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计算机组成实践2018年秋期末模拟题题解

凝神长老 · 12月7日 · 2018年 · 8586次已读

本文写于 2018年12月07日,距今已超过 1 年,距 2020年04月17日 的最后一次修改也已超过 3 个月,部分内容可能已经过时,您可以按需阅读。如果图片无法显示或者下载链接失效,请给我反馈,谢谢!


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你可以在这里下载到模拟题题面:

你可以在这里下载到我的指令系统和汇编代码:


INL RD,从 IO 单元的低 8 位获得数据,并存入通用寄存器 RD。

显然,这是一个 8 位的指令:

  • 第 1~3 位是我定义的指令码,不妨取 001
  • 第 4 位是 0
  • 第 5~6 位是 RS, 在这里取任意值,不妨取00
  • 第 7~8 位是 RD

0010XXRD

在设计指令的时候,0010 的散转地址是 640,因此,可以令INL RD这句指令的指令码是 20。

需要注意的是,INL R0INL R1INL R2INL R3的微指令必须不同,但是他们产生的微地址必须相同,这意味着,前 4 位必须是 0010,即 16 进制下的 2,而后 4 位必须不同,同时需要保证,最后 2 位用 00 表示 R0、01 表示 R1、10 表示 R2、11 表示 R3。

那么,指令就可以写成:

INL R0 20 1
INL R1 21 1
INL R2 22 1
INL R3 23 1

在微程序的设计中,源地址选择 IOR,目的地址选择 RWR。

这是单条微指令,所以执行后 PC 递增,且结尾变址。

关键是总线规则。

为了使得 DX 和 CX 都能作为目标寄存器,那 OP 必须为 0,同时,IO 单元是需要取出低字节,所以总线规则应该是偶字节送出,由于目标寄存器是由 RD 指定的,所以目标寄存器可以看作只有 8 位,所以送到高字节就好了。因此,总线规则是 010。

1543722136459

测试,结果正确,不管 RD 取值为何,都能得到正确的结果。

INH RD,从 IO 单元的高 8 位获得数据,并存入通用寄存器 RD。

类似的,区别只是需要注意总线规则是奇送奇。

0100RSXX

INH R0 40 1
INH R1 41 1
INH R2 42 1
INH R3 43 1

1543722312250

OUTL RS,将通过寄存器 RS 的数据送出到 IO 单元的低 8 位。

0110RSXX

类似,需要注意 RS 的取值,即后 4 位为 0000、0100、1000、1100。

OUTL R0 60 1
OUTL R1 64 1
OUTL R2 68 1
OUTL R3 6C 1

1543725621381

SWITCH RD,将 RD 中高 4 位和低 4 位的值交换,并存回 RD。

例如,原来的数值为 0xA3,则交换后为 0x3A。

如果是高 8 位和低 8 位交换,那就相对简单,只要 R0->TMP、R1->R0、TMP->R1 即可。

现在是 4 位,最先想到的是位运算,但是位运算显然不合要求,首先就没有办法把需要进行位运算的掩码值存进去。

可以用循环位移。

例如原来是 1234,希望变成 1243,那么可以首先将 RD 的低 8 位复制到 AX 的低 8 位、将 RD 的低 8 位复制到 AX 的高 8 位,此时 AX 为 3434,只要通过循环左移得到 4343 即可。

于是,循环左移 4 次。

得到 ALU 的运算结果以后,将 ALU 的低 8 位赋值给 RD 的低 8 位即可。

总线规则取偶送奇。

1543726256204

JMPL RS,跳转到寄存器 RS 中值所指向的地址执行机器指令。

只考虑实现这个指令,是非常简单的,甚至比之前的JMP *更简单,因为只要令 RS 寄存器的值覆盖掉 PC 的值即可。

但是并不是简单地令源地址为 RRD、目的地址为 PC。需要注意的是只能把 REG 的低字节赋值给 PC 的低字节,且需要将 PC 的高字节置为 00。

1543726503185

如图便是错误的示例。

可以考虑先把 REG 的低字节丢到 BX 中,然后 B->PC。

1543726689418

1543726701510

现在的问题是怎么实现汇编程序。

data    segment         ;将程序装载到数据存储器
        assume ds:data

        org   0
start:
        INH R3
        INL R0
        INH R1
        SWITCH R0
        OUTL R0
        JMPL R3
data    ends
        end   start

由于题目说,不能预先给内存区域赋值,但是不包括寄存器,所以可以令 R3 的值为 JMPL 到的地址,显然,循环的部分是从 SWITCH 到 JMPL,所以可以令 R3 的初值为 03。

注意到,IN 的操作已经不影响整个循环的流程,所以可以令 R3 的初值为 01。

特别的,如果 INH 的高位为 00,那么,R3 就可以不用设置,每次 JMP 到 RS 的高位即可。

INL R0 20 1
INL R1 21 1
INL R2 22 1
INL R3 23 1
INH R0 40 1
INH R1 41 1
INH R2 42 1
INH R3 43 1
OUTL R0 60 1
OUTL R1 64 1
OUTL R2 68 1
OUTL R3 6C 1
SWITCH R0 80 1
SWITCH R1 85 1
SWITCH R2 8A 1
SWITCH R3 8F 1
JMPL R0 A0 1
JMPL R1 A4 1
JMPL R2 A8 1
JMPL R3 AC 1

流程图如下:

1543851131785

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YaK
YaK QQ浏览器 10.5.3751.400 Windows 10
2019年12月26日 19:08

下载的代码中没有微地址为0741的微指令,我补了一下发现只有在字传递的时候PC的前两位才是0(设CX为1234,则PC为0034,不是字传递时PC为3434),不知道是不是正常现象,感觉用奇偶传递应该也能实现的样子。

mmm
mmm Chrome 70.0.3538.110 Windows 10
2018年12月26日 20:38

请问不用在流程图里说明PC+1吗?

(・・)σ
(・・)σ Chrome 87.0.4280.88 Windows 10
2020年12月11日 11:12
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wyqqq
wyqqq Chrome 87.0.4280.88 Windows 10
2020年12月11日 10:50
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好好学习一下

LLox
LLox Chrome 76.0.3809.100 Windows 10
2020年12月11日 10:39
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tql!

LLox
LLox Chrome 76.0.3809.100 Windows 10
2020年12月11日 10:33
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yutau
yutau Chrome 86.0.4240.198 Mac OS X Lion 10_15_7
2020年12月11日 10:33
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太强了

Amber
Amber Chrome 83.0.4103.106 Windows 10
2020年12月11日 10:31
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Sam
Sam Chrome 85.0.4183.121 Windows 10
2020年12月11日 10:25
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Sam
Sam Chrome 85.0.4183.121 Windows 10
2020年12月11日 10:23
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142DDC
142DDC Safari 604.1 iPhone iPhone OS 14_2 like Mac OS X) AppleWebKit
2020年12月11日 10:21
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aaa
aaa Chrome 87.0.4280.88 Windows 10
2020年12月11日 10:14
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peyton
peyton Chrome 86.0.4240.111 Windows 10
2020年12月6日 12:21
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peyton
peyton Chrome 86.0.4240.111 Windows 10
2020年12月6日 12:04
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tql

peyton
peyton Firefox 83.0 Windows 10
2020年12月6日 11:22
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peyton
peyton Firefox 83.0 Windows 10
2020年12月6日 11:09
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AAAA
AAAA Chrome 71.0.3551.3 Windows 10
2020年12月6日 09:55
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jfsss
jfsss Firefox 83.0 Windows 10
2020年11月27日 16:42
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计组实践太难了

橘黄色的猫咪
橘黄色的猫咪 Chrome 86.0.4240.198 Windows 10
2020年11月20日 10:32
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很不错!

coco
coco Safari 605.1.15 Mac OS X Lion 10_15_7
2020年11月19日 21:31
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Glen
Glen Chrome 87.0.4280.66 Windows 10
2020年11月19日 16:16
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Glen
Glen Chrome 87.0.4280.66 Windows 10
2020年11月19日 16:14
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TQL

12345
12345 Chrome 86.0.4240.111 Windows 10
2020年11月12日 12:05
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Mizunashi
Mizunashi Chrome 86.0.4240.111 Mac OS X Lion 10_15_7
2020年10月31日 00:19
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太强大了

tql
tql Edge 85.0.564.51 Windows 10
2020年9月17日 17:36

tql

Kilo
Kilo Chrome 79.0.3945.117 Windows 10
2020年9月4日 15:43

tql

sylvie
sylvie Chrome 75.0.3770.142 Windows 10
2020年9月3日 22:05

好好好好

yaeryour
yaeryour Chrome 85.0.4183.83 Windows 10
2020年9月3日 19:00

1giao窝里giao,666

666
666 Chrome 76.0.3809.87 Windows 10
2020年8月21日 16:06

tql!

Yang Liz
Yang Liz Chrome 80.0.3987.122 Windows 10
2020年7月27日 16:13

6666

123123
123123 Chrome 80.0.3987.149 Windows 10
2020年6月27日 16:23

先在暑假看看实验

qqq
qqq Firefox 74.0 Windows 10
2020年3月22日 10:04

666