計算機組成作業(yè)老師給的答案

1、1.3說明高級語言、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(guān)。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。框圖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

2、地址的來源不同：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16KX 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？ 1KX4位，2KX 8位，4KX4位，16KX 1位，4KX 8位,8KX8 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1KX 4位芯片時

3、需要16X 8片， 選用2KX 8位芯片時需要8X 4片，選用4KX 4位芯片時需要4X 8片，選用16KX 1位芯片時需 要32片，選用4KX 8位芯片時需要4X4片，選用8KX 8位芯片時需要2X4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RAM靠入信息。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)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在2ms內(nèi)，將所存信息讀出再重新寫入，這一

4、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(nèi)，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8KX 8位的動態(tài) RAMI芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成256X 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18億 若使用4KX 4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲器， 試問：（1）該機所允許的最大主存空間是多少？（ 2）若每個模塊板為

5、32KX 8位，共需幾個 模塊板？（ 3）每個模塊板內(nèi)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256KX 8位。（2）共需8個模塊板。（3）每 個模塊板內(nèi)有16片RAM芯片。（4）共有128片RAM （ 5） AA1作為4KX4位 RAM芯片本身的 地址線；A12A14作為模塊板內(nèi)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；A5A17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寫出1100的海明碼。答：因為信息位為4位，根據(jù)海明不等式

6、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110G0GG,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(yīng)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(shè)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-Bo答：略，具體見課件309、312頁。6.20 用補碼一位乘計算(1) x=0.110111，y=-

7、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- 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“ 、 -011 -010 /(1) x=2 X 0.101100，y=2 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(jié)果是否溢出，如何判斷原碼和補碼定點除法運算結(jié)果是否溢出？答：定點加減運算的溢出可通過雙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

8、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(jié)構(gòu)框圖并簡要說明每個部件的作用。答：見教材338頁。8.4設(shè)CPU內(nèi)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(nèi)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(nèi)容包括：(1) MAF送地址碼至地址總線，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(nèi)

9、容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送至MDR( 4)MDF中的數(shù)據(jù)送至AG9.1設(shè)CPU內(nèi)有這些部件：PC IR、AC MAR MDF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) POMAR當前指令地址送 MAR 1iR啟動讀操作，M(MARMDR當前指令從存儲器讀至MDR MD冷IR當前指令送IR , OP(IR)CU指令的操作碼送至 CU譯碼，(PC+1)PC 形成下一指令地址。(2)減法指令SUBX執(zhí)行階段所需全部微操作：Ad(IR) MAR指令的地 址碼送 MAR 1R啟動讀操作，M(M

10、ARMDR操作數(shù)從存儲器中讀至 MDR (AC)- MDAC 兩數(shù)相減結(jié)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) MAR指令的地 址碼送MAR 1R啟動讀操作，M(MARMDR操作數(shù)從存儲器中讀至 MDR MDAC操作數(shù) 送AC存數(shù)指令STAX執(zhí)行階段所需全部微操作：Ad(IR) MAR指令的地址碼送 MAR 1W 啟動寫操作，AC MDR寫入的數(shù)據(jù)送MDR MDM(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ADDR1,X完成將R1寄存器的內(nèi)容和主存X單元的內(nèi)容相加結(jié)果存于 R1的操作。答：取指周期：To PC MAR,1 R; T1 M

11、(MARMDR (PC+1)PC T2 MD IR，OP(IR) ID。 執(zhí)行周期：To Ad(IR) MAR 1 R; T1 M(MARMDR T2 (R1)+(MD R)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，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

12、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(jié)構(gòu)類似于機器指令的結(jié)構(gòu)。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