自考“計(jì)算機(jī)組成原理”串講資料（5）

自考“計(jì)算機(jī)組成原理”串講資料（5）

　　第5章 控制器

　　一、名詞解釋?zhuān)?/P>

　　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(guò)指令訪問(wèn)主存時(shí)所產(chǎn)生的地址。 與內(nèi)存物理地址無(wú)固定對(duì)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(gè)控制存儲(chǔ)器，需要時(shí)從該存儲(chǔ)器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

　　（2002年）3.控制存儲(chǔ)器（CPU內(nèi)的） ：CPU內(nèi)用于存放實(shí)現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲(chǔ)器稱(chēng)為控制存儲(chǔ)器。

　?。?004年）20.垂直型微指令：一種微指令類(lèi)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。

　　（2005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(gè)控制存儲(chǔ)器，需要時(shí)從該存儲(chǔ)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(lái)每年考本章的名詞解釋?zhuān)缘谖逭碌拿Q(chēng)解釋是考試的重點(diǎn)。這里給大家列出了本章的名詞解釋?zhuān)蠹乙煜ひ幌?，這都是本章的基本概念，有利于做名稱(chēng)解釋、選擇題、改錯(cuò)題和填空題。

　　1.指令周期：從一條指令的啟動(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的間隔時(shí)間。

　　2.機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時(shí)間。

　　3.指令仿真：通過(guò)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(jì)算機(jī)上可以運(yùn)行另一種計(jì)算機(jī)上的指令代碼。

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

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

　　6.微程序：存儲(chǔ)在控制存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)令在控制存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)地址。

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

　　11.相容性微操作：在同時(shí)或同一個(gè)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(shí)或不能在同一個(gè)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（?。┑膬?nèi)容訪問(wèn)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(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR 　　　　　　　　D.程序計(jì)數(shù)器PC

　　「分析」：每一條指令的執(zhí)行都是從取指令開(kāi)始，需要對(duì)主存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)。程序計(jì)數(shù)器PC是用來(lái)存放將要讀取并執(zhí)行的指令在主存儲(chǔ)器中的地址，對(duì)主存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)所需要的地址由程序計(jì)數(shù)器PC來(lái)提供，即需要按程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容來(lái)訪問(wèn)主存儲(chǔ)器。

　　「答案」：D

　　7.在微程序控制中，一個(gè)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(guò)控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令稱(chēng)為微命令，它是計(jì)算機(jī)中最基本的、不可再分的命令單元。在一個(gè)節(jié)拍中，一組實(shí)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（?。?。

　　A.主存中　　 　　　　B.堆棧中　　　　　C.只讀存儲(chǔ)器中　　　　D.磁盤(pán)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(hào)存放在存儲(chǔ)器中，需要時(shí)從這個(gè)存儲(chǔ)器中讀取。由于每一條微指令執(zhí)行時(shí)所發(fā)出的控制信號(hào)是事先設(shè)計(jì)好的，不需要改變，故此存放所有控制信號(hào)的存儲(chǔ)器應(yīng)為只讀存儲(chǔ)器，并將其集成到CPU內(nèi)，稱(chēng)其為控制存儲(chǔ)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(lái)解釋執(zhí)行

　　B.每一條機(jī)器指令由一段（或一個(gè)）微程序來(lái)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(lái)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(guò)控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令稱(chēng)為微命令，在一個(gè)CPU周期中，一組實(shí)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(shí)現(xiàn)一條對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令，即每一條機(jī)器指令是由一段（或一個(gè)）微程序來(lái)解釋執(zhí)行的。

　　「答案」：B

　　2003年：

　　7.下列說(shuō)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)間，一般以CPU中完成一個(gè)運(yùn)算操作所需的時(shí)間作為機(jī)器周期的基本時(shí)間，其長(zhǎng)度是均勻的，而各種指令的功能不同，因而各指令執(zhí)行時(shí)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(chǔ)位置 　　　　　　　　B.在堆棧的存儲(chǔ)位置

　　C.在磁盤(pán)的存儲(chǔ)位置 　　　　　　　　D.在控制存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)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(hào)存放在控制存儲(chǔ)器中，需要時(shí)從這個(gè)存儲(chǔ)器中讀取，即把操作控制信號(hào)編成微指令，存放在控制存儲(chǔ)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(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)微指令序列稱(chēng)為微程序。微指令在控制存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)位置稱(chēng)為微地址。

　　「答案」：D

　　2004年：

　　5.在微程序控制中，把操作控制信號(hào)編成（　）。

　　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(hào)存放在控制存儲(chǔ)器中，需要時(shí)從這個(gè)存儲(chǔ)器中讀取，即把操作控制信號(hào)編成微指令，存放在控制存儲(chǔ)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(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)微指令序列稱(chēng)為微程序。微指令在控制存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)位置稱(chēng)為微地址。

　　「答案」：A

　　6.從一條指令的啟動(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的間隔時(shí)間稱(chēng)為（　）。

　　A.時(shí)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(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的間隔時(shí)間。機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時(shí)間，又稱(chēng)CPU周期。時(shí)鐘周期：計(jì)算機(jī)主頻周期。

　　「答案」：D

　　2005年：

　　11.通常，微指令的周期對(duì)應(yīng)一個(gè)（?。?/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(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的間隔時(shí)間。機(jī)器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時(shí)間，又稱(chēng)CPU周期。時(shí)鐘周期：計(jì)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(shí)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(chǔ)器由（　?。?gòu)成，用于存放　　　。

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

　　「答案」：只讀存儲(chǔ)器　　微程序

　　三、改錯(cuò)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(hào)線連接。

　　「答案」：?jiǎn)慰偩€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(jì)算機(jī)的控制器。

　　「分析」：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)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(chēng)為中央處理器，簡(jiǎn)稱(chēng)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(shí)序電路產(chǎn)生時(shí)間控制信號(hào)，用存儲(chǔ)邏輯電路實(shí)現(xiàn)各種控制功能。

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

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

　?。?004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(hào)。

　　「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(hào)；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(jiǎn)答題：

　　歷年真題：

　　（2000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(jì)數(shù)器PC，提供取指地址，從而控制程序執(zhí)行順序。

　　（2）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(lái)設(shè)置程序運(yùn)行方式與優(yōu)先級(jí)，參與形成某些微操作命令。

　?。?001年）1.硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令？產(chǎn)生微