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2024/12/2第2章计算机系统的结构组成与工作原理第二章计算机系统的结构组成与工作原理2.1计算机系统的基本结构与组成1.层次模型Hierarchy2.结构Architecture、组成Organization与实现Realization2.2计算机系统的工作原理1.冯·诺依曼计算机

架构2.模型机：系统结构、指令集、工作流程2.3计算机体系结构的改革1.改进：指令集(RISC/CISC)、分层存储器、高速总线/接口2.改变：多种并行技术：流水线、超标量、多机/核、多线程2.4计算机体系结构分类2.5计算机性能评测Performanc

e字长、存储容量、运算速度2.6习题2024/12/22/50（a）软硬件层次（b）语言层次计算机系统的层次结构1.（a）图自下而上反映了系统逐级生成的过程，自上而下反映了系统求2.解问题的过程；3.（b）图中的虚拟机：与某种特殊编程语言对应的假想硬件机器。微体系结构层（微程序）

操作系统层语言处理层（解释、编译）用户程序层（语言编程）系统分析层（数学模型、算法）硬核级数字逻辑层（硬连逻辑）指令系统层（机器语言指令）应用语言虚拟机高级语言虚拟机汇编语言虚拟机操作系统虚拟机机器语言级微程序级寄存器级（硬件）硬件系统：异常处理机构、指令系统、CPU、存储器、I/O及通信子

系统系统软件：操作系统、编译器、数据库管理系统、Web浏览器、设备驱动、中断服务程序应用软件计算机发展过程中的重大技术演变1.在指令层和执行程序的数字逻辑层两层基础上增加微程序控制层；2.增加操作系统层（大大降低了程序员的编程难度）；3.cache的出现，解决了

高速度与低成本的矛盾；4.虚拟内存技术的出现解决了大容量与低成本的矛盾；5.后期出现RISC思想（不使用微代码层）。软、硬件比例可调1.计算机功能通过软件实现还是硬件实现，取决于所需的速度、灵活性、成本、可靠性、更新频率等因素。软件实现：灵活，硬件简单，成本低，但是速度

慢。硬件实现：速度快，灵活性差，硬件复杂，成本高。2.软硬件的逻辑等价性可以表现为：（1）硬件软化（如RISC思想）；（2）软件硬化（如CISC思想）；（3）固件化（如微程序）。1.计算机体系结构：是程序员所看到的计算机

(机器语言级)的属性，即概念性结构与功能特性。2.计算机组成：从硬件角度关注物理机器的各部件的功能以及各部件的联系。对程序员是透明的。3.计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理器、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度。2024/12/26/36计算机体

系结构、组成与实现1.计算机体系结构是人眼看不见的东西，而计算机组成是人眼可见的。2.计算机组成是计算机的外部，是使用人员所关心的系统硬件指标参数；而计算机实现是计算机的内部，是制造人员关心的内容。3.相同体系结构(同系列)的计算机具有相同的结构和不同的组成

。计算机体系结构1946年，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的物理学博士Mauchley和电气工程师Eckert领导的小组研制成功世界上第一台数字式电子计算机ENIAC。著名的美籍匈牙利数学家VonNeumann参加了为改进ENIAC而举行的一系列专家会议，研究了新型

计算机的体系结构。1949年，英国剑桥大学的威尔克斯等人在EDSAC机上实现了冯·诺依曼模式。直至今天冯·诺依曼体系结构依然是绝大多数数字计算机的基础。2024/12/27/50同一体系结构的计算机，不管其组成和实现如何变化，在代码级是完全兼容的。（例如更换内存条的型号和容量不需要修改

源代码）ENIAC和EDSAC的异同⚫ENIAC是第一台数字式电子计算机，采用十进制计数，编程通过接插线进行。⚫EDSAC是第一台存储程序计算机，又称为冯·诺依曼计算机，是所有现代计算机的原型和范本。⚫EDSAC采用二进制计数，存储程序，指令驱动。2024/12/29/269/30计算机组成（

1）总线结构计算机组成（2）2024/12/211/30计算机的实现（1）半导体技术（2）制造技术（3）封装技术（4）装配技术（5）电源技术（6）冷却技术……①确定是否有乘法指令属于。②乘法指令是用专门的乘法

器实现，还是经加法器用重复的相加和右移操作来实现，属于。③乘法器、加法器的物理实现，如器件的选定(器件集成度、类型、数量、价格)及所用微组装技术等，属于。计算机体系结构计算机组成计算机实现计算机结构、组成及实现区分

①主存容量与编址方式(按位、按字节、按字访问等)的确定属于。②为达到所定性能价格比，主存速度应多快，在逻辑结构上需采用什么措施(如多体交叉存储等)属于。③主存系统的物理实现，如存储器器件的选定、逻辑电路的设计、微组装技术的选定属于：。计算机体系结构计算机组成计算机实现

（1）具有相同计算机系统结构(如指令系统相同)的计算机因为速度要求不同等因素可以采用不同的计算机组成。（2）一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。例如:主存器件可以采用SRAM芯片，也可以采用RAM芯片;可以采用大规模集成电路单个芯片，也可以采用中小规模集成电路进行构建

。（取决于性能价格比的要求与器件技术的现状）计算机系统结构、组成和实现三者的相互影响一．硬件组成◼五大部分运算器、控制器、存储器(仅内存)、输入设备、输出设备◼以存储器为中心（P32，图2-2）二．信息表示：二进制计算机内部的控制信息和数据信息均采用二

进制表示，并存放在同一个存储器中。三．工作原理：存储程序/指令(控制)驱动编译链接生成的可执行程序(包括指令和数据)保存在辅助存储器中；程序开始运行时，计算机在不需要人工干预的情况下由控制器自动、高速地依次从存储器中取出指令并加以执行

。2024/12/215/81冯·诺依曼体系结构模型机体系结构基于总线的冯·诺依曼架构模型机◼总线子系统：作为公共通道连接各子部件，用于实现各部件之间的数据、信息等的传输和交换。◼CPU子系统：集成了运算器、控制器和寄存器的超大规模集成电路芯片(VLSI)。◼存储器子系统：

用来存放当前运行的程序和数据。◼输入输出子系统：用于完成计算机与外部的信息交换。2024/12/216/50早期计算机各组成部分之间通过芯片引脚直接连接后来以总线为中心，各组成部分之间通过接口互连总线结构的产生模型机总线结构按传输信息的不同可将总线分为地址总线AB、控

制总线CB和数据总线DB三类：➢地址总线通常是单向的，由主设备(如CPU)发出，用于选择读写对象(如某个特定的存储单元或外部设备)；➢数据总线用于数据交换，通常是双向的；➢控制总线包括真正的控制信号线(如读/写信号)和一些状态信号线(如是否已将数据送上总线)，用于实现对设备的监视和控制。CPU

RAMROMI/O接口外设ABDBCB常用地址译码器74LS1383-8译码器218HAY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY7CBA输出有效引脚000Y0001Y1010Y2011Y3100Y4101Y5110Y6111Y7➢存

储器用来存放当前的运行程序和数据。➢存储器组织由许多字节单元组成，每个单元都有一个唯一的编号（存储单元地址），其中保存的信息称为存储单元内容。➢访问(读或写)存储单元：存储单元地址经地址译码后产生相应的选通信号，同时

在控制信号的作用下读出存储单元内容到数据缓冲器，或将数据缓冲器中的内容写入选定的单元。DBABCB模型机内存储器算术逻辑单元ALU累加器ACC累加锁存器暂存器标志寄存器FR通用寄存器组堆栈指针SP程序计数器P

C微操作控制电路指令译码器ID指令寄存器IR操作码,地址码脉冲分配器时钟脉冲源控制总线CB地址总线AB数据总线DB内部总线地址缓冲器数据缓冲器运算器寄存器组控制器模型机CPU子系统2024/12/221/50输入/输出设备数据信息状态信息控制信

息数字量模拟量开关量连续几位二进制形式表示的数或字符。如键盘输入的信息以及打印机、显示器输出的信息等时间上连续变化的量，如温度、压力、流量等只有两个状态的量，如阀门的合与断、电路的开与关等CPU与I/O设备之间的接口信息反映外设当前工作状态的信息READY：输入设备是否准备好BU

SY：输出设备是否忙……CPU向外部设备发送的控制命令信息•读写控制信号•时序控制信号•中断信号•片选信号•其它操作信号模型机指令系统⚫指令是发送到CPU的命令，指示CPU执行一个特定的处理。CPU可以处理的全部指令集

合称为指令集。指令集结构（ISA）是体系结构的主要内容之一。ISA功能设计实际就是确定软硬件的功能分配。⚫指令通常包含操作码和操作数两部分。操作码指明要完成操作的性质，如加、减、乘、除、数据传送、移位等；操作数指明参加上述规定

操作的数据或数据所存放的地址。汇编语言源程序机器语言程序（目标代码）汇编（汇编程序）高级语言源程序编译或解释（编译程序）例：MOVR0，#2二进制操作码助记符：与动作一一对应目/源操作数：⚫操作码：由CPU设计人员定义，具有固定的

写法和意义。⚫操作数：可由编程人员采用不同方式给出。;注释ADDR0,R1,R2；R0R1+R2模型机常用汇编指令指令类型操作码示例操作数示例说明算术类加法ADDRs1,Rs2,Rd①Rs,Imm②,Rd(Rs1)+(Rs2)→Rd(Rs)

+Imm→Rd运算类指令只能对寄存器中的数据或立即数进行直接操作减法SUBRs1,Rs2,RdRs,Imm,Rd(Rs1)−(Rs2)→Rd(Rs)−Imm→Rd逻辑类位与ANDRs1,Rs2,RdRs,Imm,Rd(Rs1)

&&(Rs2)→Rd(Rs)&&Imm→Rd位或ORRs1,Rs2,RdRs,Imm,Rd(Rs1)||(Rs2)→Rd(Rs)||Imm→Rd位非NOTRs,Rd！(Rs)→Rd传送类存储器或I/O读LDR[MEM],R

d[MEM]→(Rd)将指定地址的存储单元或I/O端口的值读入寄存器Rd存储器或I/O写STRRs,[MEM](Rs)→[MEM]将寄存器Rs的值写入指定地址的存储单元或I/O端口寄存器访问MOVRs,RdImm,Rd(Rs)→(Rd)跳转类无条

件跳转JMPLableLable→(PC)条件跳转JX/JNXLableIfX为真/假，则Lable→(PC)过程调用CALLSub-LableSub-Lable→(PC)调用子程序过程返回RET−返回主程序其他停机HLT−计算机执行可执

行程序过程1.编写应用程序源代码（使用输入设备），利用编译器和链接器（系统软件）生成可执行程序（应用程序源代码和可执行程序均保存在硬盘上）。2.当用户执行可执行程序时，操作系统将硬盘上的可执行程序部分或全部加载到主存储器（内存），并将可执

行程序的第一行语句在内存中的位置编号（地址）赋给CPU内部的PC寄存器。3.CPU（集成了运算器和控制器）根据当前的PC值，从内存取出可执行语句（指令），首先分析语句功能，然后执行，并自动增加PC的值。4.循环第3个步骤，当执行完可执行程序的最后一行语句后停止。5.

可执行程序在执行过程中可能会把运行结果送输出设备。CPU内存硬盘可执行程序进程当前执行指令由OS加载发出指令地址内存送出指令模型机工作原理计算机的工作本质上就是执行程序的过程。指令执行的基本过程可以分为取指令(fetch)、分析指令(decode)和执行指令(exe

cute)三个阶段。取指令，PC值加1停机?译码并执行结束YN①取指令当程序已在存储器中时，首先根据程序入口地址取出一条程序，为此要发出指令地址及控制信号②分析指令即指令译码，是指对当前取得的指令进行分析，

指出它要求什么操作，并产生相应的操作控制命令。③执行指令根据分析指令时产生的“操作命令”形成相应的操作控制信号序列，通过运算器、存储器及输入/输出设备的执行，实现每条指令的功能，其中包括对运算结果的处理以及下条指令地址的形成。PC值由操作系

统初始化为程序的入口地址(c语言中是main函数第一行)计算机完成计算的过程分析1.目的：计算0x10和0x20之和2.编写汇编程序代码,关键代码如下：MOVA，#0x10;A=0x10,A为CPU内部的累加寄存器ADDA，#0x20;A=A+0x203.编译、链接后得到的可执行代码(二进

制位串)4.运行(把保存在硬盘上的可执行文件调入内存，并把程序指令在内存的开始位置赋值给CPU中的PC寄存器)5.以后的计算工作就交给CPU（指令驱动）B0H10H04H20H程序的执行过程取指令、分析指令、执行指令CBABDBALU累加器ACC暂存器标志寄存器FR寄存器组

操作控制器OC指令译码器ID指令寄存器IR操作码,地址码内部总线地址缓冲器数据缓冲器程序计数器PC地址译码读控制B0H10H04H20H地址1001H1002H1003H内容1000H内存储器＋NCPU外CPU内①②③④⑤⑥①②③④⑤⑥①③④⑤⑥②①②③④⑤⑥⑦⑧汇编链接后的可

执行文件调入内存储器,PC赋值1000HMOVA，#0x10ADDA，#0x20汇编源代码N表示指令长度（以字节为单位），此处N=1⚫改进1.指令集(指令功能、指令格式、寻址方式)。2.存储器子系统（4层结构）。3.输入/输出子系统（高速总线+多种接口方式）⚫改变1.改变串行执行模式，发展并

行技术。2.改变控制驱动方式，发展数据驱动、需求驱动、模式驱动等其它驱动方式。2024/12/230/81串行性是冯诺依曼计算机的本质特点，包括：指令执行的串行性和存储器读取的串行性。对冯诺依曼体系结构的改进3-6章重点不同的指令集设计策略：CISC与RISCCISC（Co

mplexInstructionSetComputer，复杂指令集计算机）不断增强指令的功能以及设置更复杂的新指令取代原先由程序段完成的功能，从而实现软件功能的硬化。计算机的指令逐渐增多，逐渐复杂。RISC（ReducedInstructionSetComputer，精简指

令集计算机）通过减少指令种类和简化指令功能来降低硬件设计复杂度，从而提高指令的执行速度。2024-12-231/86CISC：如IntelCPU；RISC如ARM处理器2024/12/231/50CISC系统的发展过程⚫最初的指令系统比较简单

，随着半导体技术和微电子技术的发展，芯片集成度越来越高，硬件成本降低。⚫存储器访问速度慢、容量小，以及访问的串行性，使得程序的总指令条数尽量减少。⚫指令功能越来越强，使得硬件的设计越来越困难，复杂指令直接由硬件实现越来越困难。⚫为了减少对存储器的存取操作，减少软件开发

难度，CPU设计人员将复杂指令通过微程序实现，再将微程序固化后交由硬件实现。宏代码到微代码的转换序号代码1c=(a+b)*(c+d);2……3c=a*b*c*d451000:a1=a+b1001:a2=c+d1

002:c=a1*a2;……………..2000:a1=a*b;2001:a2=c*d;2002:c=a1*a2;………….CPU内微码存储器宏指令(程序员编写)2024/12/234/50CISC系统的缺点美国加州大学Berkeley分校的研究结果表明

：①许多复杂指令很少被使用，“2-8原则”②控制器硬件复杂（指令多，且具有不定长格式和复杂的数据类型），占用了大量芯片面积，且容易出错；③指令操作繁杂，速度慢；④指令规整性不好，不利于采用流水线技术提高性能。2024-12-234/68202

4/12/235/50RISC的特点及设计思想RISC指令集的设计应当遵循以下五个原则：①指令条数少，格式简单，易于译码，不提供复杂指令；②提供足够的寄存器，只允许load和store指令访问内存；③指令由

硬件直接执行，在单个周期内完成；④充分利用流水线；⑤依赖优化编译器的作用；；2024-12-235/68由于CISC指令集日趋复杂，无法适应优化编译，同时存储器的成本不断降低，速度提高，为RISC系统提供了基础条件。CISC与RISC的数据流2024-12-236

/862024/12/236/50IRIDREGALUMEM开始RIDALUMEMREG微操作通道开始单通数据通道RISC：Load/Store结构CISC：寻址方式复杂IRIDIRID开始开始退出退出ALUMEMR

EGCISC：优点：指令越多功能越强，强调代码效率，容易和高级语言接轨。可直接实现处理器和存储器之间的数据转移。缺点：指令集以及芯片的设计比上一代产品更复杂，不同的指令，需要不同的时钟周期来完成，执行较慢的指令，将影响整台机器的执行效率。RISC：

优点：指令少容易记忆，尽量将操作码和操作数用1个16位数或32位数表示，指令整齐。CPU时钟频率可以做得很高，指令执行速度快。缺点：同样功能的程序，产生的代码量比较大，必须合理地选择编译器。现代计算机：RISC+CISCCISC与RISC系统

的比较分层的存储子系统（改进2）P40-P41,P156如何以合理的价格搭建出容量和速度都满足要求的存储系统，始终是计算机体系结构设计中的关键问题之一。现代计算机系统通常把不同的存储设备按一定的体系结构组织起来，以解决存储容量、

存取速度和价格之间的矛盾。2024/12/238/50设计目标：整个存储系统速度接近M1而价格和容量接近Mn。其他改善存储器带宽的方法哈佛体系结构（ARM9系列）DSP程序数据I/O接口外设程序地址数据读地址数据写地址程序读总线数据读总线程序

/数据写数据程序2024/12/239/502024/12/240/50现代高速总线（改进3）高速并行总线高速总线串行化多级总线结构北桥南桥前端总线FrontSideBus输入输出管理方式2024/12/242/

50上半部分是计算机组成范畴，下图是计算机体系结构范畴计算机体系结构的演进：并行处理技术并行处理技术实现多个处理器或处理器模块的并行性，其基本思想包括时间重叠（timeinterleaving）、资源重复（resourcereplicai

ton）和资源共享（resourcesharing）。并行性是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内进行多种运算或操作，它包括同时性和并发性。分级并行处理技术➢指令级并行技术ISP流水线、超标量、超长指令字➢系统级并行技术

SLP多处理器（多机/多核）、多磁盘➢线程级并行技术TLP同时多线程SMT➢电路级并行技术CLP组相联cache、先行进位加法器工业生产流水线⚫生产流水线是在一定的线路上连续输送货物的搬运机械，又称输送线或者输送机。⚫早期计算机顺序串行执行程序，特点是控制简单，缺点是上一步骤未完成

，下一操作便不能开始，效率较低。四级流水线CPU的操作(1)取指令级将待执行指令的地址发送到指令存储器，并等待此指令返回。(2)指令译码级指令译码并从寄存器中取出所需的源操作数。(3)指令执行级执行运算，并将其结果送至下一阶段(4)数据回写级将数据写回到寄存器或者数据存储器，或在决

定分支跳转时写入地址寄存器给出下一个指令的地址。指令时空图（一个周期执行一个步骤）串行顺序执行4级流水线执行流水线满载串行顺序执行：大部分硬件都处于空闲状态指令流水线：所有硬件都处于工作状态计算机流水线技术从硬件上看,通过分割逻辑,插入缓

冲寄存器(流水线Reg)来构建流水线2024/12/248/50更细的流水线取指（FI）指令译码（DI）计算操作数地址（CO）取操作数（FO）执行指令（EI）写操作数（WO）49/862024/12/249/50流水线CPU的特点优点：通过指令级并行来提高性能。缺点：1.

增加了硬件成本。2.流水寄存器会引入延迟和时钟偏移，这些额外开销会使每条指令的执行时间有所增加，同时限制了流水线的深度。3.流水线中各段的操作存在关联（dependence）时可能会引起流水线中断，从而影响流水线的性能和效率。

2024-12-250/862024/12/250/50超标量CPU的体系结构超标量技术：可在一个时钟周期内对多条指令进行并行处理，使CPI小于1；特点：处理器中有两个或两个以上的相同的功能部件；要求操作数之间必须没有相关性；整数指令浮点指令

2024-12-22024/12/251/50超标量结构机器的例子两条输入流水线三条执行流水线每个时钟周期可从存储器中获取两条指令用于执行不需要访问存储器的指令可处理所有需要或不需要访问存储器的指令可用于进行乘、除类较复杂的算术运算决定应使用哪一条执行流水线2

024/12/252/502024/12/253/50多机并行系统大规模并行处理机（MPP）是一种价格昂贵的超级计算机，它由许多CPU通过高速专用互联网络连接。机群（cluster）由多台同构或异构的独立计算机通过高性能网络或

局域网连在一起协同完成特定的并行计算任务。刀片（blade）通常指包含一个或多个CPU、内存以及网络接口的服务器主板。通常一个刀片柜共享其它外部I/O和电源，而辅助存储器则由距离刀片柜较近的存储服务器提供。网格（Network）是一组

由高速网络连接的不同的计算机系统，可以相互合作也可独立工作。网格计算机将接受中央服务器分配的任务，然后在不忙的时候（如晚上或周末）执行这些任务。2024/12/254/50多核处理器多线程技术单片多处理器(ChipMulitProcessor，CMP)问题：晶体管数量、芯片面积及芯片发热量多线程处

理器(MultithreadedProcessor)细粒度多线程(Fine-GrailMultithreading)在每个指令中切换线程，处理器必须能在每个时钟周期切换线程。其优点是可以隐藏停顿引起的吞吐量损失；缺点是单个线程处理速

度变慢了。粗粒度多线程(Coarse-GrailMultithreading)仅当遇到开销大的阻塞时才切换线程。其缺陷在于流水线启动开销引起吞吐量损失，特别是对于短的阻塞。2024/12/255/501966年M.J.Flynn按照

指令流和数据流的不同组织方式，把计算机系统的结构分为以下4类：(1)单指令流单数据流--SISD(2)单指令流多数据流--SIMD(3)多指令流单数据流--MISD(4)多指令流多数据流--MIMD计算机体系结构的分类CUPUISCSDSMM

SISD计算机是典型的单处理器系统。特点：每次对一条指令进行译码，并仅对一个操作部件分配数据。CU:控制单元，PU：处理单元，MM：存储体CS：控制流，IS：指令流，DS：数据流SISD计算机SMSIMD计算机PU1PU2PUNCU

DS1DS2DSNISCSMM1MM2MMN特点：多个PU按一定方式互连，在同一个CU控制下，各自的数据完成同一条指令规定的操作；从CU看，指令顺序（串行）执行，从PU看，数据并行执行。SIMD计算机MISD计算机特点:MISD几条指令对同一个数据进行不同的处理，实际上不存在

。CU1CU2CUNPU1PU2PUNSMIS1IS2ISNDSDSCS1CS2CSNIS2ISNMM1MM2MMNIS1SMMM1MM2MMNCU1CU2CUNPU1PU2PUNDSNDS1CS1CS2CSNIS1IS2ISNDS2MIMD计算机M

IMD多处理机系统。特点：能实现作业、任务、指令、数组各级全面并行的多机系统。Flynn分类及应用分类对称多处理机：1.字长字长是指计算机一次能够处理（算术运算、逻辑运算、存储、复制等操作）的最大数据宽度（位数）。字长通常与通用寄存器、ALU以及系统数据总线的宽度匹配。

2.存储容量与存储容量有关的信息中，访存空间是最重要的一个。访存空间是指CPU能够直接访问的存储单元（主存单元）数量，一般由CPU的地址总线宽度决定。32位地址总线能直接访问232=4GB。2.5计算机性能评测

计算机系统的性能主要由硬件性能和程序特性决定，通常可利用标准测试程序来测定性能。➢用MIPS(MillionInstructionsPerSecond,每秒百万条指令)或MFLOPS(每秒百万次浮点操作)的数值来衡量计算机系统的硬件速度。➢用CPU执行时间

T来量化软硬件结合系统的有效速度。MIPS=f(MHz)/CPIT(s)=(IC×CPI)/f(Hz)f（时钟频率）：CPU的基本工作频率。IC（指令数目）：运行程序的指令总数。CPI（CyclesPerInstruction）：

指令执行的平均周期数，可从运行大量测试程序或实际程序产生的统计数据中计算出来。3.运算速度假设一台计算机的时钟频率是100MHz(每秒百万周期)，具有4种类型的指令，它们的使用率和CPI分别如下表所示。求该计算机的MIPS值以及运行一个具有

107条指令的程序所需的CPU时间。76CPI0.420.340.082.50.2230.81.20.20.062.86MIPS100/2.8635102.86/(10010)0.286(s)T=+++=+++=====ARM7T

DMI指令流水线操作周期123456ADDSUBMOVANDORREORCMPRSBFetchDecode。FetchExecuteDecodeFetchExecuteDecodeFetchExecuteDecod

eFetchFetchExecuteDecodeExecuteDecodeFetchExecuteDecodeFetch该例中用6个时钟周期执行了6条指令所有的操作都在寄存器中（单周期执行）指令周期数(CPI)=1第二章习题作业：2-6、14、15思

考：1、7-132024/12/266/322024/12/266/501.8位补码操作数“10010011”等值扩展为16位后，其机器数为()。A、0111111110010011B、0000000010010011C、100000001

0010011D、11111111100100112.无符号二进制数右移一位，则数值（）A、增大一倍B、减小一倍C、增大10倍D、不变3.计算机系统的主要组成部件应包括（）A、微处理器、存储器和I/OB、微处

理器、运算器和存储器C、控制器、运算器和寄存器D、微处理器、运算器和寄存器4.通常把用符号表示计算机指令的语言称为（①），计算机能真正执行的是（②）。A、机器语言B、汇编语言C、高级语言D、仿真语言