計算機組成原理答案終極完整版

1、作業(yè)解答第一章作業(yè)解答1.3馮諾依曼計算機的基本思想是什么？什么叫存儲程序方式？答：馮諾依曼計算機的基本思想包含三個方面：1）計算機由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運算器、存儲器和控制器五大部件組成。2）采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。3）采用存儲程序方式。存儲程序是指在用計算機解題之前，事先編制好程序，并連同所需的數(shù)據(jù)預先存入主存儲器 中。在解題過程（運行程序）中，由控制器按照事先編好并存入存儲器中的程序自動地、連 續(xù)地從存儲器中依次取出指令并執(zhí)行，直到獲得所要求的結(jié)果為止。1.4早期計算機組織結(jié)構(gòu)有什么特點？現(xiàn)代計算機結(jié)構(gòu)為什么以存儲器為中心？答：早期計算機組織結(jié)構(gòu)的特點是：以運算器為中心的，其它部件

2、都通過運算器完成信息的 傳遞。隨著微電子技術(shù)的進步，人們將運算器和控制器兩個主要功能部件合二為一，集成到一個芯 片里構(gòu)成了微處理器。同時隨著半導體存儲器代替磁芯存儲器，存儲容量成倍地擴大，加上 需要計算機處理、加工的信息量與日俱增，以運算器為中心的結(jié)構(gòu)已不能滿足計算機發(fā)展的 需求，甚至會影響計算機的性能。為了適應發(fā)展的需要，現(xiàn)代計算機組織結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐?存儲器為中心。1.8衡量計算機性能有哪些基本的技術(shù)指標？以你所熟悉的計算機系統(tǒng)為例，說明它的型 號、主頻、字長、主存容量、所接的I/O設(shè)備的名稱及主要規(guī)格。答：衡量計算機性能的基本技術(shù)指標主要有：基本字長主存容量運算速度所配置的外部設(shè)備及其性

3、能指標系統(tǒng)軟件的配置還有可靠性、可用性、可維護性、以及安全性、兼容性等性能指標。1.9單選題（1）1946年，美國推出了世界上第一臺電子數(shù)字計算機，名為_A_。A. ENIACB. UNIVAC-IC. ILLIAC-IVD. EDVAC（2）在計算機系統(tǒng)中，硬件在功能實現(xiàn)上比軟件強的是C 。靈活性強B.實現(xiàn)容易C,速度快D.成本低（3）完整的計算機系統(tǒng)包括兩大部分，它們是_C_。運算器與控制器 B.主機與外設(shè)C.硬件與軟件D.硬件與操作系統(tǒng)（4）在下列的描述中，最能準確反映計算機主要功能的。計算機可以代替人的腦力勞動計算機可以存儲大量的信息計算機是一種信息處理機計算機可以實現(xiàn)高速運算（5）

4、存儲程序概念是由美國數(shù)學家馮諾依曼在研究 D時首先提出來的。A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC（6）現(xiàn)代計算機組織結(jié)構(gòu)是以_B_為中心，其基本結(jié)構(gòu)遵循馮諾依曼思想。A.寄存器 B.存儲器 C,運算器 D.控制器（7）馮諾依曼存儲程序的思想是指C 。只有數(shù)據(jù)存儲在存儲器只有程序存儲在存儲器數(shù)據(jù)和程序都存儲在存儲器數(shù)據(jù)和程序都不存儲在存儲器1.10填空題（1） 計算機CPU主要包括 和兩個部件。答：運算器 控制器（2）計算機的硬件包括、 和 等5大部分。答：運算器 控制器存儲器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備（3） 計算機的運算精度與機器的有關(guān)，為解決精度與硬

5、件成本的矛盾，大多 數(shù)計算機使用。答：字長變字長運算（4） 從軟、硬件交界面看，計算機層次結(jié)構(gòu)包括和兩大部分。答：實機器 虛機器（5） 計算機硬件直接能執(zhí)行的程序是程序，高級語言編寫的源程序必須經(jīng)過 翻譯，計算機才能執(zhí)行。答： 機器語言 語言處理程序 TOC o 1-5 h z （6）從計算機誕生起，科學計算一直是計算機最主要的 。答：應用領(lǐng)域（7）銀河I（YH- 1）巨型計算機是我國研制的 。答：第一臺巨型計算機1.11是非題（1） 微處理器可以用來做微型計算機的CPU。X含義不清（2） ENIAC計算機的主要工作原理是存儲程序和多道程序控制。X（3） 決定計算機運算精度的主要技術(shù)指標是計算

6、機的字長。V（4） 計算機總線用于傳輸控制信息、數(shù)據(jù)信息和地址信息的設(shè)施。V（5） 計算機系統(tǒng)軟件是計算機系統(tǒng)的核心軟件。V（6） 計算機運算速度是指每秒鐘能執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令個數(shù)。X（7） 計算機主機由CPU、存儲器和硬盤組成。X（8） 計算機硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的。V第二章作業(yè)解答2.2分別計算用二進制表示4位、5位、8位十進制數(shù)時所需要的最小二進制位的長度。答：4位十進制數(shù)的最大數(shù)為9999，213=81929999214= 16384.表示4位十進制數(shù)所需的最小二進制位的長度為14位。5位十進制數(shù)的最大數(shù)為99999，216=655369999217= 131072.表示5位

7、十進制數(shù)所需的最小二進制位的長度為17位。8位十進制數(shù)的最大數(shù)為99999999, 226=6710886499999999。2，是否有 N1N?若S1、S2均為規(guī)格化數(shù)，上述結(jié)論是否正確？答：(1)不一定(2)正確2.15設(shè)一個六位二進制小數(shù)x=0.a1a2a3a4a5a6, xN0,請回答：若要xN81，a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？若要x21，a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？若要41Nx161，a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？解：要xN81，a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1a2a3至少有一個1要乂21，a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1 = 1，

8、且a2a3a4a5a6至少有一個為1 (不為全0)要41Nx161，a】a2a3a4a5a6需要滿足：a1 = 0且 a2=1，a3a4a5a6為全0 a2=0且a3 = 1，a4a5a6任意或22=0且23 = 0，a4=1，a5a6至少有一個為12.17分別用前分隔數(shù)字串、后嵌入數(shù)字串和壓縮的十進制數(shù)串形式表示下列十進制數(shù)。(1) +74 (2) -639 (3) +2004 (4) -8510解：(1) +74前分隔數(shù)字串+742B3734“+” “7”“4”后嵌入數(shù)字串+743734“7”“4”壓縮的十進制數(shù)串+740000011101001100“0”“7”“4”“+”(2) 639

9、 前分隔數(shù)字串 6392D363339“6”“3”“9”后嵌入數(shù)字串639363379“6”“3”“9”壓縮的十進制數(shù)串6390110001110011101“6”“3”“9”(3) +2004前分隔數(shù)字串+20042B32303034“+”“2”“0”“0”“4”后嵌入數(shù)字串+200432303034“2”“0”“0”“4”壓縮的十進制數(shù)串+2004000000100000000001001100“0”“2”“0”“0”“4”“+”(4)8510前分隔數(shù)字串85102D38353130“8”“5”“1”“0”后嵌入數(shù)字串851038353170“8”“5”“1”“0”壓縮的十進制數(shù)串 851

10、0000010000101000100001101“0”“8”“5”“1”“0”2.19什么是“碼距”？數(shù)據(jù)校驗與碼距有什么關(guān)系？答：碼距是指在一組編碼中任何兩個編碼之間最小的距離。數(shù)據(jù)校驗碼的校驗位越多，碼距越大，編碼的檢錯和糾錯能力越強。2.21下面是兩個字符(ASCII碼)的檢一糾一錯的海明校驗碼(偶校驗)，請檢測它們是否 有錯？如果有錯請加以改正，并寫出相應的正確ASCII碼所代表的字符。10111010011 (2) 10001010110解：指誤字為E1=P1A6A5A3A2A0=111101 = 1E2=P2A6A4A3A1A0=010111 = 0E3=P4A5A4A3 = 1

11、101 = 1E4=P8A2A1A0=0011=0得到的指誤字為E4E3E2E1 = 0101 = (5) 10,表示接收到的海明校驗碼中第5位上的數(shù)碼出現(xiàn)了 錯誤。將第5位上的數(shù)碼A5=1取反，即可得到正確結(jié)果10110010011。正確ASCII碼所代表 的字符為1001011 =“K”。指誤字為E1=P1A6A5A3A2A0=101110=0E2=P2A6A4A3A1A0=000110 = 0E3=P4A5A4A3 = 0101=0E4=P8A2A1A0=0110 = 0得到的指誤字為E4E3E2E1 = 0000，無錯。正確ASCII碼為0101110=.”2.22試編出8位有效信息0

12、1101101的檢二糾一錯的海明校驗碼(用偶校驗)。解：8位有效信息需要用4個校驗位，所以檢一糾一錯的海明校驗碼共有12位。4個校驗位為：P1=A7A6A4A3A1 = 01010 = 0P2=A7A5A4A2A1 = 01010 = 0P4=A6A5A4A0=1101 = 1P8=A3A2A1A0=1101 = 1檢一糾一錯的海明校驗碼：000111011101 = 1DDH檢二糾一錯的海明校驗碼，增加P0P0=P1P2A7P4A6A5A4P8A3A2A1A0=1有效信息01101101的13位檢二糾一錯的海明校驗碼：1000111011101 = 11DDH2.23設(shè)準備傳送的數(shù)據(jù)塊信息是

13、1010110010001111，選擇生成多項式為G(x)= 100101，試 求出數(shù)據(jù)塊的CRC碼。解：模2除后，余數(shù)R(x) = 10011，數(shù)據(jù)塊的CRC碼：1010110010001111100112.24某CRC碼(CRC)的生成多項式G(x)=x3+x2+1，請判斷下列CRC碼是否存在錯誤。(1) 0000000 (2) 1111101 (3) 1001111 (4) 1000110解：G(x)=11010000000模2除1101，余數(shù)為：000，無錯1111101模2除1101，余數(shù)為：010，有錯1001111模2除1101，余數(shù)為：100，有錯1000110模2除1101，

14、余數(shù)為：000，無錯2.25選擇題某機字長64位，其中1位符號位，63位尾數(shù)。若用定點小數(shù)表示，則最大正 小數(shù)為。A. +(1A. +(1-2-64)B. +(1-2-63)C. 2-64D. 2-63 設(shè)x =1.x x x x x x x x，當滿足 B 時，x 1/2 成立。補 12345678A. x1 = 1, x2x8至少有一個為1B. x1=0, x2x8至少有一個為1C. x1 = 1, x2x8 任意D. x1 = 0, x2x8 任意在某8位定點機中，寄存器內(nèi)容為10000000，若它的數(shù)值等于一128,則它采用的數(shù)據(jù)表示為。A.原碼B.補碼C.反碼D.移碼在下列機器數(shù)中，

15、哪種表示方式下零的表示形式是唯一的 B 。A.原碼B.補碼C.反碼D.都不是 下列論述中，正確的是D 。已知x原求x補的方法是：在x原的末位加1已知x補求x補的方法是：在x補的的末位加1已知x原求x補的方法是：將尾數(shù)連同符號位一起取反，再在末位加1已知x補求x補的方法是：將尾數(shù)連同符號位一起取反，再在末位加1 IEEE754標準規(guī)定的32位浮點數(shù)格式中，符號位為1位，階碼為8位，尾數(shù) 為23位，則它所能表示的最大規(guī)格化正數(shù)為A 。A. +(22-23)X2+127B. +(12-23)X2+127C. +(2 223)X2+255D. 2+127 223浮點數(shù)的表示范圍取決于 A 。階碼的位數(shù)

16、B.尾數(shù)的位數(shù)C.階碼采用的編碼D.尾數(shù)采用的編碼 在24X24點陣的漢字字庫中，一個漢字的點陣占用的字節(jié)數(shù)為。A. 2 B. 9 C. 24 D. 72假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用奇校驗的編碼是B_。A. 10011010 B. 11010000 C. 11010111 D. 10111000在循環(huán)冗余校驗中，生成多項式G(x)應滿足的條件不包括D。校驗碼中的任一位發(fā)生錯誤，在與G(x)作模2除時，都應使余數(shù)不為0校驗碼中的不同位發(fā)生錯誤時，在與G(x)作模2除時，都應使余數(shù)不同用G(x)對余數(shù)作模2除，應能使余數(shù)循環(huán)不同的生成多項式所得的CRC碼的碼距相同，因而檢錯、

17、校錯能力相同2.26填空題設(shè)某機字長為8位(含一符號位)，若x補= 11001001，則x所表示的十進制 數(shù)的真值為，1/4x補=；若y移=11001001，則y所表示的十 進制數(shù)的真值為：y的原碼表示y原=一一。答： -55 11110010 +73 01001001在帶符號數(shù)的編碼方式中，零的表示是唯一的有和。答：補碼 移碼 若x1補= 10110111， x2原=1.01101，則數(shù)x1的十進制數(shù)真值是 ，x2 的十進制數(shù)真值是：答：-73-0.71875設(shè)某浮點數(shù)的階碼為8位(最左一位為符號位)，用移碼表示；尾數(shù)為24位(最 左一位為符號位)，采用規(guī)格化補碼表示，則該浮點數(shù)能表示的最大

18、正數(shù)的階 碼為，尾數(shù)為：規(guī)格化最大負數(shù)的階碼為，尾數(shù)為。(用二進制編碼回答)(書上：最小負數(shù)的階碼為 ，尾數(shù)為 答： 11111111 011111111111111111111111 11111111 100000000000000000000000(5)設(shè)有效信息位的位數(shù)為N,校驗位數(shù)為K,則能夠檢測出一位出錯并能自動糾 錯的海明校驗碼應滿足的關(guān)系是。答： 2K13N+K2.27是非題 設(shè)x =0.x x x x x x x ,若要求x1/2成立，則需要滿足的條件是x必須為 TOC o 1-5 h z 補123456711，x2x7至少有一個為1。V 一個正數(shù)的補碼和它的原碼相同，而與它的

19、反碼不同。X 浮點數(shù)的取值范圍取決于階碼的位數(shù)，浮點數(shù)的精度取決于尾數(shù)的位數(shù)。V在規(guī)格化浮點表示中，保持其他方面不變，只是將階碼部分由移碼表示改為補碼表示，則會使該浮點表示的數(shù)據(jù)表示范圍增大。X在生成CRC校驗碼時，采用不同的生成多項式，所得到CRC校驗碼的校錯 能力是相同的。X第三章作業(yè)解答作業(yè)三(1)3.1已知x補、y補，計算x+y補和xy補，并判斷溢出情況。 x補= 0.11011 y補= 0.00011 (2) x補= 0.10111 y補=1.00101x補= 1.01010 y補= 1.10001解：(1) x補= 0.11011 y補= 0.00011 y補=1.111101x+

20、y補= 0.11011 +0.00011=0.11110 xy補= 0.11011 + 1.111101=0.11000 x補= 0.10111 y補=1.00101 y補= 0.11011x+y補= 0.10111 + 1.00101 = 1.11100 xy補= 0.10111+0.11011 = 1.10010 溢出x補=1.01010 y補=1.10001 y補= 0.01111x+y補=1.01010 + 1.10001=0.11011 溢出xy補=1.01010+0.01111 = 1.110013.2已知x補、y補，計算x+y變形補和xy變形補，并判斷溢出情況。(1) x補= 1

21、00111 y補= 111100 (2) x補= 011011 y補=110100(3) x補= 101111 y補= 011000解：(1)兇變形補=1100111 y變形補=1111100 y變形補=0000100 x+y變形補=1100111 + 1111100=1100011xy變形補=1100111 + 0000100=1101011 兇變形補=0011011 y變形補=1110100 y變形補=0001100 x+y 變形補= 0011011 + 1110100=0001111xy變形補= 0011011 + 0001100=0100111 溢出(3) x變形補=1101111 y

22、變形補=0011000 y變形補=1101000 x+y變形補=1101111 + 0011000=0000111xy 變形補=1101111 +1101000=1010111 溢出3.4分別用原碼一位乘法和補碼一位乘法計算xX y原和xX y補。 x = 0.11001 y=0.10001 (2) x = 0.01101 y=0.10100(3) x=0.10111 y=0.11011 (4) x=0.01011 y=0.11010解：(1) xXy原= 0.0110101001 xXy補= 0.0110101001xXy原=1.0100000100 xXy = 1.1011111100 x

23、Xy原=1.1001101101 xXy補=1.0110010011xXy原= 0.0100011110 xXy補=0.01000111103.5分別用原碼兩位乘法和補碼兩位乘法計算xXy原和xXy補。 x = 0.11001 y=0.10001 (2) x = 0.10101 y=0.01101(3) x=0.01111 y=0.11101 (4) x=0.01001 y=0.10010解：(1) xXy原=0.0110101001 xXy補= 0.0110101001xXy原=1.0100010001 xXy補=1.1011101111xXy原=1.0110110011 xXy補=1.10

24、01001101xXy原= 0.0010100010 xXy補= 0.00101000103.6分別用原碼不恢復余數(shù)法和補碼不恢復余數(shù)法計算x/y原和x/y補。(1) (4)x=0.01011 y=0.10110 x/y原=0.10000 x/y 補=0.10000 or x/y補=0.10001x = 0.10011 y=0.11101x/y原= 1.10100 x/y補= 1.01100 or x/y補=1.01011x=0.10111 y=0.11011x/y原= 0.11100 x/y補= 0.11101 or x/y補= 0.11100 x= + 10110 y=00110 x/y原

25、= 100011 x/y補=1111013.9已知某機浮點數(shù)表示格式如下：0 12 56 11數(shù)符階符階碼尾數(shù)其中，浮點數(shù)尾數(shù)和階碼的基值均為2,階碼用移碼表示，尾數(shù)用補碼表示。設(shè)：x = 0.110101 X 2_001 y=0.100101 X 2+001試用浮點運算規(guī)則計算x+y、xy、xXy、x/y。(要求寫出詳細運算步驟，并進行規(guī)格化)。解：機器數(shù)x補=0 01111 110101 y補=1 10001 011011 y補=0 10001 100101x+y 機器數(shù)x+y補=1 10000 010000 x+y=0.110000X20對階：Ae移=底移 +ey補= 01111 + 1

26、1111 = 01110, e=exey=00010小階對大階：x補=0 10001 001101x+y補=1 10000 010000 x+y=0.110000X20 xyxy補=0 10001 110010 xy=0.110010X21xXy xXy=0.111110X2 師 = 0.111110X20011階碼相加：ex+ey移=ex移+ey補= 01111+00001 = 10000尾數(shù)可采用定點補碼乘法(雙符號位)：SxXSy補= Sx補XSy補= 11.100001010111 規(guī)格化：xXy補=1 01111 000010 xXy=0111110X2_001=0.111110X2

27、1（4） x/y尾數(shù)ISxlISyl, Sx右移得：Sx補= 00.011010, ex移=10000,階碼相減：Rey移=ex移+e補= 10000+11111 = 01111尾數(shù)用補碼不恢復余數(shù)法：Sx/Sy補= Sx補XSy補=1.010011 （恒置1） OR 1.010100 （校正）規(guī)格化：x/y、=1 01111 010011 or 1 01111 010100 x/y =_0.101101 X2001 OR 0.101100 X20013.10A C CnCn+1 ALU AND1寄存器B B B AND2CR &移位脈沖時鐘脈沖Ctq啟動結(jié)束CnCnCn+1Cn+100. 0

28、 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 000. 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 x 00. 1 1 0 0 100. 1 1 0 0 100. 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 100. 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1+x 11. 0 0 1 1 111. 0 1 1 0 111. 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 011. 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 x 00. 1 1 0 0 100. 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0得XXY補= 0.1010001010 XXY = 0.1010001010寄存器A

29、BC運算初態(tài)00 0000011 001111001100運算終態(tài)00 1010011 0011101010103.11說明定點補碼和浮點補碼加減運算的溢出判斷方法。答：（1）定點補碼加減運算的溢出判斷方法：根據(jù)兩個操作數(shù)的符號與結(jié)果的符號判別溢出：（）（）ffffffffffsysxsyxsyxOVR= + =根據(jù)兩數(shù)相加時產(chǎn)生的進位判別溢出：OVR=CfC1根據(jù)變形補碼運算后的符號判別溢出：sf1sf2=00，表示結(jié)果為正數(shù)，無溢出；sf1sf2=11，表示結(jié)果為負數(shù)，無溢出；sf1sf2=01，表示結(jié)果為正溢出；sf1sf2=10，表示結(jié)果為負溢出。浮點補碼加減運算的溢出判斷方法浮點補碼

30、加減運算的溢出通常是指浮點數(shù)上溢，浮點數(shù)是否溢出是由階碼是否大于浮點數(shù)所 能表示的最大正階來判斷的。例如，設(shè)浮點數(shù)的階碼采用補碼表示，雙符號位，這時浮點數(shù)的溢出與否可由階碼的符號進 行判斷：若階碼。樸=01 xxx，則表示出現(xiàn)上溢，需作溢出處理； 補符號若階碼j補=10 xxx，則表示出現(xiàn)下溢，按機器零處理。3.14利用用十進制加減運算算法計算下列各題： 125+436=?(2) 125436=? (3) 436 125=?解： (1) 125+436 = 561125436=311436125=3113.16設(shè)有一個16位定點補碼運算器，數(shù)據(jù)最低位的序號為1。運算器可實現(xiàn)下述功能：A土BAB

31、xCA、C (乘積高位在A中)A；B-C (商在C中)請設(shè)計并畫出運算器第3位及A、C寄存器第三位輸入邏輯。加法器本身邏輯可以不畫，原始 操作數(shù)輸入問題可以不考慮。解：見附頁3.19設(shè)一個8位寄存器中的內(nèi)容為十六進制數(shù)C5H，連續(xù)經(jīng)過一次算術(shù)右移、一次邏輯左移、 一次大循環(huán)右移、一次小循環(huán)左移。寫出每次移位后寄存器的內(nèi)容和進位標志C的狀態(tài)。解：C5H=11000101C 寄存器一次算術(shù)右移：1 11100010一次邏輯左移：1 11000100一次大循環(huán)右移：0 11100010一次小循環(huán)左移：1 110001013.21選擇題運算器的核心部分是 C 。數(shù)據(jù)總線B.累加寄存器C.算術(shù)邏輯運算單

32、元D.多路開關(guān)在浮點運算中下面的論述正確的是C 。對階時應采用向左規(guī)格化對階時可以使小階向大階對齊，也可以使大階向小階對齊尾數(shù)相加后可能會出現(xiàn)溢出，但可采用向右規(guī)格化的方法得出正確結(jié)論尾數(shù)相加后不可能得出規(guī)格化的數(shù)當采用雙符號位進行數(shù)據(jù)運算時，若運算結(jié)果的雙符號位為01，則表明運算B_。無溢出 B.正溢出 C,負溢出 D.不能判別是否溢出補碼加法運算的規(guī)則是 B 。操作數(shù)用補碼表示，符號位單獨處理操作數(shù)用補碼表示，連同符號位一起相加操作數(shù)用補碼表示，將加數(shù)變補，然后相加操作數(shù)用補碼表示，將被加數(shù)變補，然后相加 原碼乘除法運算要求C 。A.操作數(shù)必須都是正數(shù)B.操作數(shù)必須具有相同的符號位對操作數(shù)

33、符號沒有限制D.以上都不對進行補碼一位乘法時，被乘數(shù)和乘數(shù)均用補碼表示，運算時 。首先在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，且初始yn+1=0,再依照ynyn+i的值 確定下面的運算。n首先在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，且初始yn+1 = 1,再依照ynyn+1的值 確定下面的運算。n首先觀察乘數(shù)符號位，然后決定乘數(shù)最末位yn后附加位yn+1的值，再依照 ynyn+1的值確定下面的運算。不應在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，而應直接觀察乘數(shù)的末兩位yn-1yn 確定下面的運算。下面對浮點運算器的描述中正確的是A 。浮點運算器由階碼部件和尾數(shù)部件實現(xiàn)。階碼部件可實現(xiàn)加、減、乘、除四種

34、運算。階碼部件只能進行階碼的移位操作。尾數(shù)部件只能進行乘法和加法運算。若浮點數(shù)的階碼和尾數(shù)都用補碼表示，則判斷運算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是 C_。階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)。階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)。數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)。數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)。已知x補=1.01010，y補=1.10001，下列答案正確的是 D 。A. x補+y補=1-11011B. x補+y補=0.11011C. x補一y補=0.11011D. x補一y補=1-11001下列敘述中概念正確的是 D 。定點補碼運算時，其符號位不參加運算。浮點運算中，尾數(shù)部分只進行乘法和除法運算。浮點

35、數(shù)的正負由階碼的正負符號決定。在定點小數(shù)一位除法中，為了避免溢出，被除數(shù)的絕對值一定要小于除數(shù)的 絕對值。3.22填空題在補碼加減運算中，符號位與數(shù)據(jù) 參加運算，符號位產(chǎn)生的講位 。 答：按同樣規(guī)則一起 自動丟失 在采用變形補碼進行加減運算時，若運算結(jié)果中兩個符號位 ，表示發(fā)生了 溢出。若結(jié)果的兩個符號位為，表示發(fā)生正溢出:為，表示發(fā)生負 溢出。答： -55 11110010 +73 01001001在原碼一位乘法的運算過程中，符號位與數(shù)值位 參加運算，運算結(jié)果的符 號位等于。答：分別 兩操作數(shù)的符號的模2加(異或)浮點乘除法運算的運算步驟包括:、 和。答： 階碼運算溢出判斷 尾數(shù)乘除運算 結(jié)

36、果規(guī)格化處y舍入處理在浮點運算過程中，如果運算結(jié)果的尾數(shù)部分不是 形式，則需要進行規(guī)格 化處理。設(shè)尾數(shù)采用補碼表示形式，當運算結(jié)果 時，需要進行右規(guī)操作：當運算結(jié)果 公時，需要進行左規(guī)操作。答： 規(guī)格化 溢出 不是規(guī)格化數(shù)將兩個8421BCD碼相加，為了得到正確的十進制運算結(jié)果，需要對結(jié)果進行修 正，其修正方法是。答：兩個8421碼相加后，若相加的和數(shù)10，則不需修正，核二講制規(guī) 則相加的結(jié)果就是正確的8421碼的和數(shù)：若相加的和數(shù)N10，則需在二進制相加的結(jié)果上 加“ 0110 ”進行修正。浮點運算器由 和 兩部分組成，它們本身都是定點運算器，其中要 求能夠進行運算：要求能夠進行運算。答：階

37、碼部件尾數(shù)部件加減加減乘除設(shè)有一個16位的數(shù)據(jù)存放在由兩個8位寄存器AH和AL組成的寄存器AX中， 其中數(shù)據(jù)的高8位存放在AH寄存器中，低8位存放在AL寄存器中?，F(xiàn)需要將AX中的數(shù) 據(jù)進行一次算術(shù)左移，其操作方法是：先對進行一次操作，再對進行一 次操作。答：AL 算術(shù)左移AH 帶進位循環(huán)左移3.23是非題(1 ) 運算器的主要功能是進行加法運算。X加法器是構(gòu)成運算器的主要部件，為了提高運算速度，運算器中通常都采用并行 加法器。V 在定點整數(shù)除法中，為了避免運算結(jié)果的溢出，要求|被除數(shù)| |除數(shù)|。V(4 )浮點運算器中的階碼部件可實現(xiàn)加、減、乘、除運算。X(5)根據(jù)數(shù)據(jù)的傳遞過程和運算控制過程

38、來看，陣列乘法器實現(xiàn)的是全并行運算。V邏輯右移執(zhí)行的操作是進位標志位移入符號位，其余數(shù)據(jù)位依次右移1位，最低位移 入進位標志位。X第四章作業(yè)解答4.1靜態(tài)MOS存儲器與動態(tài)MOS存儲器存儲信息的原理有何不同？為什么動態(tài)MOS存儲器 需要刷新？ 一般有哪幾種刷新方式？答：靜態(tài)MOS存儲器利用一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲一個二進制位，只要不斷電就可以保持其 中存儲的二進制數(shù)據(jù)不丟失。動態(tài)MOS存儲器使用一個MOS管和一個電容來存儲一位二進制信息。用電容來存儲信息減 少了構(gòu)成一個存儲單位所需要的晶體管的數(shù)目。由于動態(tài)MOS存儲器中的電容會產(chǎn)生漏電，因此DRAM存儲器芯片需要頻繁的刷新操作。 動態(tài)存儲器的刷新

39、方式通常有：集中式刷新方式、分散式刷新方式、異步式刷新方式4.2某一64KX1位的動態(tài)RAM芯片，采用地址復用技術(shù)，則除了電源和地引腳外，該芯片 還應有那些引腳？各為多少位？解：地址線：采用地址復用技術(shù)，可為16/2=8位數(shù)據(jù)線：1位；讀寫線WR/： 1位；片選信號CS： 1位或行選通信號RAS： 1位；列選通信號CAS： 1位4.6假設(shè)某存儲器地址長為22位，存儲器字長為16位，試問：該存儲器能存儲多少字節(jié)信息？若用64Kx4位的DRAM芯片組織該存儲器，則需多少片芯片？在該存儲器的22位地址中，多少位用于選片尋址？多少位用于片內(nèi)尋址？答：(1)該存儲器可存儲222X2 = 223 = 8M

40、B的信息。需要芯片 222X16/64X2i0X4=28 = 25622位地址中，16位用于片內(nèi)尋址，6位用于選片尋址。4.7某8位計算機采用單總線結(jié)構(gòu)，地址總線17根(016 _& 16為高位)，數(shù)據(jù)總線8根雙向 (07_D)，控制信號WR/(高電平為讀，低電平為寫)。已知該機的I/O設(shè)備與主存統(tǒng)一編址， 若地址空間從0連續(xù)編址，其地址空間分配如下：最低16K為系統(tǒng)程序區(qū)，由ROM芯片組成； 緊接著48K為備用區(qū)，暫不連接芯片；接著60K為用戶程序和數(shù)據(jù)空間，用靜態(tài)RAM芯片組 成；最后4K為I/O設(shè)備區(qū)?，F(xiàn)有芯片如下：Yo Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y6 Y7 Do-D7 Do-

41、D7 A13-Ao A13-Ao CS OE CS WE A B C A B C F & 3-8譯碼器 16KBRAM 16KBROM ENROM： 16kx8位，其中CS：為片選信號，低電平有效，OE：為讀出控制，低電平讀出有效。 靜態(tài)RAM： 16Kx8位，其中CS :為片選信號，低電平有效，WE：為寫控制信號，低電平 寫，高電平讀。譯碼器：38譯碼器。輸出低電平有效。與非門：扇入系數(shù)不限。試畫出主存芯片連接的邏輯圖并寫出各芯片地址分配表(假設(shè)存儲器從)連續(xù)進行編址)。答：(1)共需5片，其中 1 片 16KX8 ROM，4片 16KX8 SRAM各芯片地址分配表00000H03FFFH系

42、統(tǒng)程序區(qū)16KB04000H 0FFFFH 備用區(qū) 48KB10000H1EFFFH用戶程序區(qū)和數(shù)據(jù)空間60KB1F000H 1FFFFH I/O設(shè)備區(qū) 4K0 oooo oooo oooo 00000 00111111 11111111a16a15a14=ooo ROM 1 片0 0100 oooo oooo oooo0 11111111 11111111備用區(qū)1 oooo oooo oooo oooo1 00111111 11111111A16A15A14=100 16KRAM第 1片1 0100 oooo oooo oooo1 01111111 11111111A16A15A14=101

43、 16KRAM第2片1 1000 oooo oooo oooo1 10111111 11111111A16A15A14=110 16KRAM第3片1 1100 oooo oooo oooo1 11101111 11111111A16A15A14=111 A13A1211 12KRAM 第4片1 1111 oooo oooo oooo 1 1111 1111 1111 1111 A16A15A14=111 A13A12=11 4K I/O設(shè)備區(qū)0 oooo oooo oooo oooo0 00111111 1111111100000H03FFFH0 0100 oooo oooo oooo0 11

44、111111 1111111104000Hoffffh1 oooo oooo oooo oooo1 00111111 1111111110000H13FFFH1 0100 oooo oooo oooo1 01111111 1111111114000H17FFFH1 1000 oooo oooo oooo1 10111111 1111111118000H1BFFFH1 1100 0000 0000 0000 1 1110 1111 1111 1111 1C000H 1EFFFH1 1111 0000 0000 0000 1 1111 1111 1111 1111 1F000H 1FFFFH主存芯

45、片與CPU的連接邏輯圖ROM RAM RAM RAM RAM A13AR/W 38譯碼器 MEMR en A16A15A14c B aD7DA13A124.9已知某8位機的主存采用4KX4位的SRAM芯片構(gòu)成該機所允許的最大主存空間，并選用 模塊板結(jié)構(gòu)形式，該機地址總線為18位，問：若每個模塊板為32KX8位，共需幾個模塊板？每個模塊板內(nèi)共有多少塊4KX4位的RAM芯片？請畫出一個模塊板內(nèi)各芯片連接的邏 輯框圖。該主存共需要多少4KX4位的RAM芯片？ CPU如何選擇各個模塊板？答：主存總?cè)萘?18X8 = 256KX8，V每個模塊板為32KX8位，.共需256K/32K=8個模 塊板。每個模

46、塊板內(nèi)共有32KX8位/4KX4位=16片RAM芯片。一個模塊板內(nèi)各芯片連接的邏輯框圖：RAMoRAM1RAM2RAM3RAM4RAM7A11 AR/W 38 譯碼器 A14A13A12%DoMEMREN C B A D7D4 D3D0 RAM0 RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 RAM7，該主存共需要16X8 = 128片4KX4位的RAM芯片。用地址高3位，通過3-8譯碼器形成 各模板選擇信號。4.10 64KX1位DRAM芯片通常制成兩個獨立的128X256陣列。若存儲器的讀/寫周期為0.5四，則對集中式刷新而言，其“死區(qū)”時間是多少？如果是一個256KX1位的D RAM芯片， 希

47、望能與上述64KX1位DRAM芯片有相同的刷新延時，則它的存儲陣列應如何安排？ 解：兩個獨立的128X256陣列共128X2=256行，讀/寫周期為0.5*對集中式刷新而言，其“死區(qū)”時間為：256X0.5ps=128四 要求256KX1位的DRAM芯片與64KX1位DRAM芯片有相同的刷新延時，則存儲陣列的 行數(shù)應一致，即為256行，所以256KX1位的D RAM芯片的存儲陣列應安排為256X1024，即 分為兩個獨立的128X1024的陣列。4.11某磁盤組有16個數(shù)據(jù)記錄面，每面有256個磁道，每個磁道分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)包 括512字節(jié)，已知磁盤內(nèi)磁道直徑為10英寸，外磁道直徑為1

48、4英寸，轉(zhuǎn)速為3600r/min，磁 頭平均定位時間為15ms，求：該磁盤組最大存儲容量是多少？該磁盤組最大位密度、磁道密度是多少？該磁盤的平均存取時間、數(shù)據(jù)傳輸率是多少？答：(1)該磁盤組最大存儲容量是：C=nXTXSXB = 16X256X16X512B = 32MB = 225B最大位密度 16X512X8/10n=2087位/英寸=2087bpi磁道密度256/ (14/2-10/2)=256/2= 128道/英寸= 128 tpi平均存取時間數(shù)據(jù)傳輸率：Dr=16X512X8X3600/60=3932160bit/s=491520B/#=480KB/s平均等待時間：60/ (3600

49、X2)=8.3ms平均存取時間：8.3 + 15=23.3 ms考慮：啟動延遲+傳送一個扇區(qū)數(shù)據(jù)所需的時間。啟動延遲未給，忽略。傳送一個扇區(qū)數(shù)據(jù)所需的時間=512B/480KB R 1.042ms平均存取時間：8.3 + 15 + 1.042R24.3ms4.12若某機磁盤子系統(tǒng)共有4臺驅(qū)動器，每臺驅(qū)動器裝有與上述磁盤組相同的磁盤組，請設(shè) 計該磁盤子系統(tǒng)的地址格式。答：17 1615 87 43 0驅(qū)動器號（2位）圓柱面號（8位）盤面號（4位）扇區(qū)號（4位）補充題：1.請用2KX8bit的SRAM設(shè)計一個8KX32bit的存儲器，并畫出存儲器與CPU的連接原理圖。要求：存儲器可以分別被控制訪問

50、8, 16, 32位數(shù)據(jù)，控制信號B1B。由CPU提供：當B1Bo=00時訪問32位數(shù)據(jù)；當B1Bo=01時訪問16位數(shù)據(jù)；當BB0=10時訪問8位數(shù)據(jù)。存儲芯片地址按交叉方式編址。 滿足整數(shù)邊界地址的安排。解：（1）共需芯片4X4 = 16片。其中字擴展為4組，位擴展為4片。共需15根地址線，其中：用A1A0控制位擴展的各片，片內(nèi)地址A12-A2,高位A14A13作為字 擴展各組片選信號。2KX8（1） 2KX8（2） 2KX8（3） 2KX8（4） CS3CS2CS1 CS0D32 D24D23 D16D15 D8D7 D0 A12A2設(shè)每組中數(shù)據(jù)位數(shù)從高到低依次為第一片f第四片。選中第一

51、片時，C=1，選中第二片時，D = 1，選中第三片時，E = 1，選中第四片時，F(xiàn)=1，有下列邏輯關(guān)系：B1B0A1A0CDEF說明00001111訪問32位數(shù)據(jù)00010000不訪問00100000不訪問00110000不訪問01000011訪問低16位數(shù)據(jù)01010000不訪問01101100訪問高16位數(shù)據(jù)01110000不訪問10000001訪問低8位數(shù)據(jù)D7D010010010訪問次低8位數(shù)據(jù)D15D810100100訪問次高8位數(shù)據(jù)D23D1610111000訪問高8位數(shù)據(jù)D31D24即：C=010101010101AABBAABBAABB + + D=010101010101AA

52、BBAABBAABB + +E=010101010101AABBAABBAABB+ + F=010101010101AABBAABBAABB + +A14A13通過24譯碼器產(chǎn)生4個片選信號30YY，各芯片的片選信號：CYCS03+ = ; DYCS02+ = ; EYCS01+ = ； FYCS00+ =cycs17+ = ； dycs16+ = ； eycs15+ = ； fycs14+ =CYCS211+ = ; DYCS210+ = ; EYCS29+ = ; FYCS28+ =CYCS315+ = ； DYCS314+ = ； EYCS313+ = ； FYCS312+ =2.某機主

53、存容量為128MB, Cache容量為32KB，主存與Cache均按64B的大小分塊。分別寫出主存與Cache采用直接映像和全相聯(lián)映像時主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式并標出 各個字段的位數(shù)。若Cache采用組相聯(lián)映像，每組塊數(shù)為4塊。寫出主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式并標出各個 字段的位數(shù)。并回答一個主存塊可以映像到多少個Cache塊中？ 一個Cache塊可與多少個主存 塊有對應關(guān)系？答：主存容量為128MB, Cache容量為32KB = 215B，塊的大小為64B = 26B，每組中的塊數(shù) 為4 = 2 2塊，Cache可分為32KB /64B = 512=29塊，共可分為512/4=12

54、8 = 27組；主存按照C ache的容量可 分為 128MB/32KB=4096=212個區(qū)，每個區(qū)中共 32KB /64B = 512=29 塊；主存與Cache采用直接映像時主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個字段的位數(shù)主存地址的結(jié)構(gòu)：27位12位9位6位區(qū)號塊號塊內(nèi)偏移地址Cache地址的結(jié)構(gòu)：15位9位6位塊號塊內(nèi)偏移地址一個主存塊可以映像到一個Cache塊中，一個Cache塊可與212個主存塊有對應關(guān)系。主存與C ache采用全相聯(lián)映像時主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個字段的位數(shù) 21位6位塊號塊內(nèi)偏移地址Cach e地址的結(jié)構(gòu)9位6位塊號塊內(nèi)偏移地址一個主存塊可以映像到29個

55、Cache塊中，一個Cache塊可與221個主存塊有對應關(guān)系。主存與C ache采用組相聯(lián)映像時主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個字段的位數(shù) 主存地址的結(jié)構(gòu)12位7位2位6位區(qū)號組號組內(nèi)塊號塊內(nèi)偏移地址Cach e地址的結(jié)構(gòu)7位2位6位組號組內(nèi)塊號塊內(nèi)偏移地址因為每組塊數(shù)為4塊，所以一個主存塊可以映像到4個Cache塊中；一個Cache塊可與212 X4=214個主存塊有對應關(guān)系。4.16選擇題需要定期刷新的存儲芯片是一 B .。A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. EEPROM_A 儲芯片是易失性的。A. SRAM B. UV-EPROM C. NV-RAM D. EEP

56、ROM 有RAS和CAS引腳的存儲芯片是B 。A. EPROM B. DRAM C. SRAM D,三者都是下面敘述不正確的是C。半導體隨機存儲器可隨時存取信息，掉電后信息丟失。在訪問隨機存儲器時，訪問時間與單元的物理位置無關(guān)。內(nèi)存儲器中存儲的信息均是不可改變的。隨機存儲器和只讀存儲器可以統(tǒng)一編址。動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM相比，其優(yōu)點是 C 。動態(tài)RAM的存儲速度快。動態(tài)RAM不易丟失數(shù)據(jù)。在工藝上，比靜態(tài)RAM的存儲密度高。控制比靜態(tài)RAM簡單。某512X8位RAM芯片采用一位讀/寫線控制讀寫，該芯片的引腳至少有C。A. 17 條 B. 19 條 C. 21 條 D. 522 條在調(diào)頻制記錄方

57、式中，寫“0”和寫“1”是利用.。電平的高低變化B.電流的幅值變化C.電流的相位變化D.電流的頻率變化由于磁盤上內(nèi)圈磁道比外圈磁道短，因此 R 。內(nèi)圈磁道存儲的信息比外圈磁道少無論哪條磁道存儲的信息量均相同，但各磁道的存儲密度不同內(nèi)圈磁道的扇區(qū)少使得它存儲的信息比外圈磁道少各磁道扇區(qū)數(shù)相同，但內(nèi)圈磁道上每扇區(qū)存儲的信息少某存儲器按字節(jié)編址，要求數(shù)據(jù)傳輸率達到8X106字節(jié)/秒，則應選用存儲 周期為_D_的存儲芯片。A, 800ns B. 250ns C. 200ns D. 120ns在下述存儲器中，允許隨機訪問的存儲器是 A 。A.半導體存儲器B,磁帶 C,磁盤 D,光盤在下列幾種存儲器中，不

58、能脫機保存信息的是 C 。A,磁盤 B,磁帶 C. RAM D,光盤4.17是非題 TOC o 1-5 h z 數(shù)據(jù)引腳和地址引腳越多芯片的容量越大。V 存儲芯片的價格取決于芯片的容量和速度。V SRAM每個單元的規(guī)模大于DRAM的。V 要訪問DRAM，應首先給出地址，之后再給出CAS地址。 V 當CPU要訪問數(shù)據(jù)時，它先訪問虛存，之后再訪問主存。X EDO和FPM都是頁模式的DRAM。V主存與磁盤均用于存放程序和數(shù)據(jù)，一般情況下，CPU從主存取得指令和數(shù)據(jù)， 如果在主存中訪問不到，CPU才到磁盤中取得指令和數(shù)據(jù)。V半導體存儲器是一種易失性存儲器，電源掉電后所存信息均將丟失。X Cache存儲

59、器保存RAM存儲器的信息副本，所以占部分RAM地址空間。X 4.18填空題（1）Cache使用的是存儲芯片。答： SRAM（2）主存由 （DRAM、硬盤）構(gòu)成，虛存由 （DRAM、硬盤）構(gòu)成。答：DRAM 硬盤（3） （EDO、FPM）DRAM中，當CAS變高后，數(shù)據(jù)就在數(shù)據(jù)總線上消失了。答：FPM（4）衡量非格式化硬盤的一個磁表面存儲容量的兩個指標是和。答：道密度 位密度（5）Cache存儲器的主要作用是解決 。答：CPU與主存間速度匹配問題（6）存儲器的取數(shù)時間是衡量主存 的重要指標，它是從 到 的時間。答：諫度 把要訪問的存儲單元的地址，加載到存儲器芯片的地址引腳上 到讀取的數(shù)據(jù)或指令在

60、存儲器芯片的數(shù)據(jù)引腳上可以使用為止（7）磁盤的技術(shù)指標可用平均存取時間衡量，它包括 一和 兩個部分。答：平均磁道定位時間平均旋轉(zhuǎn)等待時間（8）SRAM與DRAM中諫度高的是 ，集成度高的是 。答： SRAM DRAM（9）某存儲器數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為250ns，則其帶寬是 。答： 128Mbit/s（10）磁盤等磁表面存儲器的寫入電流波形決定了記錄方式，此外還反映了該記錄方式 是否有能力。答：自同步第五章作業(yè)解答5.3什么叫尋址方式？有哪些基本的尋址方式？簡述其尋址過程。答：尋址方式就是指形成本條指令的操作數(shù)地址和下一條要執(zhí)行的指令地址的方法。根據(jù)所 需的地址信息的不同，尋址可分為