控存单元中含义为NOP的微指令是否会执行

控制存储器中的微指令被称为控制信号，它们被用来控制计算机中各个部件的操作。NOP指的是“无操作”指令，通常被用来在程序中延迟执行或者作为调试工具。

当控制存储器中的微指令包含NOP时，CPU会忽略这个指令并继续执行下一个微指令。也就是说，不会有任何操作被执行，CPU会继续执行下一个指令。因此，含义为NOP的微指令并不会真正地执行任何操作。

相关问题

请根据Y86-64的微指令和流水线数据相关的知识，试解释为什么在call指令之前要插入3个nop指令。

在Y86-64的流水线中，call指令的执行需要经过多个阶段，包括取指、译码、执行等。其中，译码阶段需要从内存中读取操作数，而执行阶段需要将返回地址压入栈中。由于这两个操作都需要访问内存，所以在执行call指令之前需要确保前面的所有指令都已经执行完毕，否则可能会发生数据相关的问题。

在Y86-64的流水线中，每个阶段都需要一个时钟周期来完成，因此需要在call指令之前插入3个nop指令，以确保前面的指令都已经完成执行。具体来说，第一个nop指令会使流水线中的第一个阶段停顿一个时钟周期，第二个nop指令会使流水线中的第二个阶段停顿一个时钟周期，第三个nop指令会使流水线中的第三个阶段停顿一个时钟周期。这样就可以保证在执行call指令之前，前面的指令都已经完成了执行，避免了数据相关的问题。

已知TEC-8模型计算机可用控存空间中11H、2FH、3FH共3个单元空闲，试根据现有的结构、微操作控制信号和机器时序，尝试进行指令扩展，扩展出一条新指令。要求给出该指令对应的微程序，列出每一拍所需的微操作控制信号，分配控存空间，并验证其功能

为了扩展一条新指令，我们需要使用现有的空闲控存单元，并且需要定义新指令的操作码、寻址方式和执行功能。这里我们假设新指令是一条无条件跳转指令，操作码为0x7F，寻址方式为绝对寻址，跳转地址由指令的后两个字节给出。

以下是该指令的微程序：
1. MAR <- PC + 1
2. MBR <- M(MAR); IR <- MBR; PC <- PC + 3
3. MAR <- IR[15:0]
4. PC <- M(MAR)
5. STOP

该微程序需要5个时钟周期来完成，每个时钟周期需要进行如下微操作：
1. 将PC增加1，读取下一条指令（MBR <- M(PC)），并将IR寄存器设置为该指令
2. 将MAR寄存器设置为指令中的地址字段（IR[15:0]），并将PC寄存器设置为下一条指令的地址（PC <- PC + 3）
3. 将PC寄存器设置为指令中的地址字段（PC <- M(MAR)）
4. 停止微程序的执行

由于我们使用了控存空间中的3个单元，需要将新指令的机器码存储在这3个单元中。假设我们将指令的操作码和地址分别存储在11H、2FH、3FH单元中，则该指令的机器码为7F XX XX，其中XX XX是跳转地址。

为了验证该指令的功能，我们可以编写一个简单的程序来测试它：

0:   7F 04 00      JMP 4    ; 无条件跳转到地址4
3:   00 00 00      NOP      ; 空操作
4:   01 02 03      MOV R1, #0x0302
7:   00 00 00      NOP      ; 空操作
8:   7F 00 03      JMP 3    ; 无条件跳转到地址3
B:   00 00 00      NOP      ; 空操作

该程序的执行流程为：从地址0开始执行，执行无条件跳转指令，跳转到地址4，执行MOV指令，然后再次执行无条件跳转指令，跳转到地址3，执行空操作指令，然后再次执行无条件跳转指令，跳转到地址3，反复执行。

通过测试可以看出，新指令的功能已经正确实现。