8086怎样实现了最简单的指令流水线？
题目
8086怎样实现了最简单的指令流水线？
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第1题：
8086存储空间最大为多少?怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址?参考答案：(1)8086存储空间最大为220=1MB。
(2)采用分段的方法实现16位寄存器实现对20位地址的寻址。
物理地址=段基址×10H+偏移地
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第2题：
下面是有关微处理器指令流水线的叙述，其中错误的是
A．指令流水线中的功能部件(如取指部件、译码部件等)同时执行各自的任务
B．指令流水线在理想情况下，每个时钟都有一条指令执行完毕
C．Pentium处理器中的所谓“超级流水线”就是指级数很多而每级功能又比较简单的流水线
D．Pentium4微处理器中含有三条功能相同的整数运算流水线
正确答案：D
解析：用流水线技术的CPU使用指令重叠的办法，即在一条指令还没有处理完时，就开始处理下一条指令。典型的流水线将每一条机器指令分成取指、译码、取操作数、执行、回写5步。在理想条件下，平均每个时钟周期可以完成一条指令。而所谓“超级流水线处理”是将机器指令划分为更多级的操作，以减轻每一级的复杂程度。在流水线的每一步中，如果需要执行的逻辑操作少一些，则每一步就可以在较短的时间内完成。 -
第3题：
在指令流水线中，最大吞吐率是指
A.流水线上所完成指令的最大数量
B.流水线达到稳定状态后可获得的吞吐率
C.流水线上所完成指令或输出结果的数量
D.流水线工作中能达到的吞吐率
正确答案：B
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第4题：
8086CPU信号线RESET的功能是什么？8086复位后内部寄存器状态是怎样的？8086CPU复位后从什么单元中取第一条指令执行。
正确答案: RESET—复位信号输入
8086复位后CS=FFFFH、DS=0000H、ES=0000H、SS=0000H、IP=0000H、FR=0000H8086CPU复位后从CS*10H+IP=FFFFH*10H+0000H=FFFF0H地址单元中取第一条指令执行启动系统。
CS：IP=FFFF://0000H -
第5题：
请简单说明8086的存储器结构。一个物理单元的地址是怎样确定的？
正确答案:8086存储器是分段的。每个段有一个基地址，由段寄存器规定，每一个段的范围最大不超过64K字节。CS规定的段为代码段，DS规定的段为数据段，SS规定的段为堆栈段，ES规定的段为附加数据段。 任何一个具体物理单元的地址由段基地址和段内偏移量相加确定。段基地址取决于段寄存器的值左移4位；段内偏移量，可以是包含在指令中的16位直接地址（直接寻址），可以是一个16位地址寄存器的值（寄存器间接寻址），也可以是指令中的位移量加上16位地址寄存器（变址寻址）的值等等，这取决于指令的寻址方式。 -
第6题：
什么是指令流水线？为什么要引入指令流水线？实现指令流水线操作需要哪些硬件支持？
正确答案:指令的并行操作，或者说指令的重叠执行称为指令流水线操作。引入指令流水线是为了充分利用计算机的资源，例如在 CPU执行指令期间，总线是空闲的，可用来预取后续指令。实现指令流水线操作，需要有指令预取队列和相应的控制逻辑等硬件支持。 -
第7题：
简述8086 CPU的流水线思想，与传统计算机有何不同。
正确答案:在8086 CPU中，指令的提取与执行分别由总线接口部件BIU与执行部件EU完成，两个单元重叠并行工作，这种机制称为流水线，这种工作方式有力的提高了CPU的工作效率。传统的计算机一般按照取指令、指令译码与执行指令的串行步骤工作。 -
第8题：
8086CPU有哪几种工作模式？怎样实现不同的工作模式？
正确答案: 8086CPU有最大工作模式和最小工作模式两种。
由8086的一个引脚MN/MX来实现不同的工作模式。
当该引脚接至电源（+5V），则为最小工作模式；当该引脚接地，则为最大工作模式。 -
第9题：
对比Intel80486指令流水线和Pentium超标量指令流水线，指出它们的异同。
正确答案:Pentium的超标量整数指令流水线的各个阶段类似Intel80486，仍分成了5个步骤，但是其后3个步骤可以在它的2个流水线（U流水线和V流水线）同时进行。 -
第10题：
问答题8086怎样实现了最简单的指令流水线？正确答案： 8086中，指令的读取是在BIU单元，而指令的执行是在EU单元。因为BIU和EU两个单元相互独立、分别完成各自操作，所以可以并行操作。也就是说，在EU单元对一个指令进行译码执行时，BIU单元可以同时对后续指令进行读取；这就是最简单的指令流水线技术。解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题8086CPU信号线RESET的功能是什么？8086复位后内部寄存器状态是怎样的？8086CPU复位后从什么单元中取第一条指令执行。正确答案： RESET—复位信号输入
8086复位后CS=FFFFH、DS=0000H、ES=0000H、SS=0000H、IP=0000H、FR=0000H8086CPU复位后从CS*10H+IP=FFFFH*10H+0000H=FFFF0H地址单元中取第一条指令执行启动系统。
CS：IP=FFFF://0000H解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题假定最复杂的一条指令所用的组合逻辑分成6块，依次为A~F，其延迟分别为80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在这些组合逻辑块之间插入必要的流水段寄存器就可实现相应的指令流水线，寄存器延迟为20ps。理想情况下，以下各种方式所得到的时钟周期、指令吞吐率和指令执行时间各是多少？应该在哪里插入流水线寄存器？吞吐量最大的流水线正确答案： 因为所有组合逻辑块中最长延时为80ps，所以，达到最大可能吞吐率的划分应该是以一个流水段延时为80ps+20ps来进行，因此，至少按五段来划分，分别把流水段寄存器插在A和B、B和C、C和D、D和E之间，这样第一段的组合逻辑延时为80ps，第二段为30ps，第三段为60ps，第四段为50ps，最后一段为70+10=80ps。这样每个流水段都以最长延时调整为80+20=100ps，故时钟周期为100ps，指令吞吐率为1/100ps=10GOPS，每条指令的执行时间为5x100=500ps。解析： 暂无解析 -
第13题：
下面是关于CISC和RISC的叙述，其中错误的是
A．CISC是指复杂指令集计算机。这类计算机的寻址方式多，指令格式复杂，不利于高速流水线作业
B．8086/8088、80286 和 80386都是CISC类型的微处理器
C．RISC是指精简指令集计算机。这类计算机的指令格式简洁，绝大多数指令长度相同，适合流水线作业
D．Pentium微处理器是RISC类型的微处理器
正确答案：D
解析：该题考查考生对CISC和RISC的理解。在现代计算机系统中，根据CPU指令组设计的风格，把计算机区分为CISC和RISC两类：CISC计算机，即复杂指令组计算机，这类计算机的寻址方式多，指令格式复杂，如Intel 公司的80486、Pentium等微处理器都设计成为指令种类和数量繁多的结构，所以选项D是错误的；其他选项都是正确的描述，所以应该选择D。 -
第14题：
下面是关于CISC和RISC的叙述，其中错误的是______。
A．CISC是指复杂指令集计算机。这类计算机的寻址方式多，指令长短不一，不利于高速流水线作业
B．RISC是指精简指令集计算机。这类计算机的指令格式简洁，绝大多数指令长度相同，适合流水线作业
C．8086／8088、80286和80386都是RISC类型的处理器
D．Power PC等系列属于RISC体系结构
正确答案：C
解析：CISC和RISC分别是指复杂指令，计算机和精简指令集计算机。CISC类型的处理器可以设计出多种功能复杂的指令，寻址方式多，但指令长短不一所以不适合高速流水线作业；RISC类型的处理器则与之相反，适合流水作业。80486之前的微处理器都是CISC类型的处理器，从80486起以后都是采用的是RISC，PowerPC等系列就是属于RISC体系结构。 -
第15题：
假定最复杂的一条指令所用的组合逻辑分成6块，依次为A~F，其延迟分别为80ps、30ps、60ps、50ps、70ps、10ps。在这些组合逻辑块之间插入必要的流水段寄存器就可实现相应的指令流水线，寄存器延迟为20ps。理想情况下，以下各种方式所得到的时钟周期、指令吞吐率和指令执行时间各是多少？应该在哪里插入流水线寄存器？吞吐量最大的流水线
正确答案:因为所有组合逻辑块中最长延时为80ps，所以，达到最大可能吞吐率的划分应该是以一个流水段延时为80ps+20ps来进行，因此，至少按五段来划分，分别把流水段寄存器插在A和B、B和C、C和D、D和E之间，这样第一段的组合逻辑延时为80ps，第二段为30ps，第三段为60ps，第四段为50ps，最后一段为70+10=80ps。这样每个流水段都以最长延时调整为80+20=100ps，故时钟周期为100ps，指令吞吐率为1/100ps=10GOPS，每条指令的执行时间为5x100=500ps。 -
第16题：
8086/88的20位物理地址是怎样形成的？当CS=2000H，IP=0100H，下一条待执行指令的物理地址等于多少？
正确答案: 20位物理地址由段地址左移4位加偏移地址形成，下一条待执行指令等于CS*10H+IP得到20100H。 -
第17题：
8086CPU怎样实现不同的工作模式？
正确答案:由8086的一个引脚MN/MX来实现不同的工作模式。当该引脚接至电源（+5V），则为最小工作模式；当该引脚接地，则为最大工作模式。 -
第18题：
8086CPU有哪几种组态？怎样实现不同的组态？
正确答案: 8086CPU有最大组态和最小组态两种。
由8086的一个引脚MN/MX来实现不同的组态。当该引脚接至电源（+5V），则为最小组态；当该引脚接地，则为最大组态。 -
第19题：
8086CPU中，堆栈指令是（）位数据传送指令。
正确答案:16 -
第20题：
Pentium超标量指令流水线为什么限制复杂指令、存在数据相关的指令和转移指令等不能实现配对执行？
正确答案:因为Pentium的两条指令流水线U和V并不是完全相同的，例如V流水线只能执行简单指令，所以不可能实现复杂指令的配对执行。
存在数据相关的指令，需要执行完前一条指令才能得到后一条指令需要的操作数，所以也无法同时进行执行。
存在转移指令，需要执行完前一条指令才能决定是否执行后一条指令，所以也不能配对执行。 -
第21题：
CPU内使用流水线技术后，下列说法可能的是（）
- A、取指令和执行指令同步进行
- B、取指令和执行指令异步进行
- C、正在执行的指令与流水线中的指令冲突
- D、流水线内的指令无效
- E、流水线取指与执行的指令有关
- F、流水线取指与执行的指令无火
正确答案:A,C,D,E,F -
第22题：
问答题Pentium超标量指令流水线为什么限制复杂指令、存在数据相关的指令和转移指令等不能实现配对执行？正确答案： 因为Pentium的两条指令流水线U和V并不是完全相同的，例如V流水线只能执行简单指令，所以不可能实现复杂指令的配对执行。
存在数据相关的指令，需要执行完前一条指令才能得到后一条指令需要的操作数，所以也无法同时进行执行。
存在转移指令，需要执行完前一条指令才能决定是否执行后一条指令，所以也不能配对执行。解析： 暂无解析 -
第23题：
多选题CPU内使用流水线技术后，下列说法可能的是（）A取指令和执行指令同步进行
B取指令和执行指令异步进行
C正在执行的指令与流水线中的指令冲突
D流水线内的指令无效
E流水线取指与执行的指令有关
F流水线取指与执行的指令无火
正确答案： C,D解析： 由于流水线取指由各功能部件独立完成，囚此CPU内使用流水线技术后，可能的是取指令和执行指令同步进行、正在执行的指令与流水线中的指令冲突、流水线内的指令无效、流水线取指与执行的指令有关或流水线取指与执行的指令无关；不可能的是取指令和执行指令异步进行，因此A、C、D、E、F是正确答案。