計算機組成作業(yè)老師給的答案

1、1.3說明咼級語言、匯編語言和機器語言的差別及其聯(lián)系。答：機器語言由代碼“ 0”、“ 1”組成，是機器能直接識別的一種語言，也是執(zhí)行效率最高的一種語言。匯編語言是一種面向機器的一種語言，它用一些特殊的符號表示指令。高級語言是面向用戶的語言，接近自然語言，直觀、通用，用具體機器無關。1.6畫出計算機硬件組成框圖，說明各部件的作用及計算機硬件的主要性能指標?？驁D和各部件的作用見教材第 9頁，主要性能指標：機器字長存儲容量運算速度見教材17頁。1.11指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？答：取指令和取數(shù)據(jù)所處的機器周期不同： 取指周期取出的是指令；執(zhí)行周期取出的是數(shù)據(jù)。 取指令或數(shù)據(jù)時地址

2、的來源不同： 指令地址來源于程序計數(shù)器；數(shù)據(jù)地址來源于地址形成部 件。第四章4.6某機字長為32位，其存儲容量是64KB，按字編址其尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編 址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。答：按字編址其尋址范圍是 16K。圖略，用低位字節(jié)的地址表示字地址和用高位字節(jié)地址表 示字地址均可，只需標識清楚。4.7 一個容量為16 KX 32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當選用下列不同規(guī)格的存儲芯片時，各需要多少片？1K X 4位，2K X 8位，4K X 4位，16K X 1位，4K X8位,8K X 8位。答：數(shù)據(jù)線32根，地址線14根，數(shù)據(jù)線地址線總和 46根。選用

3、 1K X 4位芯片時需要16 X8片，選用2K X 8位芯片時需要 8 X 4選用4K X 4位芯片時需要4 X 8選用16K X 1位芯片時需要32片，選用 4K X 8位芯片時需要 4 X 4片，選用 8K X 8位芯片時需要2 X 4片。4.8試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。答：靜態(tài)RMA和動態(tài)RAM都屬于隨機存儲器，即在程序的執(zhí)行過程中既可以讀出又可以 寫入信息。但靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器存儲信息，只要電源不掉電，信息就可不丟失；動態(tài)RAM 靠電容存儲電荷原理存儲信息，即使電源不掉電，由于電容要放電，信息也會丟失所以需要再生。4.9什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。答：動態(tài)RMA

4、在2ms內，將所存信息讀出再重新寫入，這一過程稱為刷新，刷新是一行一行進行的，由CPU自動完成。動態(tài) RAM靠電容存儲電荷原理存儲信息，電容上的電荷要 放電，為了維持存儲的信息，動態(tài) RMA在2ms內，需將所存信息讀出再重新寫入即刷新。 刷新方法有三種：集中刷新、分散刷新和異步刷新。4.11 一個8K X 8位的動態(tài) RAM 芯片，其內部結構排列成256 X 256形式，存取周期為0.1卩s。試問采用集中刷新、分散刷新及異步刷新三種方式的刷新間隔各為多少？ 答：見教材86頁和87頁。4.14某8位微型計算機地址碼為18位，若使用4K X 4位的RAM芯片組成模塊板結構的存儲 器，試問：（1）該

5、機所允許的最大主存空間是多少？（2 ）若每個模塊板為32K X 8位，共需幾個模塊板？（ 3）每個模塊板內共有幾片 RAM芯片？（ 4）共有多少片 RAM?（5）CPU 如何選擇各模塊板？答：（1 ）地址碼為18位的8位機的最大主存空間是256K X 8位。共需8個模塊板。（3 ）每個模塊板內有16片RAM 芯片。（4 ）共有128片RAM。（ 5 ） AAn作為4K X 4位RAM芯片本身的地址線；Ai2Ai4作為模塊板內的片選地址。采用3 8譯碼器，共8個輸出，每個輸出選擇2片RAM芯片；Ai5Ai7作為模塊板的地址。采用 3-8譯碼器，其每個輸出分別 選擇8個模塊板中的某一塊。4.17寫

6、出1100的海明碼。答：因為信息位為4位，根據(jù)海明不等式可得校驗位為3位。根據(jù)海明碼的編碼規(guī)則可確定1100的海明碼格式為110C 3OC2C1,若采用偶校驗方式，則 1100的海明碼為1100001 。具 體編寫方法參考課件144-145頁。4.20欲傳送的二進制代碼為1001101 ，用奇校驗來確定其對應的海明碼，若在第6位出錯，說明糾錯過程。答：海明碼的編寫與上題同。檢查接收碼中校驗組的出錯情況即可確定出錯位的位置。6.19設機器數(shù)字長為8位，用補碼運算規(guī)則計算(1)A=9/64 ，B=-13/32 ，求A+B ( 2) A=19/32，B=-17/128 ，求 A-B。答：略，具體見課

7、件 309、312頁。6.20 用補碼一位乘計算(1)x=0.110111，y=-0.101110.答：略，具體見課件333頁和334頁。6.21用原碼加減交替法和補碼加減交替法計算x十y (1 ) x=0.100111, y=0.101011答：略，原碼加減交替法見課件343頁，補碼加減交替法見課件 355頁。6.26按機器補碼浮點運算步驟計算 x+y補(1 ) x=2-011 X 0.101100,y=2-010 x(-0.011100)答：略，具體見課件363頁。6.28如何判斷定點和浮點補碼加減運算結果是否溢出，如何判斷原碼和補碼定點除法運算結果是否溢出？答：定點加減運算的溢出可通過雙

8、符號位和進位進行判斷。浮點補碼加減運算的溢出是根據(jù)階碼來判斷的，當階碼大于最大階碼時即為浮點數(shù)的溢出，當階碼小于最小階碼時按機器零處理。8.1CPU有哪些功能？畫出其結構框圖并簡要說明每個部件的作用。答：見教材338頁。8.4設CPU內有這些部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR 和CU。試畫出完成間接尋址的取數(shù)指令“LDA X” (將主存某地址單元的內容取至AC中)的數(shù)據(jù)流。答：按取指周期、間址周期、執(zhí)行周期進行描述。取指周期的數(shù)據(jù)流見教材344頁圖8.10 ,間址周期的數(shù)據(jù)流見教材 344頁圖8.11 ,執(zhí)行周期的數(shù)據(jù)流圖的形式可參考以上兩圖，內容包括：(1 ) MAR送地址碼至地址

9、總線，選定存儲單元(2 ) CU向控制總線發(fā)控制信號，啟動讀操作(3 )被選定單元內容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送至MDR (4 ) MDR中的數(shù)據(jù)送至 AC。9.1設CPU內有這些部件：PC、IR、AC、MAR、MDR和CU。( 1)寫出取值周期的全部微操作。(2 )寫出減法指令 SUB X、取數(shù)指令LDA X、存數(shù)指令STA X(X均為主存地址) 在執(zhí)行階段所需的全部微操作。答：(1 ) PCt MAR當前指令地址送 MAR , 1 tR啟動讀操作，M(MAR)宀MD當前指令從存儲器讀至 MDR ,MDFT IR 當前指令送IR , OP(IR) t CU旨令的操作碼送至 CU譯碼， (PC+1) t p

10、c形成下一指令地址。(2 )減法指令 SUB X執(zhí)行階段所需全部微操作：Ad(IR) t MAR指令的地址碼送 MAR , 1 tr啟動讀操作，M(MAR) t MD操作數(shù)從存儲器中讀至MDR , (AC)-MDFH AC 兩數(shù)相減結果送至 AC。取數(shù)指令LDA X執(zhí)行階段所需 全部微操作：Ad(IR) t MAf令的地址碼送 MAR , 1 R啟動讀操作，M(MAR)宀MDR操作數(shù)從存儲器中讀至 MDR , MDFH AC操作數(shù)送AC。存數(shù)指令STA X執(zhí)行階段所需全 部微操作：Ad(IR) t M指令的地址碼送 MAR , 1 tW啟動寫操作，ACS MD寫入的數(shù)據(jù)送MDR , MDFT

11、M(MAR)數(shù)據(jù)寫入存儲器中。10.2寫出完成下列指令的微操作及節(jié)拍安排。指令ADD R1,X完成將R1寄存器的內容和主存X單元的內容相加結果存于 R1的操作。答：取指周期： To PCt mar, 1 t r； Ti M(MAR) t MDR (PC+1) t pc； T2 mdft ir , OP(IR) t id。執(zhí)行周期：To Ad(IR) t MAR, 1 tr ； M(MAR) t MDR ; T2 (R1)+(MD R) t R1。10.10微指令的操作控制有幾種編碼方式？各有何特點？哪一種控制速度最快？答：微指令中操作控制字段主要有三種編碼方式：(1 )直接控制，又稱直接編碼，

12、其特點是操作控制字段的每一位代表一個微命令，優(yōu)點是簡單直觀，輸出直接用于控制，執(zhí)行速度最快。缺點是微指令字長最長，所需存儲空間大。(2 )字段直接編碼控制，其特點是將微指令操作控制字段分成幾段，并使每個字段經(jīng)譯碼后形成各個微操作命令。每個字段中的微命令必須是互斥的。 這種編碼方式縮短了微指令字長，但增加了譯碼電路， 使微指令的執(zhí)行速度降低。這種編碼方式又稱顯式編碼。(3)字段間接編碼控制，這種方式一個字段的某些微命令還需由另一個字段中的某些微命令解釋，故又稱為隱式編碼，這種編碼方式更能縮短微指令字長。還可把直接編碼和字段編碼混合使用。10 . 11什么是垂直型微指令？什么是水平型微指令？各有何

13、特點？答：水平型微指令一次能定義并執(zhí)行多個并行操作，其并行操作能力強，效率高。而且水平型微指令的大多數(shù)微命令可直接控制對象，故執(zhí)行時間短，水平型微指令字長較長并且可用較少的微指令來實現(xiàn)一條機器指令的功能。垂直型微指令的結構類似于機器指令的結構。通常一條微指令只能有12個微操作命令。因為它要經(jīng)過譯碼后控制對象，影響每條微指令的執(zhí)行時間。垂直型微指令字長較短，實現(xiàn)一條機器指令功能時需要更多條微指令。10.12能否說水平型微指令就是直接編碼的微指令，為什么？答：直接編碼的微指令是水平型微指令，反之則不然。水平型微指令一次能定義并執(zhí)行多個并行操作的微指令，而直接編碼的微指令是指微指令的控制字段的每一位都代表一個微命令 的微指令，水平型微指令的控制字段可以是直接編碼也可以是字段編碼或者是兩者混合的。所以說水平型微指令不一定是直接編碼的微指令。10.13微指令的地