单选
1 (单选(2分)) 用以指定待执行指令所在主存地址的寄存器是______。（单选）
√A. 程序计数器PC
B. 指令寄存器IR
C. 存储器地址寄存器MAR
D. 数据缓冲寄存器
A. 程序计数器（PC，Program counter），用于存放指令的地址。
B. 指令寄存器（IR，Instruction Register），用来保存当前正在执行的一条指令，包括指令的操作码，地址码，地址信息。
2 (单选(2分)) 下列关于微程序和微指令的叙述中______是正确的。（单选）
√A. 微程序控制器比硬连线控制器相对灵活
B. 同一条微指令可以发出互斥的微命令
C. 控制器产生的所有控制信号称为微指令
D. 微程序控制器的速度一般比硬布线控制快
B. （解析源自视频6.12微指令格式03:55）同一条微指令只能发出相容性的微命令。互斥性的微命令：一系列的输出到内部总线的输出控制信号，这些信号是不能同时唯一的。互斥性的微命令在编码成微指令时可以压缩。举例：对于输出数字1~7的7个微命令，不能同时输出1和2，只能一次输出一个，所以不需要为此编码8位，只要用3位二进制（3-8译码器）即可表达7个信息。
需要额外指出的是：3位二进制不能表示8个信息，0状态不能对应一个控制信号，因为不论状态是何值，采用了译码器之后，一定会产生一个总线输出信号（高电平），0状态无法与其他状态区分。
C. 一个微指令是一组并发的控制信号（微命令），C选项明显乱说。
D. 慢。如下图。
3 (单选(2分)) 某计算机采用微程序控制器的微指令格式采用编码方式组织，某互斥命令组由4个微命令组成，则微指令寄存器中相应字段的位数至少需( )。 （单选）
A. 5
B. 4
C. 2
√D. 3
解释如上一题的B选项。因为0状态用不了，所以2位只能表示3个微命令，要用3位。
4 (单选(2分)) 多周期CPU中，下列有关指令和微指令之间关系的描述中，正确的是（ ）。（单选）
A. 通过指令的形式地址字段实现指令与微程序的映射
B. 通过指令的寻址方式实现指令与微程序的映射
C. 一条指令的功能通过执行一条微指令来实现
√D. 一条指令的功能通过执行一个微程序来实现
A、B. 错，通过控存（控制器存储器）中的取指微指令实现映射。
C. 错，一条指令对应多条微指令。
D. 对，一条机器指令对应控存中的一段微程序。
5 (单选(2分)) 某型MIPS32指令架构的单周期CPU，其数据通路结构如下图
执行指令sub rd, rs, rt 时，应由控制器产生的控制信号PCSrc、regDst、aluSrc、memtoReg、RegWrite分别是( ) (单选)
A. 1、0、1、0、1
√B. 0、1、0、0、1
C. 0、1、0、1、0
D. 1、1、0、0、0
解析：PCSrc的数字决定下一个输入到PC中的指令地址是PC+4，还是PC+4+跳转的相对地址。至于跳转的相对地址到底是咋算出来的、咋看出来的，我的答案是根据MIPS设计理念盲猜。sub rd, rs, rt 的数据部分是寄存器，肯定不是相对地址哇，所以PCSrc=0。
regDst决定了输入到Rw的是不是和Rb一致，这个明显不一致哇，有三个寄存器。所以regDst=1。
aluSrc决定是采用立即数的符号扩展还是采用寄存器读取的值，明显是0。
memtoReg决定是采用内存中读出来的值还是采用之前计算好的值，明显是计算好的值，所以是0。
RegWrite决定是否向Rw中写，很显然这里需要写，所以是1。
具体可看视频6.14前面部分。综上选B。
6 (单选(2分)) 相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是（）（单选）
A. 指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易
B. 指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难
C. 指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易
√D. 指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难
多选
1 (多选(3分)) 下列关于指令执行流程控制信号同步的描述中，正确的是( ) （多选）
√A. 同步控制方式会增加指令的CPI
B. 同一微命令不会在同一指令的不同CPU周期多次有效
√C. 同一时钟周期内允许有多个控制信号同时有效
√D. 控制信号的同步方式可能不唯一
A. 对，同步控制方式是指各项操作由统一的时序信号进行同步控制。这就意味着各个微操作必须在规定的时间内完成，到达规定时间自动执行后继的微操作。如果设置的时钟周期较长，对于耗时较短的指令会有浪费。
B. 错，指令对应一段微程序，一段微程序有多条微指令，一条微指令由一组微命令组成，肯定允许有重复调用同一微命令的情况。
C. 对，一条微指令对应一个时钟周期，一条微指令由一组微命令（控制信号）组成。
D. 对，同步控制可采取多种方案，其中采用中央控制和局部控制相结合的方法。将机器的大部分指令安排在一个统一的比较短的机器周期内完成，称为中央控制，而将少数操作复杂的指令中的某些微操作另外处理称为局部控制。参考百度百科-同步控制方式。
2 (多选(3分)) 下列有关数据通路的叙述中，正确的是（ ） （多选）
A. 通用寄存器属于状态元件，但不包含在数据通路中
√B. 数据通路执行的功能由控制部件送出的控制信号选择控制
√C. 数据通路由若干操作元件和状态元件连接而成
√D. ALU属于操作元件，用于执行各类算术和逻辑运算
A. 错，包含。
其他都对。
3 (多选(3分)) 下列关于取指阶段指令流程的描述中，正确的是( ) （多选）
√A. 取指流程包含取指和PC增量流程
B. 取指流程中只有一条数据通路
√C. CPU内总线结构影响取指流程
√D. 不同PC增量方式影响取指流程
数据通路：数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路，路径上的部件称为数据通路部件，如ALU、通用寄存器等。
B. 错，取立即数还是取单纯的PC增量就有两条了。
A、D. 对，可以看上面的单选题第5题，确实如此。
C. 对，比方说增加DMA(直接存储访问)总线，就有可能从Cache中取指。可参考博客CPU组成结构。
4 (多选(3分)) 下列有关多周期数据通路和单周期数据通路比较的叙述中，正确的是（） （多选）
√A. 一条指令执行过程中，单周期数据通路中的每个部件只能被使用一次，而在多周期中同一个部件可使用多次
√B. 指令执行过程中，单周期处理器中有效的控制信号取值一直不变，而多周期处理器中的有效控制信号的值可能会发生改变
√C. 多周期中部分器件可以复用
D. 单周期处理器的CPI总比多周期处理器的CPI大
单周期是硬布线，多周期微程序和硬布线都可以。
B. 对，单周期是硬布线，一个时钟周期只对应一种状态，而且一条指令必须在一个时钟周期内完成，是个纯组合逻辑；多周期有时序，一条指令可以在多个时钟周期内完成，输入信号变化之后会切换执行的微命令，控制信号取值可能发生改变。
A、C. 对，多周期时部分器件可以复用。单周期数据通路中的每个部件只能被使用一次。
我觉得单周期每个部件只能使用一次蛮奇怪的，可能下一次使用该部件需要新的时钟信号。
D. 单周期的CPI一直是1，它的时钟周期很大，CPI不会很大。
5 (多选(3分)) 下面是有关MIPS架构的lw/sw指令数据通路设计的叙述正确的是（ ) (多选)
√A. 数据存储器的“写使能”信号在lw指令执行时为“0”，在sw指令执行时为“1”
√B. 寄存器堆的“写使能”信号在lw指令执行时为“1”，在sw指令执行时为“0”
√C. 在lw/sw指令数据通路中，一定有一个符号扩展部件用于偏移量的扩展
√D. 在lw/sw指令数搌通路中，ALU的控制信号一定为“add”（即ALU做加法）
具体架构可以看单选第5题。
A、B. lw要把内存的读到寄存器中，AB肯定对。
C. 对，需要立即数来进行内存的计算，所以肯定要用到立即数的符号扩展部件。
D. 对，两个指令都要计算内存的地址，用加法可以。具体可看视频6.14的10:20。
6 (多选(3分)) 下列有关取指令操作部件的叙述中，正确的是（ ）（多 选）
A. 单周期CPU数据通路中需使用指令寄存器存放取出的指令
√B. 取指令操作可以和下条指令地址的计算操作同时进行
√C. 取指令操作的延时主要由存储器的取数时间决定
√D. PC在单周期数据通路中不需要“写使能”控制信号
A. 只用到PC。
B. 对，两条逻辑就可以，详情看单选的第5题。
C. 对，读写内存往往是很慢的，是制约因素。
D. 对，一直是1就行。
7 (多选(3分)) 下面是有关MIPS架构的R-型指令数据通路设计的叙述正确的是（ ） （多选）
√A. 在R-型指令数据通路中，一定有一个ALU用于对寄存器读出数据进行运算
√B. 在R-型指令数据通路中，一定会有一个具有读口和写口的通用寄存器组
√C. 在R-型指令数据通路中，一定存在一条路径使ALU输出被送到某个寄存器
√D. 执行R-型指令时，通用寄存器堆的“写使能”控制信号一定为“1”
对。从视频6.14的5:38看起。