自考“計算機(jī)組成原理”串講資料（5）

自考“計算機(jī)組成原理”串講資料（5）

　　第5章 控制器

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　?。?001年）6.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。 與內(nèi)存物理地址無固定對應(yīng)關(guān)系的地址。

　?。?001年）7.微程序控制器：將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列（微程序），存入一個控制存儲器，需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

　?。?002年）3.控制存儲器（CPU內(nèi)的） ：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　?。?004年）20.垂直型微指令：一種微指令類型，設(shè)置微操作碼字段，采用微操作碼編碼法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能。

　?。?005年）23.微程序控制器：將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列（微程序），存入一個控制存儲器，需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

　　近年以來每年考本章的名詞解釋，所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋，大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

　　1.指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。

　　2.機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間。

　　3.指令仿真：通過改變微程序?qū)崿F(xiàn)不同機(jī)器指令系統(tǒng)的方式，使得在一種計算機(jī)上可以運(yùn)行另一種計算機(jī)上的指令代碼。

　　4.指令模擬：在一種計算機(jī)上用軟件來解釋執(zhí)行另一種計算機(jī)的指令。

　　5.硬連線邏輯：一種控制器邏輯，用一個時序電路產(chǎn)生時間控制信號，采用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　6.微程序：存儲在控制存儲中的完成指令功能的程序，由微指令組成。

　　7.微指令：控制器存儲的控制代碼，分為操作控制部分和順序控制部分。

　　8.微操作：在微程序控制器中，執(zhí)行部件接受微指令后所進(jìn)行的操作。

　　9.微地址：微每時令在控制存儲器中的存儲地址。

　　10.控制存儲器：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　　11.相容性微操作：在同時或同一個CPU周期內(nèi)可以并行執(zhí)行的微操作。

　　12.相斥性微操作：不能在同時或不能在同一個CPU周期內(nèi)并行執(zhí)行的微操作。

　　二、選擇題和填空題：

　　2000年：

　　4.在取指周期中，是按照（　）的內(nèi)容訪問主存，以讀取指令。

　　A.指令寄存器IR　　　　　　　　　　　　B.程序狀態(tài)寄存器PS

　　C.存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR 　　　　　　　　D.程序計數(shù)器PC

　　「分析」：每一條指令的執(zhí)行都是從取指令開始，需要對主存儲器進(jìn)行訪問。程序計數(shù)器PC是用來存放將要讀取并執(zhí)行的指令在主存儲器中的地址，對主存儲器訪問時所需要的地址由程序計數(shù)器PC來提供，即需要按程序計數(shù)器PC的內(nèi)容來訪問主存儲器。

　　「答案」：D

　　7.在微程序控制中，一個節(jié)拍中所需要的一組微命令，被編成一條（　　　。

　　「分析」：控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令稱為微命令，它是計算機(jī)中最基本的、不可再分的命令單元。在一個節(jié)拍中，一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令。

　　「答案」：微指令

　　2002年：

　　10.微程序存放在（?。?/P>

　　A.主存中　　 　　　　B.堆棧中　　　　　C.只讀存儲器中　　　　D.磁盤中

　　「分析」：微程序控制的基本思想是把指令執(zhí)行所需的所有控制信號存放在存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取。由于每一條微指令執(zhí)行時所發(fā)出的控制信號是事先設(shè)計好的，不需要改變，故此存放所有控制信號的存儲器應(yīng)為只讀存儲器，并將其集成到CPU內(nèi)，稱其為控制存儲器。

　　「答案」：C

　　11.在微程序控制方式中，機(jī)器指令和微指令的關(guān)系是（?。?。

　　A.每一條機(jī)器指令由一條微指令來解釋執(zhí)行

　　B.每一條機(jī)器指令由一段（或一個）微程序來解釋執(zhí)行

　　C.一段機(jī)器指令組成的工作程序可由一條微指令來解釋執(zhí)行

　　D.一條微指令由若干條機(jī)器指令組成

　　「分析」：在微程序控制方式中，控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令稱為微命令，在一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令，有序的微指令序列構(gòu)成一段微程序。微程序的作用是實現(xiàn)一條對應(yīng)的機(jī)器指令，即每一條機(jī)器指令是由一段（或一個）微程序來解釋執(zhí)行的。

　　「答案」：B

　　2003年：

　　7.下列說法中，合理的是（?。?。

　　A.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同，各機(jī)器周期的長度均勻

　　B.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同，各機(jī)器周期的長度可變

　　C.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變，各機(jī)器周期的長度均勻

　　D.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變，各機(jī)器周期的長度可變

　　「分析」：機(jī)器周期是指令執(zhí)行中每一步操作所需要的時間，一般以CPU中完成一個運(yùn)算操作所需的時間作為機(jī)器周期的基本時間，其長度是均勻的，而各種指令的功能不同，因而各指令執(zhí)行時所需的機(jī)器周期數(shù)是可變的。

　　「答案」：C

　　10.微地址是指微指令（?。?。

　　A.在主存的存儲位置 　　　　　　　　B.在堆棧的存儲位置

　　C.在磁盤的存儲位置 　　　　　　　　D.在控制存儲器的存儲位置

　　「分析」：微程序控制的基本思想是：把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取，即把操作控制信號編成微指令，存放在控制存儲器中。一條機(jī)器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)，這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

　　「答案」：D

　　2004年：

　　5.在微程序控制中，把操作控制信號編成（?。?/P>

　　A.微指令　　　　　　　　B.微地址　　　　　　　C.操作碼　　　　　　D.程序

　　「分析」：微程序控制的基本思想是：把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取，即把操作控制信號編成微指令，存放在控制存儲器中。一條機(jī)器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)，這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

　　「答案」：A

　　6.從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間稱為（?。?。

　　A.時鐘周期　　　　　　　B.機(jī)器周期　　　　　　 C.工作周期　　 　D.指令周期

　　「分析」：指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間，又稱CPU周期。時鐘周期：計算機(jī)主頻周期。

　　「答案」：D

　　2005年：

　　11.通常，微指令的周期對應(yīng)一個（?。?/P>

　　A.指令周期　　　　　　　B.主頻周期　　　　　　　C.機(jī)器周期　　　　D.工作周期

　　「分析」：指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間，又稱CPU周期。時鐘周期：計算機(jī)主頻周期。微指令周期等于讀出一條微指令加上執(zhí)行該微指令的所需時間。通常微指令周期與指令的機(jī)器周期相等。

　　「答案」：C

　　19.在微程序控制器中，控制存儲器由（　?。?gòu)成，用于存放　　　。

　　「分析」：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　　「答案」：只讀存儲器　　微程序

　　三、改錯題：

　　歷年真題：

　　（2000年）9.單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指：各大功能部件之間用一根信號線連接。

　　「答案」：單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指各寄存器及ALU之間的數(shù)據(jù)通路只用一條總線構(gòu)成。

　?。?002年）2.CPU只是計算機(jī)的控制器。

　　「分析」：計算機(jī)硬件系統(tǒng)是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部分組成，其中將運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理器，簡稱為CPU.

　　「答案」：CPU是由控制器和運(yùn)算器組成的。

　?。?003年）21.硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號，用存儲邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　「分析」：在采用組合邏輯和時鐘信號相結(jié)合的硬連線控制器中，時間控制信號是由時序電路產(chǎn)生，而各種控制功能則是由組合邏輯電路實現(xiàn)。

　　「答案」：硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號，用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　（2004年）21.在一條微指令中，順序控制部分的作用是發(fā)出指揮全機(jī)工作的控制信號。

　　「分析」：在一條微指令中，控制字部分的作用是發(fā)出指揮全機(jī)工作的控制信號；順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

　　「答案」：在一條微指令中，順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

　　四、簡答題：

　　歷年真題：

　?。?000年）4.在CPU中，哪些寄存器屬于控制用的指令部件？它們各起什么作用？（5分）

　　「答案」：

　?。?）程序計數(shù)器PC，提供取指地址，從而控制程序執(zhí)行順序。

　?。?）指令寄存器IR，存放現(xiàn)行指令，作為產(chǎn)生各種微操作命令的基本邏輯依據(jù)。

　?。?）程序狀態(tài)寄存器PS，記錄程序運(yùn)行結(jié)果的某些特征標(biāo)志，或用來設(shè)置程序運(yùn)行方式與優(yōu)先級，參與形成某些微操作命令。

　　（2001年）1.硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令？產(chǎn)生微