計算機組成原理課后答案白中英主編第五版立體化教材

1、計算機組成原理第五版習題答案計算機組成原理第五版習題答案第一章 . 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 . 34第九章 . 361計算機組成原理第五版習題答案第一章1 模擬計算機的特點是數(shù)值由連續(xù)量來表示，運算過程也是連續(xù)的。數(shù)字計算機的主要特點是按位運算，并且不連續(xù)地跳動計算。模擬計算機用電壓表示數(shù)據(jù)，采用電壓組合和測量值的計算方式，盤上連線的控制方式，而數(shù)字計算機用數(shù)字 0 和 1 表示數(shù)據(jù)，采用數(shù)字計數(shù)的計算方式，程序控制的控制方式。數(shù)字計算機與模擬計算機相比，精度高，數(shù)據(jù)存儲量大，邏輯判斷能力強。2 數(shù)字計算機可分為專

2、用計算機和通用計算機，是根據(jù)計算機的效率、速度、價格、運行的經(jīng)濟性和適應(yīng)性來劃分的。3 科學計算、自動控制、測量和測試、信息處理、教育和衛(wèi)生、家用電器、人工智能。4 主要設(shè)計思想是：采用存儲程序的方式，編制好的程序和數(shù)據(jù)存放在同一存儲器中，計算機可以在無人干預(yù)的情況下自動完成逐條取出指令和執(zhí)行指令的任務(wù)；在機器內(nèi)部，指令和數(shù)據(jù)均以二進制碼表示,指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放。主要組成部分有：:運算器、邏輯器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。5 存儲器所有存儲單元的總數(shù)稱為存儲器的存儲容量。每個存儲單元都有編號，稱為單元地址。如果某字代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字。如果某字為一條指令，稱為指令字。6 計

3、算機硬件可直接執(zhí)行的每一個基本的算術(shù)運算或邏輯運算操作稱為一條指令，而解算某一問題的一串指令序列，稱為程序。7 取指周期中從內(nèi)存讀出的信息流是指令流，而在執(zhí)行器周期中從內(nèi)存讀出的信息流是數(shù)據(jù)流。8 半導體存儲器稱為內(nèi)存，存儲容量更大的磁盤存儲器和光盤存儲器稱為外存，內(nèi)存和外存共同用來保存二進制數(shù)據(jù)。運算器和控制器合在一起稱為中央處理器，簡稱 CPU，它用來控制計算機及進行算術(shù)邏輯運算。適配器是外圍設(shè)備與主機聯(lián)系的橋梁，它的作用相當于一個轉(zhuǎn)換器，使主機和外圍設(shè)備并行協(xié)調(diào)地工作。9 計算機的系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序用來簡化程序設(shè)計，簡化使用方法，提高計算機的使用效率，發(fā)揮和擴大計算

4、機的功能用用途；應(yīng)用程序是用戶利用計算機來解決某些問題而編制的程序。10在早期的計算機中，人們是直接用機器語言來編寫程序的，這種程序稱為手編程序或目的程序；后來，為了編寫程序方便和提高使用效率，人們使用匯編語言來編寫程序，稱為匯編程序；為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流，使不熟悉具體計算機的人也能很方便地使用計算機，人們又創(chuàng)造了算法語言，用算法語言編寫的程序稱為源程序，源程序通過編譯系統(tǒng)產(chǎn)生編譯程序，也可通過解釋系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行；隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展，人們又創(chuàng)造出操作系統(tǒng)；隨著計算機在信息處理、情報檢索及各種管理系統(tǒng)中應(yīng)用的發(fā)展，要求大量處理某些數(shù)據(jù)，建立和檢索大量的表格，于是產(chǎn)生了數(shù)

5、據(jù)庫管理系統(tǒng)。11第一級是微程序設(shè)計級，這是一個實在的硬件級，它由機器硬件直接執(zhí)行微指令；第二級是一般機器級，也稱為機器語言級，它由程序解釋機器指令系統(tǒng)；第三級是操作系統(tǒng)級，它由操作系統(tǒng)實現(xiàn)；第四級是匯編語言級，它給程序人員提供一種符號形式語言，以減少程序編寫的復(fù)雜性；第五級是高級語言級，它是面向用戶的，為方便用戶編寫應(yīng)用程序而設(shè)置的。用一系列的級來組成計算機的接口對于掌握計算機是如何組成的提供了一種好的結(jié)構(gòu)和體制，而且用這種分級的觀點來設(shè)計計算機對保證產(chǎn)生一個良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是很有幫助的。1計算機組成原理第五版習題答案12因為任何操作可以由軟件來實現(xiàn)，也可以由硬件來實現(xiàn)；任何指令的執(zhí)行可以由

6、硬件完成，也可以由軟件來完成。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的媒介是軟件與硬件的邏輯等價性。13計算機應(yīng)用和應(yīng)用計算機在概念上是不等價的。計算機應(yīng)用是計算機學科與其他學科相結(jié)合的交叉學科，是計算機學科的組成部分，分為數(shù)值計算和非數(shù)值應(yīng)用兩大領(lǐng)域。應(yīng)用計算機是借助計算機為實現(xiàn)特定的信息系統(tǒng)功能的手段。在計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用計算機是多級計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的最終目標，是高級語言級之上的服務(wù)層次。2計算機組成原理第五版習題答案第二章1（1） 35 =100011）35原 1010001135補 1101110035反 11011101（2）127原01111111127反01111111127補01111111

7、（3） 127 =1111111）127原 11111111127補 10000001127反 10000000（4） 1 =00000001）1原 100000011補 111111111反 111111102x補 = a0. a1a2a6解法一、（1） 若 a0 = 0, 則 x > 0, 也滿足 x > -0.5此時 a1a6 可任意（2） 若 a0 = 1, 則 x <= 0, 要滿足 x > -0.5, 需 a1 = 1即 a0 = 1, a1 = 1, a2a6 有一個不為 0解法二、-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 10000

8、0（1） 若 x >= 0, 則 a0 = 0, a1a6 任意即可3（ 2=（ 2=（ 2=計算機組成原理第五版習題答案x補 = x = a0. a1a2a6（2） 若 x < 0, 則 x > -0.5只需-x < 0.5, -x > 0x補 = -x, 0.5補 = 01000000即-x補 < 01000000a0 * a1 * a 2 a6 + 1 < 01000000a0 * a1 * a 2 a6 < 00111111a0 a1a 2 a6 > 11000000即 a0a1 = 11, a2a6 不全為 0 或至少有一個為 1

9、（但不是“其余取 0”）3字長 32 位浮點數(shù)，階碼 8 位，用移碼表示，尾數(shù) 23 位，用補碼表示，基為 2EsE1E8MsM21M0（1） 最大的數(shù)的二進制表示E = 11111111Ms = 0, M = 111（全 1）（2） 最小的二進制數(shù)E = 11111111Ms = 1, M = 000（全 0）（3） 規(guī)格化范圍正最大E = 111， M = 111， Ms = 08 個22 個即： 22122正最小E = 000， M = 1000， Ms = 08 個7121 個負最大E = 000， M = 0111， Ms = 18 個21 個負最小7 1E = 111， M = 0

10、00， Ms =18 個22 個22)即： 2271× (1)規(guī)格化所表示的范圍用集合表示為：71, 22122 7 7 224× (1 2 )即： 22 × 2（最接近 0 的負數(shù)）即： 22 × (2 + 2 22 × 2× (1 2 ) U 22 1 × (1) , 22 × (21 + 2 ) 計算機組成原理第五版習題答案4在 IEEE754 標準中，一個規(guī)格化的 32 位浮點數(shù) x 的真值表示為：X=(1)s ×（1.M）× 2 E 127（1）27/64=0.011011=1.101

11、1× 22E= -2+127 = 125= 0111 1101S= 0M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示為：（2）-27/64=-0.011011=1.1011× 22E= -2+127 = 125= 0111 1101S= 1M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示為：5（1）用變形補碼進行計算：x補=00 11011 y補=00 00011x補 =y補 =x+y補=00 11011+ 00 0001100 11110結(jié)果沒有溢出，x+y=11110(2) x補=00 11011 y補=11 01011x補

12、 =y補 =x+y補=00 11011+ 11 0101100 00110結(jié)果沒有溢出，x+y=00110（3）x補=11 01010 y補=11 111111x補 =y補 =x+y補=00 01010+ 00 1111111 01001結(jié)果沒有溢出，x+y=101116x-y補=x補+-y補（1）x補=00 11011-y補=00 11111x補 =00 11011-y補 = + 00 11111x-y補= 01 11010結(jié)果有正溢出，xy=11010（2）x補=00 10111-y補=11 00101x補 =00 10111-y補 = + 11 00101x-y補= 11 11100結(jié)果

13、沒有溢出，xy=001005計算機組成原理第五版習題答案（3）x補=00 11011-y補=00 10011x補 =00 11011-y補 = + 00 10011x-y補= 01 01110結(jié)果有正溢出，xy=100107（1） 用原碼陣列乘法器：x原=0 11011 y原=1 11111因符號位單獨考慮，|x|=11011 |y|=1111111011×)1111111011110111101111011110111101000101x×y原=1 1101000101用補碼陣列乘法器：x補=0 11011 y補=1 00001乘積符號位為：1|x|=11011 |y|=

14、1111111011×)11111110111101111011110116計算機組成原理第五版習題答案110111101000101x×y補=1 0010111011(2) 用原碼陣列乘法器：x原=1 11111 y原=1 11011因符號位單獨考慮，|x|=11111 |y|=1101111111×)1101111111111110000011111111111101000101x×y原=0 1101000101用補碼陣列乘法器：x補=1 00001 y補=1 00101乘積符號位為：1|x|=11111 |y|=1101111111×)1

15、1011111111111100000111117計算機組成原理第五版習題答案111111101000101x×y補=0 11010001018(1) x原=x補=0 11000-y補=1 00001被除數(shù) X 0 11000+-|y|補1 00001-余數(shù)為負 1 11001 q0=0左移 1 10010+|y|補0 11111-余數(shù)為正 0 10001 q1=1左移 1 00010+-|y|補1 00001-余數(shù)為正 0 00011 q2=1左移 0 00110+-|y|補1 00001-余數(shù)為負 1 00111 q3=0左移 0 01110+|y|補0 11111-余數(shù)為負 1

16、 01101 q4=0左移 0 11010+|y|補0 11111-余數(shù)為負 1 11001 q5=0+|y|補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=0 01011-y補=1 00111被除數(shù) X 0 01011+-|y|補1 00111-余數(shù)為負 1 10010 q0=08計算機組成原理第五版習題答案左移 1 00100+|y|補0 11001-余數(shù)為負 1 11101 q1=0左移 1 11010+|y|補0 11001-余數(shù)為正 0 10011 q2=1左移 1 00110+-|

17、y|補1 00111-余數(shù)為正 0 01101 q3=1左移 0 11010+-|y|補1 00111-余數(shù)為正 0 00001 q4=1左移 0 00010+-|y|補1 00111-余數(shù)為負 1 01001 q5=0+|y|補0 11001-余數(shù) 0 00010x÷y= 0.01110余數(shù)為 0 000109(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110)x = 11101,0.100101y = 11110,-0.011110Ex-Ey = 11101+00010=11111x = 11110,0.010010(1)x+y 0 0. 0

18、 1 0 0 1 0 (1)+ 1 1. 1 0 0 0 1 01 1. 1 1 0 1 0 0 (1)規(guī)格化處理:1.010010階碼11100-4 -4x-y0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 0 0. 0 1 1 1 1 00 0 1 1 0 0 0 0 (1)規(guī)格化處理:0.110000階碼11110x-y=2-2*0.110001(2) x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110x= 11011,-0.010110y= 11100,0.0101109x+y= 1.010010*2 = 2 *-0.101110計算機組成原理第五版習題答案

19、Ex-Ey = 11011+00100 = 11111x= 11100,1.110101(0)x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1+ 0 0. 0 1 0 1 1 00 0. 0 0 1 0 1 1規(guī)格化處理:0.101100x+y= 0.101100*2階碼-611010x-y1 1.1 1 0 1 0 1+ 1 1.1 0 1 0 1 01 1.0 1 1 1 1 1規(guī)格化處理:1.011111階碼11100x-y=-0.100001*2-410(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100Ez = Ex+Ey = 0111Mx

20、*My 0. 1 1 0 1* 0.1 0 0 10110100000000000110100000001110101規(guī)格化：26*0.111011(2)Ex = 1110, Mx = 0.011010Ey = 0011, My = 0.111100Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011Mx補 = 00.011010My補 = 00.111100, -My補 = 11.00010010計算機組成原理第五版習題答案00011010+-My1100010011011110101111000+My0011110011111000111100000.0+My001111000010

21、1100010110000.01+-My1100010000011100001110000.011+-My1100010011111100111110000.0110+My0011110000110100011010000.01101+-My1 1 0 00 1 0 00 0 1 0 1 10 00.01101商 = 0.110110*2-6,114 位加法器如上圖，Ci = Ai Bi + Ai Ci 1 + Bi Ci 1= Ai Bi + ( Ai + Bi )Ci 1= Ai Bi + ( Ai Bi )Ci 1(1)串行進位方式余數(shù)=0.101100*2-6C1 = G1+P1C0C

22、 = G+PCC = G+PCC = G+PC其中：G1 = A1B1G = ABG = ABG = ABP1 = A1B（A1B 也對）P = ABP = ABP = AB(2)并行進位方式C1 = G1+P1C0C2 = G2+P2G1+P2P1C0C3 = G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4 = G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C011計算機組成原理第五版習題答案12(1)組成最低四位的 74181 進位輸出為：C4 = Cn+4 = G+PCn = G+PC0， C0 為向第 0 位進位其中，G = y3+y2x3+y1x2x3+y0x1

23、x2x3，P = x0x1x2x3，所以C5 = y4+x4C4C6 = y5+x5C5 = y5+x5y4+x5x4C4(2)設(shè)標準門延遲時間為 T， 與或非”門延遲時間為 1.5T，則進位信號 C0，由最低位傳送至 C6 需經(jīng)一個反相器、兩級“與或非”門，故產(chǎn)生 C0 的最長延遲時間為T+2*1.5T = 4T(3)最長求和時間應(yīng)從施加操作數(shù)到 ALU 算起：第一片 74181 有 3 級“與或非”門（產(chǎn)生控制參數(shù) x0, y0, Cn+4），第二、三片 74181 共 2 級反相器和 2 級“與或非”門（進位鏈），第四片 74181 求和邏輯（1 級與或非門和 1 級半加器，設(shè)其延遲時間

24、為 3T），故總的加法時間為：t0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T13設(shè)余三碼編碼的兩個運算數(shù)為 Xi 和 Yi，第一次用二進制加法求和運算的和數(shù)為 Si，進位為 Ci+1，校正后所得的余三碼和數(shù)為 Si，進位為 Ci+1，則有：Xi = Xi3Xi2Xi1Xi0Yi = Yi3Yi2Yi1Yi0Si = Si3Si2Si1Si0si3si2si1si0Ci+1FAFAFAFA十進校正+3VFAsi3'FAsi2'FAsi1'FAsi0'二進加法Xi3 Yi3Xi2 Yi2Xi1 Yi1Xi0 Yi0當 Ci+1 = 1 時，S

25、i = Si+0011并產(chǎn)生 Ci+1當 Ci+1 = 0 時，Si = Si+1101根據(jù)以上分析，可畫出余三碼編碼的十進制加法器單元電路如圖所示。14Si=AiBiCi+ AiBiCi+ AiBiCi+ AiBiCi圖如下：12“計算機組成原理第五版習題答案SiAiBiCi15設(shè)計思想：電路由三部分構(gòu)成：ALU 完成定點加減法運算和邏輯運算，專用的陣列乘法器完成乘法運算，專用的陣列除法器完成除法操作。邏輯圖可參考主教材圖 2.7 和圖 2.9。16設(shè)計思想：因為有八種運算，所以控制信號采用三位，S0,S1,S2。加法和減法操作利用4 位補碼加減法器完成；加 1 操作可以單獨設(shè)計電路實現(xiàn)，也

26、可以將被加數(shù)強制為1 利用加減法器實現(xiàn)；傳送操作可以利用加減法器實現(xiàn)，第二加數(shù)強制為 0；邏輯乘和取反操作可設(shè)計單獨的邏輯運算電路，用與門和反相器實現(xiàn)；取補電路單獨設(shè)計，參見主教材圖 2.6；乘法操作可單獨設(shè)計高速乘法器，電路參見主教材圖 2.7。17. 設(shè)計思想：將 74181 的 S3S0 及 M 等五個控制信號縮減為 S2S0 三根信號，主教材表 2.5（功能表中的算術(shù)運算和邏輯運算相應(yīng)進行簡化，去除冗余操作和可替代操作：000: 邏輯 0001: AB010: A+B011: AB100: A 加 B101: A 減 B 減 1110: A 加 A111: A其中，000011 為四種

27、邏輯運算，100111 為四種算術(shù)運算。根據(jù)功能表可以很容易地設(shè)計出簡化的函數(shù)發(fā)生器。131&計算機組成原理第五版習題答案第三章1. (1) 220*328= 4M字節(jié)(2)1024K * 32512K * 8= 2 * 4 = 8片(3)1 位地址作芯片選擇26 2424 22(3)主存共需 DRAM 芯片為：4×32=128 (片)每個內(nèi)存條有 32 片 DRAM 芯片，容量為 16M×64 位，需 24 根地址線(A23A0)完成內(nèi)存條內(nèi)存儲單元尋址。一共有 4 塊內(nèi)存條，采用 2 根高位地址線(A25A24)，通過 2：4 譯碼器譯碼產(chǎn)生片選信號對各模塊板進

28、行選擇。3. (1)根據(jù)題意，存儲總?cè)萘繛?64KB，故地址總線需 16 位?，F(xiàn)使用 16K*8 位 DRAM 芯片，共需 16 片。芯片本身地址線占 14 位，所以采用位并聯(lián)與地址串聯(lián)相結(jié)合的方法來組成整個存儲器，其組成邏輯圖如圖所示，其中使用一片 2：4 譯碼器。(2)根據(jù)已知條件，CPU 在 1us 內(nèi)至少訪存一次，而整個存儲器的平均讀/寫周期為 0.5us，如果采用集中刷新，有 64us 的死時間，肯定不行如果采用分散刷新，則每 1us 只能訪存一次，也不行所以采用異步式刷新方式。假定 16K*1 位的 DRAM 芯片用 128*128 矩陣存儲元構(gòu)成，刷新時只對 128 行進行異步方

29、式刷新，則刷新間隔為 2ms/128 = 15.6us，可取刷新信號周期 15us。刷新一遍所用時間15us×1281.92msCS3CS2CS1CS0A13A0D0D72：4 譯碼器A14A154. (1)1024K * 32128K * 8= 32片(2)142. (1) 2 / 2 =4（塊）(2) ( 2 / 2 )×(64 位/8 位)=32（片）計算機組成原理第五版習題答案A0A16CPUD0D31Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8A17A193:8譯碼器(3)如果選擇一個行地址進行刷新，刷新地址為 A0-A8，因此這一行上的 2048 個存儲元同時進行刷新，即在

30、 8ms 內(nèi)進行 512 個周期。刷新方式可采用：在 8ms 中進行 512 次刷新操作的集中刷新方式，或按 8ms/512 = 15.5us 刷新一次的異步刷新方式。5. 所設(shè)計的存儲器單元數(shù)為 1M，字長為 32，故地址長度為 20 位（A19A0），所用芯片存儲單元數(shù)為 256K，字長為 16 位，故占用的地址長度為 18 位（A17A0）。由此可用位并聯(lián)方式與地址串聯(lián)方式相結(jié)合的方法組成組成整個存儲器，共 8 片 RAM 芯片，并使用一片 2：4 譯碼器。其存儲器結(jié)構(gòu)如圖所示。A19A18Y0Y1Y2Y3CS 0 CS 3D31D16(高16位)CS 0CS 1CS 2CS 3CPU2

31、56k*16256k*16W / RW / RA17A16CS 0CS 1CS 2CS 3D15D0(低16位)W / R6.（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 128K217，所以地址寄存器 17 位（3） 共需要 8 片（4） 組成框圖如下15計算機組成原理第五版習題答案CPU32K*832K*832K*832K*8地址寄存器32K*832K*832K*832K*8數(shù)據(jù)CS3CS2CS1CS0寄存器A162:4譯碼器A157.(1)組內(nèi)地址用 A12A0(2)小組譯碼器使用 3：8 譯碼器(3)RAM1RAM5 各用兩片 8K*8 的芯片位并聯(lián)連接CS0CS3

32、0000H4000H6000H8000HA000HC000HE000HROMRAM1RAM2RAM3RAM4RAM516計算機組成原理第五版習題答案A0A12ROMRAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8D0D15CPURAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*83:8譯碼器A13A158.順序存儲器和交叉存儲器連續(xù)讀出 m = 8 個字的信息總量都是：q = 64 位*8 = 512 位順序存儲器和交叉存儲器連續(xù)讀出 8 個字所需的時間分別是：t1 = mT = 8*100ns = 8*10-7st 2 = T + (m 1)t = 1

33、00ns + 7 * 50ns = 450ns = 4.5 *10 7 ns順序存儲器和交叉存儲器的帶寬分別是：W1 = q / t1 = 512 ÷ (8 *10 7 ) = 64 ×10 7 位 / sW2 = q / t 2 = 512 ÷ (4.5 *10 7 ) = 113.8 ×10 7 位 / s9.cache 的命中率H =N cN c + N m=24202420 + 80= 0.968r =TmTc=24040= 6cache/主存系統(tǒng)效率 e 為e =1r + (1 r )H*100% =16 + (1 6) * 0.968*100

34、% = 86.2%平均訪問時間 Ta 為Ta =Tce=40ns0.862ns= 46.4ns10. h*tc+(1-h)*tm = tah =t a t mt c t m=50 20040 200= 93.75%17計算機組成原理第五版習題答案11.設(shè)取指周期為 T，總線傳送周期為，指令執(zhí)行時間為 t0(1)t = (T+5+6t0)*80 = 80T+400+480 t0(2) t = (T+7+8t0)*60 = 60T+420+480 t0故不相等。12.D18計算機組成原理第五版習題答案第四章1.不合理。指令最好半字長或單字長，設(shè) 16 位比較合適。2.70 條指令，所以操作碼至少為

35、 7 位。雙操作數(shù)指令格式可以為：7單操作數(shù)指令格式可以為：7無操作數(shù)指令格式可以為：71225123.(1)RR 型指令(2)寄存器尋址(3)單字長二地址指令(4)操作碼字段 OP 可以指定 26=64 種操作4.(1)雙字長二地址指令，用于訪問存儲器。操作碼字段可指定 64 種操作。(2)RS 型指令，一個操作數(shù)在通用寄存器（共 16 個），另一個操作數(shù)在主存中。(3)有效地址可通過變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共 16 個）內(nèi)容加上位移量。5.(1)雙操作數(shù)指令(2)23=8 種尋址方式(3)24=16 種操作6.(1)直接尋址方式(2)相對尋址方式(3)變址尋址方式(4)基址

36、尋址方式(5)間接尋址方式(6)基址間接尋址方式7.40 條指令至少需要操作碼字段 6 位，所以剩下的長度為 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 230OPXDX= 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 個存儲單元）X= 1 1 相對尋址 有效地址 E=（PC）D （可尋址 64M 個存儲單元）其中 RX 為變址寄存器（32 位），PC 為程序計數(shù)器（32 位）。在相對尋址時，位移量 D19計算機組成原理第五版習題答案可正可負。8

37、.(1)50 種操作碼占 6 位，4 種尋址方式占 2 位。以單地址指令為例：OP（6）X（2）D（24）X = 00X = 01X = 10X = 11寄存器尋址方式。D 字段實際使用 4 比特選擇 16 個通用寄存器。寄存器間接尋址方式。D 字段實際使用 4 比特選擇 16 個通用寄存器。E= (RX)。立即尋址方式。D 字段給出 24 位立即數(shù)。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?？稍黾酉鄬ぶ贩绞?，其有效地址 E = PC+D；還可使用內(nèi)存間接尋址，此時有效地址 E = （D）。9. 16 個通用寄存器占

38、4 位，64 種操作占 6 位，剩下 22 位用于存儲器地址，OP（6）R（4）D（22）采用 R 為基址寄存器尋址，地址（R）D當基址最大，D 也是最大的時候，尋址能力最大而寄存器是 32 位的，故最大存儲空間是 232222 = 4GB4MB。10. 表 4.9 的指令數(shù)為 29，則指令的操作碼至少為 5 位。設(shè)這些指令支持立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、堆棧尋址、相對尋址、內(nèi)存間接尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、基址尋址等 9 種尋址方式。并設(shè)計算機字長為 32 位：6OP4目標尋址方式8目標操作數(shù)4源尋址方式8源操作數(shù)11.C12.(1)寄存器(2)寄存器間接(3)立即(4)直接(5)

39、相對、基址、變址20計算機組成原理第五版習題答案第五章1. （1）IR、(2)AR、(3)DR、通用寄存器2. STO R1，(R2)PC->ARM->DRDR->IRR2->ARR1->DRDR->MPC0, G, ARiR/W =RDR0, G, ARiR20, G, ARiR10, G, DRiR/W =W3. LAD(R3), R0PC->ARM->DRDR->IRR3->ARM->DRDR->R0R30, G, ARiR/W =RDR0, G, R0i4.21計算機組成原理第五版習題答案T1T2T3T4T5C1C

40、2C3C4R+5V23öCLRSC5ö脈沖時鐘源5.節(jié)拍脈沖 T1，T2，T3 的寬度實際上等于時鐘脈沖的周期或是它的倍數(shù)。此處 T1 = T2 = 200ns,T3 = 400ns，所以主脈沖源的頻率應(yīng)為 f =1T= 5MHz 。為了消除節(jié)拍脈沖上的毛刺，環(huán)形脈沖發(fā)生器采用移位寄存器形式。圖中畫出了題目要求的邏輯電路圖與時序信號關(guān)系圖。根據(jù)時序信號關(guān)系，T1，T2，T3 三個節(jié)拍脈沖的邏輯表達式如下：T1 = C1 * C 2T2 = C 2T3 = T1T1 用與門實現(xiàn)，T2 和 T3 則用 C2 的 Q 端和 C1 的 Q 端加非門實現(xiàn)，其目的在于保持信號輸出時延時間的一致性并與環(huán)形脈沖發(fā)生器隔離。T3T2T1C1C2C3R+5V23öCLRSC4ö脈沖時鐘源22QQQQQQQQSETCLRSETCLRSETSETDDCLRSETCLRQDQQQDQQQQSETCLRSETCLRSETDDSETCLRQDQDCLRDCLR計算機組成原理第五版習題答案123456öC4C1C2C3T1T2T36. (80 * 3 + 1) *328= 964字節(jié)7. M = GS