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計算機組成原理1-3章習題,姓名:楊慧晶單位:軟件學院Email:yanghuijing,.,一、已知計算機框圖如下圖所示,以加法指令“ADDM”(M為主存地址)為例,寫出完成該指令的信息流程(從取指令開始)。,第一章習題,.,二、設主存儲器容量為64K32位,并且指令字長、存儲字長、機器字長三者相等。寫出下圖中各寄存器的位數(shù),并指出哪些寄存器之間有信息通路。三、指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中,計算機如何區(qū)分它們?,第一章習題,.,第一章習題,一、已知計算機框圖如下圖所示,以加法指令“ADDM”(M為主存地址)為例,寫出完成該指令的信息流程(從取指令開始)。指令“ADDM”的真實含義是將地址為M的存儲單元中的加數(shù)取出并送至運算器中,然后和存放在運算器的被加數(shù)通過ALU(算邏部件)相加,結(jié)果仍放在運算器中。結(jié)合圖1.1,設運算器中ACC存放被加數(shù),X存放加數(shù),求和結(jié)果存放在ACC中。故完成“ADDM”指令的信息流程為:取指令PCMARMMDRIR分析指令OP(IR)CU執(zhí)行指令Ad(IR)MARMMDRXACCALU,同時XALUALUACC,.,第一章習題,二、設主存儲器容量為64K32位,并且指令字長、存儲字長、機器字長三者相等。寫出上圖中各寄存器的位數(shù),并指出哪些寄存器之間有信息通路。由主存容量為64K32位得21664K.故MAR為16位,PC為16位,MDR為32位。因指令字長存儲字長機器字長則IR、ACC、MQ、X均為32位寄存器之間的信息通路有:PCMARAd(IR)MARMDRIR取數(shù)MDRACC,存數(shù)ACCMDRMDRX,.,第一章習題,三、指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中,計算機如何區(qū)分它們?通常完成一條指令可分為取指階段、分析階段和執(zhí)行階段。在取指階段通過訪問存儲器可將指令取出;在執(zhí)行階段通過訪問存儲器可將操作數(shù)取出。這樣,雖然指令和數(shù)據(jù)都是以0、1代碼形式存在存儲器中,但CPU可以判斷出在取指階段訪存取出的0、1代碼是指令;在執(zhí)行階段訪存取出的0、1代碼是數(shù)據(jù)。例如,完成ADDM指令需兩次訪存:第一次訪存是取指階段,CPU根據(jù)PC給出的地址取出指令;第二次訪存是執(zhí)行階段,CPU根據(jù)存于IR的指令中M給出的地址取出操作數(shù)。可見,CPU就是根據(jù)取指階段和執(zhí)行階段的訪存性質(zhì)不同來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)的。這一概念隨著學習的深入,會逐步加深印象。另外也可通過地址來源區(qū)分,從PC指出的存儲單元取出的是指令,由指令地址碼部分提供操作數(shù)地址。,.,第三章習題,一、(1)某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數(shù)據(jù),假設一個總線周期等以一個時鐘周期,總線的時鐘頻率為33MHz,問總線的帶寬是多少?(2)如果一個總線周期中并行傳送64位數(shù)據(jù),總線時鐘頻率為66MHz,則總線的帶寬是多少?(3)分析哪些因素影響帶寬?二、一個16位的總線系統(tǒng)中,若時鐘頻率為100MHz,總線數(shù)據(jù)周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數(shù)據(jù)傳輸率。三、在異步串行傳輸系統(tǒng)中若每個數(shù)據(jù)幀包括包括1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結(jié)束位,比特率為160b/s,求波特率為多少。,.,第三章習題,四、在異步串行傳輸系統(tǒng)中,假設每秒可傳送20個數(shù)據(jù)幀,一個數(shù)據(jù)幀包括1個起始位、7個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結(jié)束位,試計算其波特率和比特率。五、畫圖說明用異步串行傳輸方式發(fā)送8位二進制數(shù)據(jù)(十六進制表示為95H)。要求字符格式為:1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位偶校驗位,1位終止位。六、試比較鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式各自的特點。七、畫一個具有雙向傳送功能的總線邏輯框圖。,.,第三章習題,一、(1)某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數(shù)據(jù),假設一個總線周期等以一個時鐘周期,總線的時鐘頻率為33MHz,問總線的帶寬是多少?(2)如果一個總線周期中并行傳送64位數(shù)據(jù),總線時鐘頻率為66MHz,則總線的帶寬是多少?(3)分析哪些因素影響帶寬?(1)總線帶寬=4B33106/S=132MB/S(2)總線帶寬=8B66106/S=528MB/S(3)總線的帶寬是總線能夠提供的數(shù)據(jù)傳送速率,通常用每秒種傳送信息的字節(jié)數(shù)來表示。影響總線帶寬的主要因素有,總線的寬度、傳送的距離、總線發(fā)送和接收電路的工作頻率限制以及數(shù)據(jù)傳送的形式。,.,第三章習題,二、一個16位的總線系統(tǒng)中,若時鐘頻率為100MHz,總線數(shù)據(jù)周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數(shù)據(jù)傳輸率。T=1/F=0.01uS5T=0.05uS每次傳送字節(jié)數(shù)=16/8=2數(shù)據(jù)傳送率=2B/0.05uS=40MB/S三、在異步串行傳輸系統(tǒng)中若每個數(shù)據(jù)幀包括包括1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結(jié)束位,比特率為160b/s,求波特率為多少。波特率:總線上每秒種傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。比特率:總線上每秒種傳送的有效數(shù)據(jù)位數(shù)。每秒種傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀數(shù)為160/8=20波特率=(1+8+1+1)20=220b/s,.,第三章習題,四、在異步串行傳輸系統(tǒng)中,假設每秒可傳送20個數(shù)據(jù)幀,一個數(shù)據(jù)幀包括1個起始位、7個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結(jié)束位,試計算其波特率和比特率。波特率=(1+7+1+1)20=200b/s比特率=720=140b/s五、畫圖說明用異步串行傳輸方式發(fā)送8位二進制數(shù)據(jù)(十六進制表示為95H)。要求字符格式為:1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位偶校驗位,1位終止位。異步串行傳送在起始位之后傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)位的最低位(95H的最低位D0=1),而且數(shù)據(jù)位的最高位(95H的最高位D7=1)傳輸之后傳輸校驗位,最后是終止位。數(shù)據(jù)95H的偶校驗位為0,其波形圖如圖所示。,.,第三章習題,六、試比較鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式各自的特點。鏈式查詢方式只需1根總線請求線(BR),1根總線忙線(BS)和1根總線同意線(BG)。BG線像鏈條一樣,串連所有的設備,設備的優(yōu)先級是固定的,結(jié)構(gòu)簡單,容易擴充設備,但對電路故障十分敏感,一旦第i個設備的接口電路有故障,則第i個設備以后的設備都不能進行工作。計數(shù)器定時查詢方式的總線請求(BR)和忙(BS)線是各設備共用的,但還需log2N(N設備數(shù))根設備地址線實現(xiàn)查詢。設備的優(yōu)先級可以不固定,控制比鏈式查詢復雜,電路故障不如鏈式查詢方式敏感。獨立請求方式控制線數(shù)量多,N個設備共有N根總線請
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