44.（12分）某程序中有如下循环代码段P∶"for（nti=0;iOP为操作码;Rs 和 Rd为寄存器编号;OFFSET为偏移量，用补码表示。请回答下列问题，并说明理由。 1）M的存储器编址单位是什么? 2）已知 sll指令实现左移功能，数组 A中每个元素占多少位? 3）表中 bne指令的OFFSET字段的值是多少?已知 bne 指令采用相对寻址方式，当前 PC 内容为 bne 指令地址，通过分析表中指令地址和 bne指令内容，推断出 bne 指令的转移目标地址计算公式。 4）若M采用如下"按序发射、按序完成"的5级指令流水线∶IF（取值）、ID（译码及取数）、EXE（执行）、MEM（访存）、WB（写回寄存器），且硬件不采取任何转发措施，分支指令的执行均引起3个时钟周期的阻塞，则P中哪些指令的执行会由于数据相关而发生流水线阻塞?哪条指令的执行会发生控制冒险?为什么指令1的执行不会因为与指令5的数据相关而发生阻塞?
【参考答案及解析】
该题为计算机组成原理科目的综合题型，涉及到指令系统、存储管理以及 CPU三个部分内容，考生因注意各章节内容之间的联系，才能更好的把握当前考试的趋势。 （1）已知计算机 M采用32位定长指令字，即一条指令占4B，观察表中各指令的地址可知，每条指令的地址差为4个地址单位，即 4个地址单位代表 4B，一个地址单位就代表了1B，所以该计算机是按字节编址的。（2分） （2）在二进制中某数左移二位相当于以乘四，由该条件可知，数组间的数据间隔为4个地址单位，而计算机按字节编址，所以数组A中每个元素占4B。（2分） （3）由表可知，bne 指令的机器代码为1446FFFAH，根据题目给出的指令格式，后 2B 的内容为 OFFSET字段，所以该指令的 OFFSET字段为 FFFAH，用补码表示，值为-6。（1分）当系统执行到 bne 指令时，PC 自动加 4，PC 的内容就为 08048118H，而跳转的目标是08048100H，两者相差了 18H，即 24 个单位的地址间隔，所以偏移址的一位即是真实跳转地址的-24/-6=4 位。（1 分）可知 bne 指令的转移目标地址计算公式为（PC）+4+OFFSET*4。（1 分） （4）由于数据相关而发生阻塞的指令为第2、3、4、6条，因为第2、3、4、6条指令都与各自前一条指令发生数据相关。（3分） 第6条指令会发生控制冒险。（1分） 当前循环的第五条指令与下次循环的第一条指令虽然有数据相关，但由于第6条指令后有3个时钟周期的阻塞，因而消除了该数据相关。（1分） 【评分说明】 对于第1问，若考生回答∶因为指令1和2、2和 3、3和 4、5和6发生数据相关，因而发生阻塞的指令为第2、3、4、6条，同样给3分。答对3个以上给3分，部分正确酌情给分。
正在整理中,欢迎在文下评论区提供答案解析,谢谢！
该题为计算机组成原理科目的综合题型，涉及到指令系统、存储管理以及 CPU三个部分内容，考生因注意各章节内容之间的联系，才能更好的把握当前考试的趋势。 （1）已知计算机 M采用32位定长指令字，即一条指令占4B，观察表中各指令的地址可知，每条指令的地址差为4个地址单位，即 4个地址单位代表 4B，一个地址单位就代表了1B，所以该计算机是按字节编址的。（2分） （2）在二进制中某数左移二位相当于以乘四，由该条件可知，数组间的数据间隔为4个地址单位，而计算机按字节编址，所以数组A中每个元素占4B。（2分） （3）由表可知，bne 指令的机器代码为1446FFFAH，根据题目给出的指令格式，后 2B 的内容为 OFFSET字段，所以该指令的 OFFSET字段为 FFFAH，用补码表示，值为-6。（1分）当系统执行到 bne 指令时，PC 自动加 4，PC 的内容就为 08048118H，而跳转的目标是08048100H，两者相差了 18H，即 24 个单位的地址间隔，所以偏移址的一位即是真实跳转地址的-24/-6=4 位。（1 分）可知 bne 指令的转移目标地址计算公式为（PC）+4+OFFSET*4。（1 分） （4）由于数据相关而发生阻塞的指令为第2、3、4、6条，因为第2、3、4、6条指令都与各自前一条指令发生数据相关。（3分） 第6条指令会发生控制冒险。（1分） 当前循环的第五条指令与下次循环的第一条指令虽然有数据相关，但由于第6条指令后有3个时钟周期的阻塞，因而消除了该数据相关。（1分） 【评分说明】 对于第1问，若考生回答∶因为指令1和2、2和 3、3和 4、5和6发生数据相关，因而发生阻塞的指令为第2、3、4、6条，同样给3分。答对3个以上给3分，部分正确酌情给分。
正在整理中,欢迎在文下评论区提供答案解析,谢谢！