計算機組成原理和系統(tǒng)結構課后答案

1、11 概述數(shù)字計算機的發(fā)展經過了哪幾個代？各代的基本特征是什么？ 略。12 你學習計算機知識后，準備做哪方面的應用？ 略。13 試舉一個你所熟悉的計算機應用例子。略。14 計算機通常有哪些分類方法？你比較了解的有哪些類型的計算機？ 略。15 計算機硬件系統(tǒng)的主要指標有哪些？ 答：機器字長、存儲容量、運算速度、可配置外設等。答：計算機硬件系統(tǒng)的主要指標有：機器字長、存儲容量、運算速度等。16 什么是機器字長？它對計算機性能有哪些影響？ 答： 指CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。它影響著計算機的運算速度，硬件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等。17 什么是存儲容量？什么是主存？什么是輔存？ 答：存儲容量

2、指的是存儲器可以存放數(shù)據(jù)的數(shù)量（如字節(jié)數(shù)）。它包括主存容量和輔存容量。主存指的是CPU能夠通過地址線直接訪問的存儲器。如內存等。輔存指的是CPU不能直接訪問，必須通過I/O接口和地址變換等方法才能訪問的存儲器，如硬盤，u盤等。18 根據(jù)下列題目的描述，找出最匹配的詞或短語，每個詞或短語只能使用一次。 （1）為個人使用而設計的計算機，通常有圖形顯示器、鍵盤和鼠標。 （2）計算機中的核心部件，它執(zhí)行程序中的指令。它具有加法、測試和控制其他部件的功能。 （3）計算機的一個組成部分，運行態(tài)的程序和相關數(shù)據(jù)置于其中。 （4）處理器中根據(jù)程序的指令指示運算器、存儲器和I/O設備做什么的部件。 （5）嵌入在

3、其他設備中的計算機，運行設計好的應用程序實現(xiàn)相應功能。 （6）在一個芯片中集成幾十萬到上百萬個晶體管的工藝。 （7）管理計算機中的資源以便程序在其中運行的程序。 （8）將高級語言翻譯成機器語言的程序。 （9）將指令從助記符號的形式翻譯成二進制碼的程序。 （10）計算機硬件與其底層軟件的特定連接紐帶。供選擇的詞或短語：1、匯編器 2、嵌入式系統(tǒng) 3、中央處理器（CPU） 4、編譯器 5、操作系統(tǒng) 6、控制器 7、機器指令 8、臺式機或個人計算機 9、主存儲器 10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7計算機系統(tǒng)有哪些部

4、分組成？硬件由哪些構成？答：計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件由控制器、存儲器、運算器、輸入設備和輸出設備五大部件構成19 馮·諾伊曼Von Neumann計算機的主要設計思想是什么？ 略。110 計算機硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？ 略。111 計算機軟件包括哪幾類？說明它們的用途。 略。112 簡述計算機系統(tǒng)的多級層次結構的分層理由及各層的功能。 略。113 通過計算機系統(tǒng)的層次結構學習，你對計算機系統(tǒng)有了怎樣的了解？ 略。 第二章21 數(shù)字信號和模擬信號的主要區(qū)別是什么？與模擬電路相比，數(shù)字電路有何特點？ 略。22 二極管兩端需要加多大的電壓才使二極管導通？ 答：大于

5、二極管的正向特性存在死區(qū)電壓Vr（硅二極管約為0.7V，鍺二極管約為0.2V）23 三極管何時處于截止狀態(tài)，何時處于飽和狀態(tài)？答：當輸入電壓Vi>0，且Vi < 死區(qū)電壓Vr，三極管處于截止狀態(tài)。 當輸入電壓Vi增大，基極電流IB、集電極電流IC隨之增大，輸入電壓VCEVCCICRC不斷下降，當VCE降到0.7V以下時，發(fā)射結仍正向偏置，集電結則由反向偏置轉為正向偏置，此時三極管進入飽和狀態(tài)。24 雙極型邏輯門和單極型邏輯分別是怎樣形成的？它們各有何特點？略.25 實現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本運算有哪幾種邏輯門？ 答：與，或，非。26 分析圖241所示的邏輯電路圖，寫出表達式并進行化簡。 (

6、b) F=AD+C +27 請用代數(shù)化簡法將下列各邏輯表達式化成最簡式。（1）答：（2）答： 28 分析圖242所示的邏輯電路，列出真值表，說明其邏輯功能。 2.8 答： A1 A0 X0 X1 X2 X3 F 0 0 X X X X X0 0 1 X X X X X1 1 0 X X X X X2 1 1 X X X X X3 圖242是一個四選一電路 29 分析圖243所示的邏輯電路圖，列出真值表，說明其邏輯功能。答： A B C F1 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1

7、1 1 1圖243是一個一位全加器，A, B為加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進位, F1為和，F(xiàn)2為產生的進位。（圖中有錯誤，第4個與門的輸入少了 ）210 請用卡諾圖法將下列各邏輯表達式化成最簡式。（1）（2）答：（1） （2）211 簡述組合邏輯電路的設計過程。 略：212 用與非門設計實現(xiàn)下列函數(shù)的組合邏輯電路。 （1）； （2）。答：(1) =圖略。 (2) =圖略。213 用一位全加器組成4位并行進位加法器，其并行進位電路應該如何實現(xiàn)？略。214請畫出74LS273的典型用法的接線圖。215 什么是三態(tài)門？一般應用在什么場合？略216計算機中常用的寄存器有哪些？請說明如何使用？略217 請說

8、明74LS299的功能及使用方法。略218 請說明74LS161的功能及使用方法。略習題3移碼（8位）11111111100000000111111100000000補碼（8位）01111111000000001111111110000000對應的真值+127 01128編碼對應的+255 +128 +127 0無符號數(shù)值31 求下列各數(shù)的十進制數(shù)值：（1）（2673）8 （2）（BDC）16 （3）（1011011101）2答：.(1 ) 183.375， (2) 189.75， (3 ) 91.62532 將下列十進制數(shù)轉化為二進制、八進制和十六進制數(shù)據(jù)（小數(shù)取四位二進制有效數(shù)據(jù)）：（1）

9、-28275 （2）12346 （3）-115/512 （4）449375答：2. 序號 十進制 十六進制 二進制 八進制 (1) -282.75 -11A.C -100011010.1100 -432.6(2) 123.46 7B.7 1111011.0111 173.34(3) -115/512 -0.398 0.001110011 -0.163(4) 44.9375 2C.F 101100.1111 54.7433 寫出下列各數(shù)的原碼、反碼和補碼，機器數(shù)長度為8位：（1）0 （2）-127 （3）-0.5 （4）-19/128 （5）100 （6）23/64序號 真值 原碼 補碼 反碼(

10、1) 0 00000000 00000000 0000000010000000 11111111 0.0000000 0.0000000 0.00000001.0000000 1.1111111(2) 127 11111111 10000001 10000000 (3) 0.5 1.1000000 1.1000000 1.0111111(4) 19/128 1.0010011 1.1101101 1.1101100 (5) 100 01100100 01100100 01100100 (6) 23/64 0.0101110 0.0101110 0.010111034 寫出下列各機器數(shù)的二進制真

11、值X：（1）X補=0.1001 （2）X補=1.1001 （3）X原=0.1101 （4）X原=1.1101 （5）X反=0.1011 （6）X反=1.1011 （7）X移=0,1001 （8）X移=1,1001（9）X補=1,0000000（10）X反=1,0000000（11）X原=1,0000000（12）X移=1,0000000答： (1) 0.1001 (7) - 0111 (2) -0. 0111 (8) 1001 (3) +0.1101 (9) - 1000 0000 (4) -0.1101 (10) - 01111111 (5) +0.1011 (11) - 00000000

12、(6) -0.0100 (12) 0000000035 設某機器數(shù)字長為8位，有兩個數(shù)的16進制表示形式為9CH和FFH，問：若它們分別表示為下列格式的機器數(shù)時，其對應的十進制真值是多少？（1） 無符號整數(shù)；（2） 原碼表示的定點整數(shù)；（3） 原碼表示的定點小數(shù)；（4） 補碼表示的定點整數(shù)；（5） 補碼表示的定點小數(shù)；（6） 反碼表示的定點整數(shù)；（7） 移碼表示的定點整數(shù)。答： 數(shù) 9CH （10011100） FFH（11111111）無符號整數(shù) 156 255原碼表示的定點整數(shù) -28 -127原碼表示的定點小數(shù) -(2-3+2-4+2-5) = 0.21875 -(1-2-7)補碼表示的

13、定點整數(shù) -100 -1補碼表示的定點小數(shù) -(2-1+2-2+2-5)=-0.78325 -2-7反碼表示的定點整數(shù) -99 -0移碼表示的定點整數(shù) 28 12736 假設某規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)表示形式為M0.M1 Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：（1） 若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿足 。(2)若尾數(shù)用補碼表示，則尾數(shù)必須滿足 。AM0=0BM0=1CM1=0DM1=1EM0.M1=0.0FM0.M1=1.1GM0.M1=0.1或M0.M1=1.0HM0.M1=1.0答：（1）D ；（2）G37 浮點數(shù)的表示范圍取決于 的位數(shù)，浮點數(shù)的表示精度取決于 的位數(shù)，浮點數(shù)的正負取決于 ， 在浮點數(shù)

14、的表示中是隱含規(guī)定的。A數(shù)符B階符C尾數(shù)D階碼E階碼的底答：D, C, A, E38 設一浮點數(shù)格式為：字長12位，階碼6位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用原碼表示，階碼在前，尾數(shù)（包括數(shù)符）在后，則按照該格式：(1)已知X=-25/64，Y=2.875，求數(shù)據(jù)X、Y的規(guī)格化的浮點數(shù)形式。(2)已知Z的浮點數(shù)以十六進制表示為9F4H，則求Z的十進制真值。答：（1） X=0.11001×2-1, X 浮1.11001×2011111 X 浮0,11111 1.11001 Y=0.10111×22 , Y 浮0.10111×2100010 Y 浮1,00010 0

15、.10111 （2）Z浮= 0.10100×2100111 Z= 8039 設一機器數(shù)字長16位，求下列各機器數(shù)的表示范圍：（1） 無符號整數(shù)；（2） 原碼表示的定點整數(shù)；（3） 補碼表示的定點整數(shù)；（4） 補碼表示的定點小數(shù)；（5） 非規(guī)格化浮點表示，格式為：階碼8位，用移碼表示，尾數(shù)8位，用補碼表示（要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負數(shù)、最小正數(shù)）；（6） 上述浮點格式的規(guī)格化浮點表示范圍（要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負數(shù)、最小正數(shù)）。6答： 機器字長16位， 下列各術的表示范圍 (1) 無符號整數(shù) 0216-1 (2) 原碼定點整數(shù) (215-1) +2151 (3) 補碼定點整數(shù)

16、 215 +2151 (4) 補碼定點小數(shù) 1 + 12-15 (5)、(6) 階碼八位，移碼表示，尾數(shù)8位，補碼表示最大數(shù) 最小數(shù) 最大負數(shù) 最小正數(shù) 非規(guī)格化浮點數(shù) (1-2-7)×2+127 -1×2+127 -2-7×2-128 2-7 ×2-128 規(guī)格化浮點數(shù) (1-2-7) ×2+127 -1 ×2+127 -(0.52-7 ) ×2-128 0.5 ×2-128 310 將下列十進制數(shù)轉換為IEEE754 單精度浮點數(shù)格式：（1）3675（2）35/256答：311 求下列各IEEE754 單精度浮

17、點數(shù)的十進制真值：（1）43990000H（2）00000000H答：(1) X=(-1)0×(1.0011001) ×2135-127=(100110000)2=(304)10 (2) X=(-1)0×(1.0000000) ×20-127=(2-127)10312 在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼？它們各自有什么作用？ 略。313 漢字庫中存放的是漢字的哪一種編碼？漢字庫的容量如何計算？答：漢字庫中存放的是漢字字模碼。漢字庫的容量可按下列：存儲每個漢字字模點陣所需的字節(jié)數(shù)×漢字數(shù)×點陣方法數(shù)。314 在一個應用系統(tǒng)中，需要構造一個包含了

18、100個漢字的漢字庫，假設采用16×16的漢字字形，問：該漢字庫所占存儲容量是多少字節(jié)？一篇由50個漢字構成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲容量來存儲其純文本？ 答： 16×2×1003200字節(jié)；2 ×50100字節(jié)。315 漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對于某個漢字來說，是 惟一的。A. 輸入碼 B. 字模碼 C. 機內碼答：C。316 若下面的奇偶校驗碼均正確，請指出哪些是奇校驗碼，哪些是偶校驗碼。（1） 10110110 （2）01111110 （3）11011000 （4）10100001 答：奇校驗碼：（1）、（4）；偶校驗碼：（2），（3）。317

19、在7位的ASCII碼的最高位前面添加一位奇（偶）校驗位后，即可構成8位的ASCII碼的奇（偶）校驗碼。假設字符“A”的這樣的奇（偶）校驗碼為41H，則它是（1）；字符“C”的這樣的（1）是（2）。（1）： A. 奇校驗碼 B. 偶校驗碼（2）： A. 43H B. 87H C. C3HD. 86H答：（1）B; （2）C。318 對于3.6.2節(jié)所介紹的k=8，r=4的能糾錯一位的海明碼，若編碼為100110111100，試判斷該海明碼是否有誤，若有，請糾正，并寫出其8位正確的有效信息。 答：10000111319 試設計有效信息為10位的能糾錯一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫出有效信息01

20、10111001的海明碼。答：k=10，r=4的海明碼的排列如下：編碼: H14 H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 D10 D9 D8 D7 D6 D5 P4 D4 D3 D2 P3 D1 P2 P1P4= D10D9D8D7D6D5P3= D10D9D8D4D3D2 P2= D10D7D6D4D3D1P1= D9D7D5D4D2D1譯碼:S4=P4 D10D9D8D7D6D5S3=P3 D10D9D8D4D3D2 S2=P2 D10D7D6D4D3D1S1=P1 D9D7D5D4D2D1指誤字：S4S3S2S1效信息0110111001的海

21、明碼: 01101101001110320 在3.6.2節(jié)所介紹有效信息為8位的能糾錯一位的海明碼基礎上，思考如何改進，使其能夠達到檢錯兩位并能糾錯一位的校驗能力。答：略 設生成多項式為X3+X+1（即1011B），請計算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼。 答：101010101321 試分析3.3節(jié)介紹的三種奇偶校驗、海明校驗和CRC校驗三種校驗碼的檢錯糾錯能力，它們的碼距各為多少？答：奇偶校驗碼只能檢錯，可檢單個、奇數(shù)個錯，碼距；海明校驗可以糾一位錯。CRC校驗可以糾一位錯。322 在Motorola系列的微處理器中，數(shù)據(jù)存放在內存的規(guī)則是高位字節(jié)存放在低地址單元的，對照圖3.10寫出各數(shù)據(jù)

22、在這種情況下的存儲方式。略 習題4323 設X=0.1101，Y= -0.0110，求：（1）X補（2）-X補（3）2X補 （4）-2X補 （5）X/2補 （6）-X/2補 （7）Y補 （8）-Y補（9）2Y補（10）-2Y補（11）Y/2補 （12）-Y/2補 （13）-Y/4補1. （1） X補=0.1101 （2） -X補= 1.0011 （3） 2X補= 1.1010 溢出 （4） -2X補= 0.0110 溢出 （5）X/2補= 0.0110 （6）-X/2補= 1.1001 （7）Y補= 1.1010（8） -Y補= 0.0110（9） 2Y補=1.0100（10）-2Y補=0.1

23、100（11）Y/2補=1.1101 （12）-Y/2補= 0.0010 (13) -Y/4補= 0.0001324 已知X和Y，用變形補碼計算X+Y和X-Y，并指出運算結果是否溢出：（1） X=0.11011，Y=0.11111（2） X=-0.1101，Y=0.0110答：. （1）X+Y補：溢出 XY補= 1.11100（） X+Y補=1.1001 XY補：溢出325 試使用兩個4位二進制加法器和若干邏輯門電路，設計一位余3碼編碼的十進制加法器。（提示：余3碼加法的校正規(guī)則為：當余3碼編碼的兩個數(shù)直接相加后，若結果有進位，則和數(shù)加3校正；否則和數(shù)減3校正）圖在下不好畫：略：4.4使用原碼

24、一位乘法計算X*Y： （1） X=0.11101，Y=0.01111（2） X=-0.10011，Y=0.11010答： （）X*Y原0.0110110011（）X*Y原 1.01111011104.5 使用補碼Booth乘法計算X*Y： （3） X=0.01111，Y=-0.11101（4） X=-0.10011，Y=-0.11010答：（）X*Y補1.1001001101（）X*Y補 0.01111011104.6 分別使用原碼恢復余數(shù)除法和原碼加減交替除法計算X/Y： （5） X=0.0111，Y=0.1101（6） X=0.1011，Y=-0.1110答：（）原碼恢復余數(shù)除法:Qs原=

25、 0.1000 ; R原=0.00001000 原碼加減交替除法:Qs原= 0.1000; R原=0.00001000（）原碼恢復余數(shù)除法: Qs原= 1.1100 ; R原=0.00001000 原碼加減交替除法:Qs原= 1.1100 ; R原=0.000010004.7使用補碼不恢復余數(shù)除法計算X/Y： （7） X=0.0111，Y=0.1101（8） X=0.1011，Y=-0.1110答：（）Qs補= 0.1001; R補=0.00001110（）Qs補= 1.0011 ; R補=0.000011004.8設浮點數(shù)的格式為：階碼5位，尾數(shù)6位，均用補碼表示，請計算X+Y和X-Y。（階

26、碼和尾數(shù)均用補碼計算）。（9） X= -1.625，Y=5.25（10） X=15/64，Y= -29/256答：（）X=0.11010×20001, Y=0.10101×20011XY補0,0010 0.11101; X+Y=0.11101×20010XY補0,0011 1.00101; X-Y=0.11011×20011（） X=0.1111×2 - 0010, Y=0.11101×2 - 0011 XY補 1,1101 0.11111; X+Y=0.11111×2 - 0011XY補1,1111 0.10110; X-

27、Y=0.10110×2 - 00014.9設浮點數(shù)的格式為：階碼5位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用補碼表示，請計算X*Y和X/Y（階碼用移碼計算，尾數(shù)用任何一種機器數(shù)的串行乘除算法計算）。（11） X=5.25，Y= -1.625（12） X= -29/256，Y=15/64答：（） X×Y浮=1,0100 1.01111; X*Y=0.10001×20100X/Y浮= 1,0010 1.00111; X/Y=0.11001×20010（） X×Y浮=0,1011 1.00101; X*Y=0.11011×2-0101X/Y浮= 0,11

28、11 1.00001; X/Y=0.11111×2-0001326 假設浮點數(shù)加減運算時，尾數(shù)采用變形補碼（模4補碼）進行運算，運算結果形式為：MS1 MS2.M1 Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：（1） 若尾數(shù)運算結果形式滿足 條件時，結果需要左規(guī)；（2） 若尾數(shù)運算結果形式滿足 條件時，結果需要右規(guī)（1次）；（3） 若尾數(shù)運算結果形式滿足 條件時，結果不需要規(guī)格化； AMS1MS2.M1=00.0BMS1MS2.M1=00.1CMS1MS2.M1=01.0DMS1MS2.M1=01.1EMS1MS2.M1=10.0FMS1MS2.M1=10.1GMS1MS2.M1=11.0HMS

29、1MS2.M1=11.1答：（）A, H（）D,E,F（）B327 浮點數(shù)運算的溢出判斷，取決于 。A尾數(shù)是否上溢B尾數(shù)是否下溢C階碼是否上溢D階碼是否下溢答：C328 設X補=X0.X1Xn，X必須滿足 條件時，X左移一位求2X時，才不會發(fā)生溢出。AX0.X1=0.0BX0.X1=1.1CX0.X1=0.1DX0.X1=1.0答：A, B329 設機器字長8位，若機器數(shù)DAH為補碼，則算術左移一位后為 ，算術右移一位后為 。AB4HBB5HCF4HD6DHEEDH答：A, E330 在計算機內，減法一般用 來實現(xiàn)。A二進制減法器B十進制減法器C二進制加法器D十進制加法器答：C331 設某運算

30、器由一個加法器、兩個暫存器A和B（D型邊沿寄存器）、一個狀態(tài)寄存器、一個二選一多路選擇器構成，如圖4.29所示。加法器具有F=A、F=B和F=A+B這3種功能；A、B均可接收加法器的輸出，A還可以接收外部輸入數(shù)據(jù)D。問：（1） 描述外部數(shù)據(jù)D傳送到暫存器B的過程，寫出發(fā)送的信號序列。（2） 如何實現(xiàn)操作A+BA和A+BB？寫出發(fā)送的信號序列。（3） 可以實現(xiàn)操作D+AA和D+BB嗎？如果可以，請寫出發(fā)送的信號序列。（4） 若A、B均為鎖存器（電平觸發(fā)的寄存器），那么實現(xiàn)操作A+BA和A+BB時有問題嗎？為什么？4.29 習題4.15圖示答：（）傳送過程： ， 。控制信號：0（選），CPA, A

31、 ,F=A,S=1(選)（）A ,B ,F=A+B,S=(選)，CPA A ,B ,F=A+B,CPB（）S=0(選D),CPA, A ,B ,F=A+B,S=(選)，CPA S=0(選D),CPA, A ,B ,F=A+B,CPB（）結果不對。加法器會多次運算。332 如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運算結果及其標志位，并分析各標志的意義。MOVAL，7FHADDAL，80H 答：（AL）=FFH；ZF=0：因為運算結果非零；CF=0：因為加法運算的最高位沒產生進位，OF=0：因為C1Cf=0，表明有符號數(shù)運算發(fā)生沒溢出，SF=1：因為運算結果的最高位為1,PF=1：結果中“1”

32、的個數(shù)為偶數(shù)個，所以PF=1。333 如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運算結果及其標志位，并分析各標志的意義。MOVAL，7FHSUBAL，1答：（AL）=7EH；ZF=0：因為運算結果非零；CF=0：因為加法運算的最高位沒產生借位，OF=0：因為C1Cf=0，表明有符號數(shù)運算發(fā)生沒溢出，SF=0：因為運算結果的最高位為0,PF=0：結果中“1”的個數(shù)為奇數(shù)個，所以PF=0。第五章5.1 說明主存儲器的組成，并比較SRAM和DRAM有什么不同之處？為什么DRAM的地址一般要分兩次接收？略。5.2 有一個64K×16位的存儲器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片內

33、是128×128結構）構成，存儲器讀/寫周期為500ns，問：（1）需要多少片DRAM芯片？（2）采用異步刷新方式，如單元刷新間隔不超過2ms，則刷新信號周期是多少？（3）如果用集中刷新方式，存儲器刷新一遍最少用多少時間？答：（）64;（）15.625微秒（）64微秒5.3 某機字長16 位，CPU地址總線18位，數(shù)據(jù)總線16位，存儲器按字編址，CPU 的控制信號線有：MREQ#（存儲器訪問請求，低電平有效），R/W#（讀寫控制，低電平為寫信號，高電平為讀信號）。試問：（1）該機可以配備的最大主存容量為 。（2）該機主存采用64K×1bit的DRAM芯片（內部為4個128&

34、#215;128陣列）構成最大主存空間，則共需 個芯片；若采用異步刷新方式，單元刷新間隔為2ms，則刷新信號的周期為 。（3）若為該機配備2K×16位的Cache，每塊8字節(jié)，采用2路組相聯(lián)映象，試寫出對主存地址各個字段的劃分（標出各個字段的位數(shù)）；若主存地址為462EH，則該地址可映象到Cache的哪一組？（4）已知該機已有8K×16位的ROM存儲器，地址處于主存的最高端；現(xiàn)在再用若干個16K×8位的SRAM芯片形成128K×16位的RAM存儲區(qū)域，起始地址為00000H，假設SRAM芯片有CS#（片選，低電平有效）和WE#（寫使能，低電平有效）信號控

35、制端；試寫出RAM、ROM的地址范圍，并畫出SRAM、ROM與CPU的連接圖，請標明SRAM芯片個數(shù)、譯碼器的輸入輸出線、地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接。答：（）256KW（）64, 15.625微秒（） 高位字塊標記(位)組地址(位) 塊內地址(位) （）略5.4 設有一個4體交叉存儲器，在使用時經常遇到連續(xù)訪問同一個存儲體的情況，會產生怎樣的結果？答：存儲器帶寬降低。5.5 某計算機的存儲系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲的磁盤組成。CPU總是從Cache中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問的字在Cache中，則存取它只需要20ns，將所訪問的字從主存裝入Cache需要60ns，而將它從磁盤裝入主存則需

36、要1200ms。假定Cache的命中率為90%，主存的命中率為60%，計算該系統(tǒng)訪問一個字的平均存取時間。答：48.0098ms5.6 CPU執(zhí)行一段時間時，cache完成存取的次數(shù)為3900次，主存完成的存取次數(shù)為100次，已知cache的存儲周期為40ns，主存的存儲周期為240ns。求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間？答：e=3900/4000=97.5% Ta=45ns5.7 某處理器包含一片內Cache，容量為8K字節(jié)，且采用4路組相聯(lián)結構，塊的大小為4個32位字。當Cache未命中時，以分組方式從主存讀取4個字到Cache，假定主存容量為16M字節(jié)。請說明：（1）Cache

37、共分多少組？（2）寫出主存的字節(jié)地址的格式，并說明地址格式中的不同字段的作用和位數(shù)；答：(1) 128組; (2) 高位字塊標記(13位)組地址(7位) 塊內地址(4位) 5.8 計算機主存容量為256K字，Cache為8K字。主存與Cache之間按組相聯(lián)映射，Cache的每組有4個行，每行有64個字。假設開始時Cache為空，CPU按順序從主存地址為0，1，2， ，8447單元執(zhí)行“取“操作（不命中時，采用將主存中含有該字的塊送入Cache后，再從Cache中把需要的字讀出送CPU的方法），然后又重復執(zhí)行20次。設Cache存取時間為主存的1/10。替換使用LRU算法，請計算上述操作總的存取

38、時間與不用Cache相比，速度提高多少倍？答：約4.965倍5.9 簡述虛擬存儲器的含義和作用。略。習題六61 指令包括哪幾部分？各表示什么含意？略。62 在一地址指令、二地址指令中，如何指定二個操作數(shù)地址？如何存放操作結果？略。63 簡述指令操作碼的擴展技術的基本方法。略。64 某機器字長16位，采用單字長指令，每個地址碼6位。試采用操作碼擴展技術，設計14條二地址指令，80條一地址指令，60條零地址指令。請給出指令編碼示意圖。1（7分）l 14條雙地址指令： 操作碼（4位）地址碼A1(6位)地址碼A2(6位) 操作碼: 000000001101l 80條單地址指令： 操作碼（10位）地址碼

39、A（6位） 操作碼:1110××××××（64條中可選擇前63條） 1111××××××（64條中可選擇前17條）l 60條零地址指令： 操作碼（16位） 操作碼: 1111111111××××××（64條中選擇60個編碼即可）其他編碼方案，只要符合操作碼擴展技術都可以65 什么是指令字長？什么是機器字長？它們之間有何關系？略：66 確定尋址方式的目的是什么？略67 請說明間接尋址和直接尋址的不同。略。68 簡述變址

40、尋址和基址尋址的主要區(qū)別。略。69 單項選擇題 （1）寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)在（ ）中。 A. 程序計算器 B. 堆棧 C. 寄存器 D. 主存答：D（2）堆棧常用于（ ）。 A. 數(shù)據(jù)移位 B. 程序轉移 C. 保護程序現(xiàn)場 D. 輸入、輸出答：C （3）單地址指令中，為了完成兩個數(shù)的算術運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(shù)常需采用（ ）。A堆棧尋址 B. 立即尋址 C. 隱含尋址 D. 間接尋址答：C （4）用于對某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為（ ）A直接尋址 B. 間接尋址 C. 寄存器直接尋址 D. 寄存器間接尋址（5）指令中采用不同的尋址方式，其主要目的是（ ）。 A.

41、 可以實現(xiàn)操作碼的擴展 B. 實現(xiàn)存儲程序和程序控制 C. 縮短指令長度、擴大尋址空間、提高編程的靈活性。 D. 降低指令譯碼的難度。答：C （6）指令尋址和數(shù)據(jù)尋址的不同在于（ ）。 A. 前者是訪問存儲器，后者是訪問寄存器。 B. 前者是確定程序轉移地址，后者取操作數(shù)。 C. 前者是確定程序順序執(zhí)行，后者是取操作數(shù)地址。 D. 前者是短指令，后者是長指令。答：C（7）變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址為（ ）。 A. 程序計數(shù)器的內容加上形式地址。 B. 基址寄存器的內容加上形式地址。 C. 變址寄存器的內容加上形式地址。 D. 變址寄存器的內容加上基址寄存器的內容答：（8）CISC指令系統(tǒng)

42、與RISC指令系統(tǒng)相比具有（ ）等特點。 A. 前者指令條數(shù)少，后者指令條數(shù)多。 B. 前者執(zhí)行速度慢，后者執(zhí)行速度快。 C. 前者有利于編譯生成優(yōu)化代碼，后者不便于編譯。 D. 前者指令功能簡單，后者指令功能復雜。 答：，610 某機16位字長指令格式如下： OP M D 5位 3位 8位 其中：D是形式地址，采用補碼表示（包括一位符號位）；M是尋址方式 M=0 立即尋址； M=1 直接尋址（這時D為地址，是無符號數(shù)）； M=2 間接尋址； M=3 變址尋址（變址寄存器RI，16位）； M=4 基址尋址（基址寄存器Rb，16位）； M=5相對尋址。（1） 該指令格式最多可以定義多少種不同的操

43、作？立即尋址操作數(shù)范圍是多少？（2） 寫出各種尋址方式的有效地址的計算表達式。（3） 各種尋址方式時能訪問的最大主存空間范圍是多少？答：（）32, 0255（）直接尋址:EAD 間接尋址:EA=(D) 變址尋址:EA=(RI) 基址尋址:EA=（Rb）+D 相對尋址:EA=(PC)+D（）直接尋址:0255 間接尋址:0255(設存儲器長度為位,且只能取一個字節(jié)) 變址尋址：016K-1 基址尋址:016K-1 相對尋址:當前指令地址的128+127611 一個較完整的指令系統(tǒng)應該包括哪些類型的指令？ 略612 假設相對尋址的轉移指令占兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是操作碼和尋址方式，第二個字節(jié)是相對偏

44、移量，用補碼表示。若當前轉移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H，且CPU每取出一個字節(jié)指令便會自動執(zhí)行（PC）+1PC操作。請問當轉移地址分別為 0006H和0025H時，相對轉移指令第二字節(jié)的內容是什么？答：EBH, 0AH.613 某機器內共有16個32位的通用寄存器，設計一種有60種操作，8種尋址方式的指令系統(tǒng)。假設指令字長等于機器字長，機器字長為32位，請回答：(1)若主存可直接尋址或間接尋址，采用“寄存器存儲器”型指令，能尋址最大存儲空間是多少？畫出指令格式并說明各字段的含意。(2)若采用通用寄存器作基址寄存器，則“寄存器存儲器”型指令的指令格式是怎樣? 能尋址最大存儲空間是多少？答

45、：（）19; 操作碼(6位) 尋址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(19位)（）操作碼(6位) 尋址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(19位) 32614 什么叫堆棧？它的操作特點是什么？堆棧主要用在哪里？略。615 簡述RISC的主要優(yōu)缺點。 略616 設某機寄存器字長16位，用16進制表示，已知：變址寄存器內容為0004H，PC的內容為0003H，內存中部分單元內容如下： 地址：內容 地址：內容 0002H：000AH 0007H：000AH 0003H：0002H 0008H：0002H 0004H：0007H 0009H：0003H 0005H：0004H 000AH：0009

46、H 0006H：0005H 000BH：0008H指令為雙字長指令，格式如下：操作碼，尋址方式碼，寄存器號(16位)直接地址/間接地址/立即數(shù)/相對位移量/形式地址(16位)若當前指令分別為下列尋址方式時，試求出操作數(shù)填入下表。尋址方式操作數(shù)直接間接立即變址答：000AH, 0009H, 0007H, 0008H習題81 簡述外設的編址方式，并比較它們的優(yōu)缺點。略2 當控制器執(zhí)行訪存指令和I/O指令時，發(fā)出的讀寫控制信號有何不同？答：訪存指令發(fā)出存儲器請求信號或存儲器讀寫信號，訪I/O指令發(fā)出I/O請求信號?；騃/O讀寫信號。3 為何要在CPU和外設之間設置一個接口？簡述接口的功能和組成。略4

47、 主機和外設交換信息的方式有哪幾種？簡述各自的工作原理和特點。略5 CPU與外設接口交換信息的方式有以下幾種，其中 A 下，CPU被外設獨占，而 B 下支持CPU與外設并行工作，并且可以用于突發(fā)事件的處理； C 用于高速、大批量的數(shù)據(jù)傳送，并由硬件實現(xiàn)。A. 程序查詢方式B. 程序中斷方式C. DMA方式D. 并行傳送E. 串行傳送答：(1) A , (2) B , (3) C6 程序中斷方式與DMA方式有何異同?略7 何謂中斷？簡述中斷的全部過程。略8 簡要說明中斷請求線的幾種傳送方式，并對比它們的優(yōu)缺點。略9 什么是中斷屏蔽字？簡述中斷屏蔽技術的作用。略10 什么是中斷嵌套？它解決了什么問題？如何才能實現(xiàn)中斷嵌套？略11 中斷源可以分為哪幾類？各自有何特點？略12 有哪幾種中斷優(yōu)先級排隊方法？比較它們的優(yōu)缺點。略13 解釋下列名詞：（1）中斷向量 （2）中斷隱指令 （3）DMA （4）通道（