計(jì)算機(jī)組成原理課后答案(白中英主編 第五版)

1、計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案第一章 . 1第二章 . 3第三章 . 14第四章 . 19第五章 . 21第六章 . 27第七章 31第八章第九章 36計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 第一章1. 模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)值由連續(xù)量來(lái)表示,運(yùn)算過(guò)程也是連續(xù)的。數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要特 點(diǎn)是按位運(yùn)算,并且不連續(xù)地跳動(dòng)計(jì)算。模擬計(jì)算機(jī)用電壓表示數(shù)據(jù),采用電壓組合和 測(cè)量值的計(jì)算方式,盤(pán)上連線(xiàn)的控制方式,而數(shù)字計(jì)算機(jī)用數(shù)字 0和 1表示數(shù)據(jù),采用 數(shù)字計(jì)數(shù)的計(jì)算方式,程序控制的控制方式。數(shù)字計(jì)算機(jī)與模擬計(jì)算機(jī)相比,精度高, 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大,邏輯判斷能力強(qiáng)。2. 數(shù)字計(jì)算機(jī)可分

2、為專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī),是根據(jù)計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格、運(yùn)行 的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性來(lái)劃分的。3.4.指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制碼表示 , :運(yùn) 算器、邏輯器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。5.6. 而解算 某一問(wèn)題的一串指令序列,稱(chēng)為程序。7. 取指周期中從內(nèi)存讀出的信息流是指令流,據(jù)流。8.CPU ,它 9.10. 這種程序稱(chēng)為手編程序 人們使用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序,人們又創(chuàng)造了算法語(yǔ)言, 用算法語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為源程序,管理系統(tǒng)。11. 第一級(jí)是微程序設(shè)計(jì)級(jí),這是一個(gè)實(shí)在的硬件級(jí),它由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令; 第二級(jí)是一般機(jī)器級(jí),也稱(chēng)為機(jī)器語(yǔ)言級(jí),它由程序解釋機(jī)器指令系統(tǒng);第三級(jí)是操作 系統(tǒng)級(jí),它由操

3、作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);第四級(jí)是匯編語(yǔ)言級(jí),它給程序人員提供一種符號(hào)形式語(yǔ) 言,以減少程序編寫(xiě)的復(fù)雜性;第五級(jí)是高級(jí)語(yǔ)言級(jí),它是面向用戶(hù)的,為方便用戶(hù)編 寫(xiě)應(yīng)用程序而設(shè)置的。 用一系列的級(jí)來(lái)組成計(jì)算機(jī)的接口對(duì)于掌握計(jì)算機(jī)是如何組成的 提供了一種好的結(jié)構(gòu)和體制, 而且用這種分級(jí)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)對(duì)保證產(chǎn)生一個(gè)良好 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是很有幫助的。計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案12. 因?yàn)槿魏尾僮骺梢杂绍浖?lái)實(shí)現(xiàn), 也可以由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn); 任何指令的執(zhí)行可以由硬 件完成,也可以由軟件來(lái)完成。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的媒介是軟件與硬件的邏輯等價(jià)性。 13. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用和應(yīng)用計(jì)算機(jī)在概念上是不等價(jià)的。計(jì)算機(jī)應(yīng)用是計(jì)算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)

4、科相結(jié)合的交叉學(xué)科, 是計(jì)算機(jī)學(xué)科的組成部分, 分 為數(shù)值計(jì)算和非數(shù)值應(yīng)用兩大領(lǐng)域。應(yīng)用計(jì)算機(jī)是借助計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)特定的信息系統(tǒng)功能的手段。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 中, 應(yīng)用計(jì)算機(jī)是多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的最終目標(biāo), 是高級(jí)語(yǔ)言級(jí)之上的服務(wù)層次。計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案第二章1. (1 35=2(1000113510100011=原 3511011100=補(bǔ) 3511011101=反(2127原 =01111111 127反 =01111111 127補(bǔ) =01111111(3 127=2(111111112711111111=原 12710000001=補(bǔ) 127反(4 1=( 1

5、11111111 11111110=反2. x補(bǔ) = a0. a1a 2 a 6 解法一、(1 若 a 0 = 0, 則 x > 0, 也滿(mǎn)足 x > -0.5此時(shí) a 1 a 6可任意(2 若 a 0 = 1, 則 x <= 0, 要滿(mǎn)足 x > -0.5, 需 a 1 = 1即 a 0 = 1, a1 = 1, a2 a 6有一個(gè)不為 0解法二、-0.5 = -0.1(2 = -0.100000 = 1, 100000(1 若 x >= 0, 則 a0 = 0, a1 a 6任意即可計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案x補(bǔ) = x = a0. a1a 2 a 6(

6、2 若 x < 0, 則 x > -0.5只需 -x < 0.5, -x > 0x補(bǔ) = -x, 0.5補(bǔ) = 01000000 即 -x補(bǔ) < 01000000010000001*6210<+a a a a 00111111*6210<a a a a110000006210>a a a a即 a 0a 1 = 11, a2 a 6不全為 0或至少有一個(gè)為 1(但不是“其余取 03.字長(zhǎng) 32位浮點(diǎn)數(shù),階碼 8位,用移碼表示,尾數(shù) 23 (1 最大的數(shù)的二進(jìn)制表示E = 11111111Ms = 0, M = 11 1(全 11 11111111

7、 01111111111111111111111 (2 最小的二進(jìn)制數(shù)E = 11111111Ms = 1, M = 00 0(全 0(3 規(guī)格化范圍正最大 E = 11 1 1, Ms = 0 8個(gè)221(12 ×Ms = 0 個(gè) 21個(gè)即:71222×, Ms = 1 個(gè) 21個(gè)(最接近 0的負(fù)數(shù)即:71222(222×+負(fù)最小 E = 11 1, M = 00 0, Ms =1 8個(gè) 22個(gè)即:712(1 2×規(guī)格化所表示的范圍用集合表示為: 71222× , 72212(12 2× 712(1 2×, 71222(2

8、2 2×+計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案4.在 IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中,一個(gè)規(guī)格化的 32位浮點(diǎn)數(shù) x 的真值表示為:X = (1 s×(1.M ×1272E (1 27/64=0.011011=1.1011×22E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 0 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000 最后表示為:0 01111101 10110000000000000000000(2 -27/64=-0.011011=1.1011×22E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 1 最后表

9、示為:1 01111101 101100000000000000000005. (1用變形補(bǔ)碼進(jìn)行計(jì)算:x補(bǔ) =00 11011 y補(bǔ) =00 00011 6(2 x補(bǔ) =00 10111 -y補(bǔ) =11 00101 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 (3 x補(bǔ) =00 11011 -y補(bǔ) =00 10011 7. (1 用原碼陣列乘法器:x原 =0 11011 y原 =1 11111因符號(hào)位單獨(dú)考慮, |x|=11011 |y|=111111 1 0 1 1×1 1 1 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 1x×y

10、原用補(bǔ)碼陣列乘法器:x補(bǔ) 補(bǔ)1 1 0 1 1× 1 1 1 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 1計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 1 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1x×y補(bǔ) =1 0010111011(2 用原碼陣列乘法器:x原 =1 11111 y原 =1 11011因符號(hào)位單獨(dú)考慮, |x|=11111 |y|=110111 1 1 1 1×1 1 0 1 11 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 11 1 1 1 1x×y原用補(bǔ)碼陣列乘法器:x補(bǔ)11 1

11、 1 1 1× 1 1 0 1 11 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 1計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 1 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1x×y補(bǔ) =0 11010001018. (1 x原 =x補(bǔ) =0 11000 -y補(bǔ) =1 00001被除數(shù) X 0 11000+-|y|補(bǔ) 1 00001-余數(shù)為負(fù) 1 11001 q0=0左移 1 10010+|y|補(bǔ) 0 11111-余數(shù)為正 0 10001 q 1=1左移 1 00010+-|y|補(bǔ) 1 00001余數(shù)為正 0 00011 q2=1左移 0 00110+-

12、|y|補(bǔ) 1 00001余數(shù)為負(fù) 1左移+|y|補(bǔ)01101 q4=00 11010補(bǔ) 0 11111余數(shù)為負(fù) 1 11001 q5=0+|y|補(bǔ) 0 11111-余數(shù) 0 11000故 x÷y原 =1.11000 即 x÷y= 0.11000余數(shù)為 0 11000(2 x 補(bǔ) =0 01011 -y補(bǔ) =1 00111被除數(shù) X 0 01011+-|y|補(bǔ) 1 00111-余數(shù)為負(fù) 1 10010 q0=0計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案左移 1 00100+|y|補(bǔ) 0 11001- 余數(shù)為負(fù) 1 11101 q1=0 左移 1 11010+|y|補(bǔ) 0 11001-

13、余數(shù)為正 0 10011 q2=1 左移 1 00110+-|y|補(bǔ) 1 00111- 余數(shù)為正 0 01101 q3=1 左移 0 11010+-|y|補(bǔ) 1 00111- 余數(shù)為正 0 00001 q4=1 左移 0 00010+-|y|補(bǔ) 1 00111 9 -4-4 x-y=2-2*0.110001(2 x = 2-101*(-0.010110, y = 2-100*0.010110x浮 = 11011,-0.010110y浮 = 11100,0.010110計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案Ex-Ey = 11011+00100 = 11111 規(guī)格化處理 : 0.101100 階碼

14、11010 -6規(guī)格化處理 : 1.011111 階碼 11100 x-y=-0.100001*2-410. (1 Ex = 0011,Mx = 0.110100 Ey = 0100, My = 0.100100計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 114=i C C 1 = G1+P1C 0 其中:G 1 = A1B 1 P1 = A1 B 1(A 1+B 1也對(duì) C 2 = G2+P2C 1 G2 = A2B 2 P2 = A2 B 2 C 3 = G3+P3C 2 G3 = A3B 3 P3 = A3 B 3 C 4 = G4+P4C 3 G4 = A4B 4 P4 = A4 B 4 (2并

15、行進(jìn)位方式 C1 = G1+P1C 0C2 = G2+P2G 1+P2P 1C 0C3 = G3+P3G 2+P3P 2G 1+P3P 2P 1C 0C4 = G4+P4G 3+P4P 3G 2+P4P 3P 2G 1+P4P 3P 2P 1C 0計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案12. (1組成最低四位的 74181進(jìn)位輸出為:C4 = Cn+4 = G+PCn = G+PC0, C 0為向第 0位進(jìn)位其中, G = y3+y2x 3+y1x 2x 3+y0x 1x 2x 3, P = x0x 1x 2x 3,所以 C5 = y4+x4C 4C6 = y5+x5C 5 = y5+x5y 4+x

16、5x 4C 4 (2設(shè)標(biāo)準(zhǔn)門(mén)延遲時(shí)間為 T , “與或非”門(mén)延遲時(shí)間為 1.5T ,則進(jìn)位信號(hào) C 0,由最低位傳 送至 C 6需經(jīng)一個(gè)反相器、兩級(jí)“與或非”門(mén),故產(chǎn)生 C 0的最長(zhǎng)延遲時(shí)間為 T+2*1.5T = 4T(3最長(zhǎng)求和時(shí)間應(yīng)從施加操作數(shù)到 ALU 算起:第一片 74181有 3級(jí)“與或非”門(mén)(產(chǎn)生控制參數(shù) x 0, y0, Cn+4,第二、三片 74181共 2級(jí)反相器和 2級(jí)“與或非”門(mén)(進(jìn) 位鏈 ,第四片 74181求和邏輯(1級(jí)與或非門(mén)和 1 , 故總的加法時(shí)間為:t0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T13.設(shè)余三碼編碼的兩個(gè)運(yùn)算數(shù)為 X i

17、 和 Y i S i ,進(jìn)位為 C i+1 ,校正后所得的余三碼和數(shù)為 S i ,進(jìn)位為 C i+1 Xi = Xi3X i2X i1X i0 Yi = Yi3Y i2Y i1Y i0 Si = Si3S i2S i1S i0 根據(jù)以上分析,可畫(huà)出余三碼編碼的十進(jìn)制加法器單元電路如圖所示。 14計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 010: A+B011: A B100: A加 B101: A減 B 減 1110: A加 A111: A其中, 000011為四種邏輯運(yùn)算, 100111為四種算術(shù)運(yùn)算。根據(jù)功能表可以很容易地設(shè) 計(jì)出簡(jiǎn)化的函數(shù)發(fā)生器。計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案第三章1. (1字

18、節(jié) M 4832*220= (2片 84*28*51232*1024=K K(31位地址作芯片選擇 2. (1 262/242=4(塊(2 (242/222×(64位 /8位 =32(片(3主存共需 DRAM 芯片為:4×32=128 (片 每個(gè)內(nèi)存條有 32片 DRAM 芯片,容量為 16M×64位,需 24完成內(nèi) 存條內(nèi)存儲(chǔ)單元尋址。一共有 4塊內(nèi)存條,采用 2根高位地址線(xiàn) 2:4譯 碼器譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)對(duì)各模塊板進(jìn)行選擇。3. (1根據(jù)題意,存儲(chǔ)總?cè)萘繛?64KB ,故地址總線(xiàn)需 16位 DRAM 芯片, 共需 16片。 芯片本身地址線(xiàn)占 14位, /寫(xiě)周期

19、為 0.5us ,128行進(jìn)行異步方 4. (1片 328*12832*1024=K K(2D 0D7 13A0 8ms 中進(jìn)行 512次刷5. 位(A19A0 ,所用芯片存 A17A0 。由此可用位并 8片 RAM 芯片,并使用一6. (1系統(tǒng) 16位數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)寄存器 16位(2系統(tǒng)地址 128K =217,所以地址寄存器 17位(3 共需要 8片(4 組成框圖如下7.(1 ns 7 %2. 86=平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間 T a 為 ns nsnse T T c a 4. 46862. 040=10. h*tc +(1-h*tm = ta %75. 932004020050=m c m a t t

20、 t t h計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案11. 設(shè)取指周期為 T ,總線(xiàn)傳送周期為,指令執(zhí)行時(shí)間為 t 0(1t = (T+5+6t 0*80 = 80T+400+480 t0(2 t = (T+7+8t 0*60 = 60T+420+480 t0故不相等。12.D計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 第四章1. 不合理。指令最好半字長(zhǎng)或單字長(zhǎng),設(shè) 16位比較合適。2.70條指令,所以操作碼至少為 7位。雙操作數(shù)指令格式可以為: 單操作數(shù)指令格式可以為: 無(wú)操作數(shù)指令格式可以為: 3.(1RR型指令(2寄存器尋址(3單字長(zhǎng)二地址指令(4操作碼字段 OP 可以指定 26=64種操作4.(164種

21、操作。(2RS個(gè) ,另一個(gè)操作數(shù)在主存中。(316個(gè)內(nèi)容加上位移 量。5.(1雙操作數(shù)指令(223=8種尋址方式(324=16種操作6.(1直接尋址方式(2(3(4(57. 406位,所以剩下的長(zhǎng)度為 26位。主存的容量為 64M 字,則 設(shè)尋址模式(X 2位,格式如下:31 26 25 24 23 0 X= 0 0 直接尋址 有效地址 E=DX= 0 1 立即尋址 D 字段為立即數(shù)X= 1 0 變址尋址 有效地址 E= (RX+D (可尋址 64M 個(gè)存儲(chǔ)單元X= 1 1 相對(duì)尋址 有效地址 E=(PC +D (可尋址 64M 個(gè)存儲(chǔ)單元其中 RX 為變址寄存器(32位 , PC 為程序計(jì)數(shù)

22、器(32位 。在相對(duì)尋址時(shí),位移量 D計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案可正可負(fù)。 2位。以單地址指令為例: 4比特選擇 16個(gè)通用寄存器。 X = 01寄存器間接尋址方式。 D 字段實(shí)際使用 4比特選擇 16個(gè)通用寄存器。 E= (RX。 X = 10 立即尋址方式。 D 字段給出 24位立即數(shù)。X = 11 直接尋址方式。 D 字段給出 24位內(nèi)存地址。 E = D。(2 尋址模式字段變成 3位,可以支持更多的尋址方式。可增加相對(duì)尋址方式,其有效地 址 E = PC+D;還可使用內(nèi)存間接尋址,此時(shí)有效地址 E = (D 。9. 16個(gè)通用寄存器占 4位, 64種操作占 6位,剩下 22位用于

23、存儲(chǔ)器地址, 采用 R 為基址寄存器尋址,地址=(R +D 當(dāng)基址最大, D 也是最大的時(shí)候,尋址能力最大 而寄存器是 32位的,故最大存儲(chǔ)空間是 232+222 = 4GB+4MB 。 10. 表 4.9的指令數(shù)為 29,則指令的操作碼至少為 5計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 第五章1. (1 IR 、 (2AR、 (3DR、通用寄存器2. STO R1, (R2 4.計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 圖中畫(huà)出了題目要求 2, T 3三個(gè)節(jié)拍脈沖的邏輯表計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案1 2 3 4 5 6C 4C 1C 2C 3T 1T 2T 36. 字節(jié) 964832*13*80(=+

24、 7. M = G 8. 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案10. (1將 C , D 兩個(gè)暫存器直接接到 ALU 的 A , B 兩個(gè)輸入端上。與此同時(shí),除 C , D 外, 其余 7個(gè)寄存器都雙向接到單總線(xiàn)上。 為 4位。下地址字段為 9位,因?yàn)榭卮嫒萘繛?512單元。微命令字段則是(48-4-9 =35位。(2對(duì)應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框圖如圖所示。其中微地址寄存器對(duì)應(yīng)下地 址字, P 字段即為判別測(cè)試字段,控制字段即為微命令字段,后兩部分組成微指令寄 存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令寄存器的 OP 碼、各種狀態(tài)條件以及判別測(cè)試字段 所給的判別標(biāo)志(某一位為 1 ,其輸出修改微地址

25、寄存器的適當(dāng)位數(shù),從而實(shí)現(xiàn)微 程序的分支轉(zhuǎn)移。就是說(shuō),此處微指令的后繼地址采用斷定方式。 水 線(xiàn) 時(shí) 鐘 周 期 性 WBEXID IF 時(shí)間T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2流 水 線(xiàn) 時(shí)間圖I 3I 3I 3I3I 4I 4I 4I 4I 5I 5I 5I 5如上兩圖所示,執(zhí)行相同的指令,在 8個(gè)單位時(shí)間內(nèi),流水計(jì)算機(jī)完成 5條指令,而非流水計(jì)算機(jī)只完成 2條,顯然,流水計(jì)算機(jī)比非流水計(jì)算機(jī)有更高的吞吐量。 15. 證:設(shè) n 條指令, K 級(jí)流水,每次流水時(shí)間則用流水實(shí)現(xiàn) Tp = K+(n1 Tpn Hp =非流水實(shí)現(xiàn) Ts = KnTs

26、n Hs = 11 -(nK =+=+=n K Kn Kn Tp Ts Ts n Tp nHs Hp tttn->時(shí), >Hs Hpn=1時(shí), 1=HsHp, 則可見(jiàn) n>1時(shí) Ts>Tp 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案第六章1. 單總線(xiàn)結(jié)構(gòu):它是一組總線(xiàn)連接整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各大功能部件,各大部件之間的所有 的信息傳送都通過(guò)這組總線(xiàn)。其結(jié)構(gòu)如圖所示。單總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是允許 I/O設(shè)備之間或 I/O設(shè)備與內(nèi)存之間直接交換信息, 只需 CPU 分配總線(xiàn)使用權(quán), 不需要 CPU 干預(yù)信息的交換。 所以總線(xiàn)資源是由各大功能部件分時(shí)共享的。 單總線(xiàn)的缺點(diǎn)是由于全部系統(tǒng)部件都連接在

27、一組總線(xiàn)上, 所以總線(xiàn)的負(fù)載很重, 可能使其吞量達(dá)到飽和甚至不能勝任的程度。 故多為 小型機(jī)和微型機(jī)采用。 多總線(xiàn)結(jié)構(gòu): 多總線(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是通過(guò)橋, CPU 大部件的信息傳送不是只通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn); 體現(xiàn)了高速, 2. (1I/O接口,并對(duì)存儲(chǔ)器、 I/O設(shè)備和 CPU 如何掛在總線(xiàn)上 CPU 插 件、存儲(chǔ)器插件以及 I/O插件等,將它們連入總線(xiàn)即可工作,而不必考慮總線(xiàn)的詳細(xì)操 作。(2簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰,連線(xiàn)少,底板連線(xiàn)可以印刷化。(3系統(tǒng)擴(kuò)充性好。一是規(guī)模擴(kuò)充,二是功能擴(kuò)充。規(guī)模擴(kuò)充僅僅需要多插一些同類(lèi)型的插件; 功能擴(kuò)充僅僅需要按總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一些新插件。 插件插入機(jī)器的位置往往沒(méi)

28、有嚴(yán) 格的限制。這就使系統(tǒng)擴(kuò)充既簡(jiǎn)單又快速可靠,而且也便于查錯(cuò)。(4系統(tǒng)更新性能好。因?yàn)?CPU 、存儲(chǔ)器、 I/O接口等都是按總線(xiàn)規(guī)約掛到總線(xiàn)上的,因而只要總線(xiàn)設(shè)計(jì)恰當(dāng),可以隨時(shí)隨著處理器芯片以及其他有關(guān)芯片的進(jìn)展設(shè)計(jì)新的插件, 新的插件插到底板上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新, 而這種更新只需更新需要更新的插件, 其他插件計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案和底板連線(xiàn)一般不需更改。3. “ A ”的 ASCII 碼為 41H = 01000001B, 1的個(gè)數(shù)為偶數(shù),故校驗(yàn)位為 0; “ 8”的 ASCII 碼為 38H = 00111000B, 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù),故校驗(yàn)位為 1。 停 止 位 起始位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)

29、位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位停止位起始位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位校 驗(yàn) 位 停 止位 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 7.計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 仲裁 總線(xiàn) AB AB AB8.C9.B 、 A 10.A 11.D 12.A13. 存儲(chǔ)總線(xiàn)周期用于對(duì)內(nèi)存讀寫(xiě), I/O 14.D 、 C 、 A 、 B 15.B 、 A 、 E 、 D 、 C 16.A 、 B 、 C 、 D17. PCI總線(xiàn)上有 HOST 橋、 PCI/PCI橋。橋在 PCI 總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)中從而使系統(tǒng)中任意一個(gè)總線(xiàn)主設(shè) 可使所有的存取都按 CPU

30、 PCI 總線(xiàn)結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)充18. 把它們唯一的仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線(xiàn)上, 每個(gè)仲裁器將仲 如果仲裁總線(xiàn)上的號(hào)大, 則它的總線(xiàn)請(qǐng)求不予計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 19.能自動(dòng)識(shí)別外設(shè)。 總線(xiàn)具有與處理器和存儲(chǔ)器子系統(tǒng)完全并行操作的能力, 具有隱含的 中央仲裁系統(tǒng),采用多路復(fù)用方式(地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)減少了引腳數(shù),支持 64位尋址, 具有完全的多總線(xiàn)主控能力。InfiniBand 標(biāo)準(zhǔn):針對(duì)處理器和智能 I/O設(shè)備之間數(shù)據(jù)流而提出的一種新體系結(jié)構(gòu),用于 在服務(wù)器中取代 PCI 總線(xiàn), 采用 InfiniBand 結(jié)構(gòu)將允許服務(wù)器提供更高的帶寬和可擴(kuò)展 能力,并增強(qiáng)了存儲(chǔ)設(shè)備擴(kuò)充的靈活性

31、。 InfiniBand 允許服務(wù)器,遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器,其他網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備接入到一個(gè)由開(kāi)關(guān)和鏈路組成的中央開(kāi)關(guān)網(wǎng)帶,可連接多達(dá) 64000個(gè)服務(wù)器, 存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案第七章1. D2. C 、 D 、 C 、 A 3.MB 18*8256*1024*1024=4.格式化容量 =扇區(qū)容量 *每道扇區(qū)數(shù) *磁道總數(shù) =512*9*100*2=921600B5.設(shè)讀寫(xiě)一塊信息所需總時(shí)間為 t B ,平均找道時(shí)間為 t s ,平均等待時(shí)間為 t l 的傳輸時(shí)間為 t m ,則 tB = t s +tl +tm假設(shè)磁盤(pán)以每秒 r 轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn),每條磁道容量為 N 個(gè)字 /秒。 又

32、假設(shè)每塊的字?jǐn)?shù)為 n /(rN n 秒的時(shí) 間中傳輸完畢。t是磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間, t = (1/2r秒。由此可得: 67: 16 15 14 6 5 4 3 0 此地址格式表示有 4臺(tái)磁盤(pán), 每臺(tái)有 4個(gè)記錄面, 每個(gè)記錄面最多可容納 512個(gè)磁道, 每道有 16個(gè)扇區(qū)。 8.ms 5. 721000*240060*2160=+=+=平均等待時(shí)間平均查找時(shí)間 存取時(shí)間計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案s KB Dr /480602400*96= 9. (1m s m vC D /64000/2/128000字節(jié) 秒 字節(jié) =(2傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊所需時(shí)間為 秒 秒 字節(jié) 字節(jié) 1251/12800

33、01024=t一個(gè)數(shù)據(jù)塊占用長(zhǎng)度為 m s s m t v l 016. 01251*/2*= 每塊間隙 L = 0.014m,數(shù)據(jù)塊總數(shù)為塊 198674600=+Ll故磁帶存儲(chǔ)器有效存儲(chǔ)容量為19867塊 *1K字節(jié) = 19867K字節(jié) 10. (1磁盤(pán)內(nèi)徑為:9英寸 -5英寸 = 4英寸 1112CD-ROM 存儲(chǔ)器, 主存, 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案(3CPU和高速緩存以及 CPU 和主存之間有直接的數(shù)據(jù)通路,而 CPU 與外存之間不存 在直接的數(shù)據(jù)通路, CPU 訪(fǎng)問(wèn)硬盤(pán)和光盤(pán)時(shí)都需要先將信息調(diào)入主存。13. 刷新存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)一圖像信息以不斷提供刷新圖像的信號(hào)。 其存儲(chǔ)

34、容量由圖像分辨 率和灰度級(jí)決定。1024*1024*24bit = 3MB14. (11024*768*3 = 2.25MB(21024*768*3B*72/s = 162MB/s計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 第八章1.A 、 B 、 C2.B3.A4.C5. 組織外圍設(shè)備和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;控制外圍設(shè)備;選擇;數(shù)組多路;字節(jié)多路6. B7.9. 要將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去。只需保存中斷處理程序用到的那 2個(gè)寄存器內(nèi)容。 10. 設(shè)計(jì)思想:二維中斷判優(yōu)結(jié)構(gòu)如主教材圖 8.9(b 所示。其中,主優(yōu)先級(jí)獨(dú)立請(qǐng)求方式 的判優(yōu)電路在主教材圖 8.10的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn):將 PSW 中的 57三

35、位經(jīng)譯碼器輸出 IR4 IR7共四個(gè)請(qǐng)求信號(hào),參與排隊(duì)器排隊(duì)。11.(1IM2IM 1IM 0 = 011(2 IM2IM 1IM 0 = 001計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 (3 若要設(shè)備 B 總能立即得到服務(wù)，可將設(shè)備 B 從第二級(jí)取出來(lái)，單獨(dú)放在第三級(jí)上， 使第三級(jí)的優(yōu)先級(jí)最高，即令 IM3 = 0。 12.D 13.中斷、蔽中斷、中斷、異常、異常、執(zhí)行軟件中斷指令 14.B、A、C、D、E 15.B、A、 16.(1通道方式： 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送， 大大提高了 CPU 的工作效率。 (2DMA 方式：數(shù)據(jù)傳送速度很高，傳送速率僅受到內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間的限制

36、。需要更多硬 件， ，適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合。 (3中斷方式：一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了 CPU 的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，但硬件結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜一些。 17. 光盤(pán) 軟盤(pán) 打印機(jī) DMA 控制器 20us 90us 180us 18.主端口是 1394 樹(shù)形配置結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)。一個(gè)主端口最多可連接 63 臺(tái)設(shè)備每個(gè)設(shè)備稱(chēng)為 一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們構(gòu)成親子關(guān)系。其中右側(cè)按菊花鏈?zhǔn)脚渲?，左?cè)按親子關(guān)系連接。 CPU 系統(tǒng)總線(xiàn) 主端口 圖像，立體 聲接口 硬盤(pán) CD-ROM 數(shù)字相機(jī) 掃描儀 打印機(jī) 35 計(jì)算機(jī)組成原理 第五版 習(xí)題答案 第九章 1. 略 2. 【解】 設(shè)三個(gè)子過(guò)程為取指令（IF） 、指令譯碼（ID） 、指令執(zhí)行（EX） ，則指令順序執(zhí)行 和流水執(zhí)行方式時(shí)空?qǐng)D如圖 9.1（a）和（b）所示。 S I1 EX ID IF 0 I2 I2 I2 I1 I1 I1 1T 2T 3T I2 t 4T 5T 6T （a）順序執(zhí)行時(shí)空?qǐng)D I1 EX ID IF 0 I2 I3 I4 I5 I3 I4 I5 I4 I1 I1 I1 1T I2 I3 I4 3T 4T I2 I3 2T I2 t