某机器采用微程序控制方式，其存储容量为512*48位，指令集有两条微指令。微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用判定方式，如图所示。微指令的控制字段、判别测试字段、下址字段等3个字段分别应为多少、多少、多少位。如果该计算机指令集有8条机器指令，判别测试字段采用编码方式，判别测试字段需要 多少位。

根据题目中的信息，可以得到微程序存储器的容量为 $512\times48$ 位，指令集有两条微指令。因此，该微程序控制器中包含的微指令数为 $2^{48}$ 条。其中，控制字段、判别测试字段和下址字段的位数需要满足以下条件：

- 控制字段：该字段用于控制计算机的各个部件，可根据需要设置不同的位数。由于该字段表示微指令的操作码，因此需要满足 $2^{48} \leq 2^{n}$，即 $n \geq 48$。因此，控制字段需要至少 48 位。
- 判别测试字段：该字段用于判断当前微指令是否满足某些条件，采用编码方式来表示测试条件。由于题目中未给出采用的编码方式，因此无法确定该字段的位数。
- 下址字段：该字段用于存储后继微指令的地址，采用判定方式来确定下一条微指令的地址。因为微指令数为 $2^{48}$，因此需要满足 $2^{48} \leq 2^{n}$，即 $n \geq 48$。因此，下址字段需要至少 48 位。

综上所述，控制字段和下址字段需要至少 48 位，而判别测试字段的位数无法确定。

如果该计算机指令集有 8 条机器指令，判别测试字段采用编码方式，需要满足 $2^k \geq 8$，即 $k \geq 3$。因此，判别测试字段需要至少 3 位。

相关问题

已知某机采用微程序控制方式，控存容量为512×48位。微程序可在整个控存中实现转移。控制微程序转移的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式。请问∶ ​ （1）微指令的三个字段分别应为多少位? ​ （2）画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。并对所画框图做简要说明。

(1) 微指令的三个字段分别为操作码字段、地址字段和控制字段。由于微指令采用水平型格式，每个字段应该占用相同的位数，因此每个字段应该占用48÷3=16位。

(2) 微程序控制器逻辑框图如下所示：

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|                     |
|   微指令寄存器(MAR)  |
|                     |
+----------+----------+
           |
           |
           v
+----------+----------+
|                     |
|   微程序存储器(MEM)  |
|                     |
+----------+----------+
           |
           |
           v
+----------+----------+
|                     |
|    操作码寄存器     |
|                     |
+----------+----------+
           |
           |
           v
+---------------------+
|                     |
|      控制单元        |
|                     |
+---------------------+
           |
           |
           v
+---------------------+
|                     |
|       数据总线       |
|                     |
+---------------------+

微程序控制器包括微指令寄存器(MAR)、微程序存储器(MEM)、操作码寄存器、控制单元和数据总线。微指令从微程序存储器中读取，并通过MAR传递给控制单元，控制单元解码操作码并控制数据总线的输出。控制单元还可以通过断定方式将后继微指令地址发送回微程序存储器。

在设计控制单元时，水平型微指令与垂直型微指令有何不同？它们各自在实现上有哪些特点和适用场景？

控制单元的设计中，水平型微指令与垂直型微指令的选用对系统的性能和设计复杂度有重要影响。水平型微指令通过提供多个控制字段，使得在一个时钟周期内可以并行地发出多个微操作指令，它类似于一个横向展开的指令格式，每个字段可以独立控制特定的硬件操作。水平型微指令的设计灵活性高，易于实现复杂控制逻辑，适合于那些需要高度定制化控制的应用场景，例如在高性能计算机系统中，需要快速响应各种控制需求时。但缺点是微指令的编写和维护较为复杂，对设计者的硬件控制知识要求较高。

参考资源链接：[计算机组成原理：微指令格式解析](https://wenku.csdn.net/doc/kkkbwjhs54?spm=1055.2569.3001.10343)

垂直型微指令则类似于机器指令，它通过微操作码字段来指示硬件执行一系列预定义的微操作。其结构更加紧凑，编码方式偏向于垂直展开，能够在一个周期内执行一系列微操作。垂直型微指令的优点在于简化了控制单元的设计，使得微指令的编写和管理更加直观和容易维护。因此，垂直型微指令特别适合于微程序控制的计算机系统中，能够有效地提高指令执行的效率。然而，由于其控制的并行性较差，可能在处理高度并行的任务时不如水平型微指令高效。

在实际应用中，选择水平型还是垂直型微指令，取决于计算机系统的具体需求、设计者的偏好以及硬件实现的复杂度。《计算机组成原理：微指令格式解析》一书提供了深入的理论基础和实际应用案例，能够帮助读者在理解微指令概念的基础上，进一步分析两种微指令格式的优劣，从而在设计时作出更加合理的决策。

参考资源链接：[计算机组成原理：微指令格式解析](https://wenku.csdn.net/doc/kkkbwjhs54?spm=1055.2569.3001.10343)