某程序中有如下循环代码段p“for(int i=0;i<N;i++)sum+=A[i];”。假设编译时变量sum,和i分别分配在寄存器R1和R2中。常量N在寄存器R6中,数组A的首地址在寄存器R3中。程序段P起始地址为0804 8100H,对应的汇编代码和机器代码如下表所示。执行上述代码的计算机M采用32位定长指令字,其中分支指令bne采用如下格式:
问答题 M的存储器编址单位是什么?
【正确答案】正确答案:己知计算机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。
【答案解析】
问答题 已知sll指令实现左移功能,数组A中每个元素占多少位?
【正确答案】正确答案:在二进制中某数左移二位相当于乘以四,由该条件可知,数组间的数据间隔为4个地址单位,而计算机按字节编地址,所以数组A中每个元素占4B。
【答案解析】
问答题 题44表中bile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,通过分析题44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。
【正确答案】正确答案: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。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,所以偏移地址的一位即是真实跳转地址的-24/-6=4位。可知bne指令的转移目标地址计算公式为(PC)+4+OFFSET*4。
【答案解析】
问答题 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?
【正确答案】正确答案: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。 第6条指令会发生控制冒险。 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。
【答案解析】