Bai tap chuong01 Kiến trúc máy tính nâng cao

Bài tập chương 1 1. Vẽ sơ đồ khối phần cứng tưng tự như hình sau: Hình 1.1. ví dụ mạch tạo tín hiệu điều khiển để cài đặt lệnh thanh ghi sau: yT 2 : R2 ← R1, R1 ← R2 2. Các ngõ ra 4 thanh ghi R0, R1, R2 và R3 được nối qua mạch dồn 4-1 với ngõ vào thanh ghi thứ năm R4. Mỗi thanh ghi dài 8 bit. Các vi lệnh được thực hiện theo 4 thời biến T0 đến T3 như sau: T0: R4 ← R0 T1: R4 ← R1 T2: R4 ← R2 T3: R4 ← R3 Các thời biến loại trừ lẫn nhau. Tức là tại một thời điểm chỉ có 1 biến bằng 1, ba biến còn lại bằng 0. Vẽ sơ đồ khối phần cứng cài đặt các vi lệnh trên. Thêm các kết nối từ 4 thời biến đến các ngõ nhập chọn của các mạch dồn và đến ngõ nhập của R4. 3. Biểu diễn mẹnh đề điều khiển điều kiện sau bằng 2 mệnh đề chuyển thanh ghi với các hàm điều khiển. If ( P = 1) then (R1 ← R2) else if (Q = 1) then (R1 ← R3) 4. Phải làm gì với hệ thống BUS ở hình 1.2 để chuyển thông tin từ thanh ghi này sang thanh ghi khác?Đặc biệt cho biết kết nối để tạo đường đi từ các ngõ xuất thanh ghi C sang các ngõ nhập thanh ghi A. Hình 1.2. Hệ thống bus cho 4 thanh ghi 5. Vẽ lược đồ khối phần cứng cài đặt mệnh đề sau: x + yz: AR ← AR + BR, trong đó AR và BR là thanh ghi n bit . x, y, z là các biến điều khiển. Thêm các cổng luận lý cho hàm điều khiển. 6. Xác định phần cứng cài đặt mệnh đề sau: 1:TyT xyT 210 +←++ ARAR 7. Một máy tính có bộ nhớ 256K từ 32 bit. Mã lệnh nhị phân lưu trong một từ nhớ. Lệnh gồm 4 phần: một bit gián tiếp, mã tác vụ, mã thanh ghi xác định một trong 64 thanh ghi và một địa chỉ. a. Có bao nhiêu bit trong mã tác vụ, mã thanh ghi và địa chỉ? b. Vẽ dạng thức lệnh và chỉ rõ số bít trong mỗi phần? c. Có bao nhiêu bit trong ngõ nhập dữ liệu và địa chỉ của bộ nhớ? 8. Các ngõ nhập điều khiển sau hoạt động trong hệ thống bus như hình 1.3. Hình 1.3. Thanh ghi nối bus trong máy tính cơ bản Trong mỗi trường hợp, xác định vi lệnh được thực hiện trong chuyển tiếp đồng hồ kế. S 2 S 1 S 0 LD của thanh ghi Bộ nhớ Mạch cộng a. 1 1 1 IR Đọc - b. 1 1 0 PC - - c. 1 0 0 DR Ghi - d. 0 0 0 AC - Cộng 9. Giải thích vì sao mỗi vi tác vụ sau không thể thực hiện trong một xung đồng hồ trong hệ thống hình 1.3. Xác định dãy vi tác vụ thực hiện các tác vụ sau: a. IR ← M[PC] b. AC ← AC + TR c. DR ← DR + AC (AC không đổi) 10. Nội dung AC trong máy tính cơ bản là số thập lục A937 và trị khởi đầu của E là 1. Xác định nội dung dạng thập lục của AC, E, PC, AR và IR sau khi thực hiện lệnh CLA. Lặp lại 11 lần. Trị bắt đầu của PC là 021 thập lục. 11. Lệnh tại địa chỉ 021 trong máy tính cơ bản có I = 0, mã tác vụ lệnh AND và phần địa chỉ là 083 (tất các là số thập lục phân). Từ nhớ tại địa chỉ 083 chứa tác tố B8F2 và nội dung AC là A937. Qua chu kỳ lệnh xác định nội dung các thanh ghi sau tại cuối pha thi hành: PC, AR, DR, AC và IR. . hàm điều khiển. 6. Xác định phần cứng cài đặt mệnh đề sau: 1:TyT xyT 210 +←++ ARAR 7. Một máy tính có bộ nhớ 256K từ 32 bit. Mã lệnh nhị phân lưu trong một từ nhớ. Lệnh gồm 4 phần: một bit. điều khiển sau hoạt động trong hệ thống bus như hình 1.3. Hình 1.3. Thanh ghi nối bus trong máy tính cơ bản Trong mỗi trường hợp, xác định vi lệnh được thực hiện trong chuyển tiếp đồng hồ kế vụ sau: a. IR ← M[PC] b. AC ← AC + TR c. DR ← DR + AC (AC không đổi) 10. Nội dung AC trong máy tính cơ bản là số thập lục A937 và trị khởi đầu của E là 1. Xác định nội dung dạng thập lục của