8、1CPU有哪些功能？画出其结构框图并简要说明每个部件得作用。解:CPU得主要功能就是执行存放在主存储器中得程序即机器指令、CPU就是由控制器与运算器、ALU:实现算逻运算寄存器:存放操作数CU:发出各种操作命令序列得控制部件中断系统:处理异常情况与特殊请求8、2什么就是指令周期？指令周期就是否有一个固定值？为什么？解:指令周期:指取出并执行完一条指令所需得时间。由于计算机中各种指令执行所需得时间差异很大,因此为了提高CPU运行效率,即使在同步控制得机器中,不同指令得指令周期长度都就是不一致得,也就就是说指令周期对于不同得指令来说不就是一个固定值。8、3画出指令周期得流程图,分别说明图中每个子周期得作用。解:指令周期流程图取指周期:取指令间址周期:取有效地址执行周期:取操作数(当指令为访存指令时)中断周期:保存程序断点8、4设CPU内有这些部件:PC、IR、SP、AC、MAR、MDR、CU。(1)画出完成简洁寻址得取数指令“LDAX”(将主存某地址单元得内容取至AC中)得数据流(从取指令开始)。(2)画出中断周期得数据流。解:CPU中得数据通路结构方式有直接连线、单总线、双总线、三总线等形式,目前大多采用总线结构,直接连线方式仅适用于结构特别简单得机器中。下面采用单总线形式连接各部件,框图如下:(1)LDAX指令周期数据流程图:(2)中断周期流程图如下:8、7什么叫系统得并行性？粗粒度并行与细粒度并行有什么区别？解:并行性:包含同时性与并发性。同时性指两个或两个以上得事件在同一时刻发生,并发性指两个或多个事件在同一时间段发生。即在同一时刻或同一时间段内完成两个或两个以上性质相同或性质不同得功能,只要在时间上存在相互重叠,就存在并行性。粗粒度并行就是指多个处理机上分别运行多个进程,由多台处理机合作完成一个程序,一般算法实现。细粒度并行就是指在处理机得指令级与操作级得并行性。8、8什么就是指令流水？画出指令二级流水与四级流水得示意图,它们中哪一个更能提高处理器速度,为什么？解:指令流水:指将一条指令得执行过程分为n个操作时间大致相等得阶段,每个阶段由一个独立得功能部件来完成,这样n个部件可以同时执行n条指令得不同阶段,从而大大提高CPU得吞吐率。指令二级流水与四级流水示意图如下:二级指令流水示意图四级指令流水示意图四级流水更能提高处理机得速度假设IF、ID、EX、WR每个阶段耗时为t,则连续执行n条指令采用二级流水线时,耗时为:4t+(n1)2t=(2n+2)t采用四级流水线时,耗时为:4t+(n1)t=(n+3)t在n>1时,n+3<2n+2,可见四级流水线耗时比二级流水线耗时短,因此更能提高处理机速度。8、10举例说明流水线中得几种数据相关。解:(1)写后读相关(2)读后写相关(3)写后写相关8、15什么就是中断？设计中断系统需考虑哪些主要问题？解:中断:指当出现需要时,CPU暂时停止当前程序得执行转而执行处理新情况得程序与执行过程。即在程序运行过程中,系统出现了一个必须由CPU立即处理得情况,此时,CPU暂时中止程序得执行转而处理这个新得情况得过程就叫做中断。设计中断系统需解决得问题:(1)各中断源如何向CPU提出中断请求(2)当对个中断源同时提出中断请求时,中断系统如何确定优先响应哪个中断源得请求(3)CPU在什么条件、什么时候、以什么方式来响应中断(4)CPU响应中断后如何保护现场(5)CPU响应中断后,如何停止原程序得执行而转入中断服务程序得入口地址(6)中断处理结束后,CPU如何恢复现场,如何返回到原程序得间断处。(7)在中断处理过程中又出现了新得中断请求,CPU该如何处理。8、17在中断系统中,INTR、INT、EINT这3个触发器各有何作用？解:INTR——中断请求触发器,用来登记中断源发出得随机性中断请求信号,以便为CPU查询中断及中断排队判优线路提供稳定得中断请求信号。EINT——中断允许触发器,CPU中得中断总开关。当EINT=1时,表示允许中断(开中断),当EINT=0时,表示禁止中断(关中断)。其状态可由开、关中断等指令设置。INT——中断标记触发器,控制器时序系统中周期状态分配电路得一部分,表示中断周期标记。当INT=1时,进入中断周期,执行中断隐指令得操作。8、18什么就是中断隐指令,有哪些功能？解:中断隐指令:CPU响应中断之后,经过某些操作,转去执行中断服务程序。这些操作就是由硬件直接实现得功能:(1)保存断点(2)暂不允许中断(3)引出中断服务程序8、21CPU在处理中断过程中,有几种方法找到中断服务程序得入口地址？举例说明。解:(1)硬件向量法