如：采用专用技术，就可以是流水线不发生停顿。