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問答題對于多周期CPU的異常和中斷處理，除數(shù)為0、溢出、無效指令操作碼、無效指令地址、無效數(shù)據(jù)地址、缺頁、訪問越權(quán)和外部中斷， CPU在哪些指令的哪個(gè)時(shí)鐘周期能分別檢測到這些異常或中斷？

參考答案：

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1.問答題微程序控制器容量為1024×48位，微程序可在整個(gè)控存內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，反映所有指令執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的有限狀態(tài)機(jī)中有4個(gè)分支點(diǎn)，微指令采用水平格式，微地址由專門的下地址字段確定。請?jiān)O(shè)計(jì)微指令的格式，說明各字段有多少位？為什么？

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2.問答題對于多周期MIPS處理器，假定將訪問數(shù)據(jù)的過程分成兩個(gè)時(shí)鐘周期可使時(shí)鐘頻率從4.8GHz提高到5.6GHz，但會(huì)使得lw和sw指令增加時(shí)鐘周期數(shù)。已知基準(zhǔn)程序CPUint 2000中各類指令的頻率為：Load：25%，Store：10%，Branch：11%，Jump：2%，ALU：52%。以基準(zhǔn)程序CPUint 2000為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算時(shí)鐘頻率提高后處理器的性能提高了多少？若將取指令過程再分成兩個(gè)時(shí)鐘周期，則可進(jìn)一步使時(shí)鐘頻率提高到6.4GHz，此時(shí)，時(shí)鐘頻率的提高是否也能帶來處理器性能的提高？為什么？

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3.問答題假定某計(jì)算機(jī)字長16位，標(biāo)志寄存器Flag中的ZF、NF和VF分別是零、負(fù)和溢出標(biāo)志，采用雙字節(jié)定長指令字。假定Bgt（大于零轉(zhuǎn)移）指令的第一個(gè)字節(jié)指明操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)為偏移地址Imm8，其功能是：若（ZF+（NF⊕VF）=0）則PC=PC+2+Imm8否則PC=PC+2畫出實(shí)現(xiàn)Bgt指令的數(shù)據(jù)通路。

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4.問答題假定某計(jì)算機(jī)字長16位，標(biāo)志寄存器Flag中的ZF、NF和VF分別是零、負(fù)和溢出標(biāo)志，采用雙字節(jié)定長指令字。假定Bgt（大于零轉(zhuǎn)移）指令的第一個(gè)字節(jié)指明操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)為偏移地址Imm8，其功能是：若（ZF+（NF⊕VF）=0）則PC=PC+2+Imm8否則PC=PC+2該計(jì)算機(jī)的編址單位是什么？

參考答案：該計(jì)算機(jī)的編址單位是字節(jié)。
因?yàn)镻C的增量是2，且每條指令占2個(gè)字節(jié)，所以編址單位是字節(jié)。

5.問答題在MIPS指令集中需要增加一條swap指令，可以使用軟件方式用若干條已有指令來實(shí)現(xiàn)偽指令，也可以通過改動(dòng)硬件來實(shí)現(xiàn)。假定用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)使一條指令的執(zhí)行時(shí)間增加10%，則swap指令在程序中占多大的比例才值得用硬件方式來實(shí)現(xiàn)？

參考答案：