計(jì)算機(jī)組成原理包健版的答案

...wd......wd......wd...1．1概述數(shù)字計(jì)算機(jī)的開展經(jīng)過了哪幾個(gè)代各代的基本特征是什么略。1．2你學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)后，準(zhǔn)備做哪方面的應(yīng)用略。1．3試舉一個(gè)你所熟悉的計(jì)算機(jī)應(yīng)用例子。略。1．4計(jì)算機(jī)通常有哪些分類方法你比較了解的有哪些類型的計(jì)算機(jī)`。1．5計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有哪些答：機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可配置外設(shè)等。答：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有：機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度等。1．6什么是機(jī)器字長(zhǎng)它對(duì)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，硬件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等。1．7什么是存儲(chǔ)容量什么是主存什么是輔存答：存儲(chǔ)容量指的是存儲(chǔ)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(chǔ)器。如內(nèi)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(chǔ)器，如硬盤，u盤等。1．8根據(jù)以下題目的描述，找出最匹配的詞或短語，每個(gè)詞或短語只能使用一次。〔1〕為個(gè)人使用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，通常有圖形顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)?！?〕計(jì)算機(jī)中的核心部件，它執(zhí)行程序中的指令。它具有加法、測(cè)試和控制其他部件的功能?！?〕計(jì)算機(jī)的一個(gè)組成局部，運(yùn)行態(tài)的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)置于其中?！?〕處理器中根據(jù)程序的指令指示運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備做什么的部件?！?〕嵌入在其他設(shè)備中的計(jì)算機(jī)，運(yùn)行設(shè)計(jì)好的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能?！?〕在一個(gè)芯片中集成幾十萬到上百萬個(gè)晶體管的工藝?！?〕管理計(jì)算機(jī)中的資源以便程序在其中運(yùn)行的程序?！?〕將高級(jí)語言翻譯成機(jī)器語言的程序?！?〕將指令從助記符號(hào)的形式翻譯成二進(jìn)制碼的程序?！?0〕計(jì)算機(jī)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(jī)器指令8、臺(tái)式機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)9、主存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些局部組成硬件由哪些構(gòu)成答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件由控制器、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件構(gòu)成1．9馮·諾伊曼VonNeumann計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么略。1．10計(jì)算機(jī)硬件有哪些部件，各部件的作用是什么略。1．11計(jì)算機(jī)軟件包括哪幾類說明它們的用途。略。1．12簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次構(gòu)造的分層理由及各層的功能。略。1．13通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次構(gòu)造學(xué)習(xí)，你對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有了怎樣的了解略。第二章2．1數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)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(diǎn)略。2．2二極管兩端需要加多大的電壓才使二極管導(dǎo)通答：大于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〕2．3三極管何時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，何時(shí)處于飽和狀態(tài)答：當(dāng)輸入電壓Vi>0，且Vi<死區(qū)電壓Vr’，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)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VCE＝VCC－ICRC不斷下降，當(dāng)VCE降到0.7V以下時(shí)，發(fā)射結(jié)仍正向偏置，集電結(jié)那么由反向偏置轉(zhuǎn)為正向偏置，此時(shí)三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。2．4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(diǎn)略.2．5實(shí)現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有哪幾種邏輯門答：與，或，非。2．6分析圖2－41所示的邏輯電路圖，寫出表達(dá)式并進(jìn)展化簡(jiǎn)。答：〔a〕(b)F=AD+C+2．7請(qǐng)用代數(shù)化簡(jiǎn)法將以下各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式?！?〕答：〔2〕答：2．8分析圖2－42所示的邏輯電路，列出真值表，說明其邏輯功能。2.8答：A1A0X0X1X2X300XXXXX001XXXXX110XXXXX211XXXXX3圖2－42是一個(gè)四選一電路2．9分析圖2－43所示的邏輯電路圖，列出真值表，說明其邏輯功能。答：ABCF1F20000000110010100110110010101011100111111圖2－43是一個(gè)一位全加器，A,B為加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進(jìn)位,F1為和，F(xiàn)2為產(chǎn)生的進(jìn)位。〔圖中有錯(cuò)誤，第4個(gè)與門的輸入少了〕2．10請(qǐng)用卡諾圖法將以下各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。〔1〕〔2〕答：〔1〕〔2〕2．11簡(jiǎn)述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程。略：2．12用與非門設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下函數(shù)的組合邏輯電路。〔1〕；〔2〕。答：(1)＝=圖略。(2)==圖略。2．13用一位全加器組成4位并行進(jìn)位加法器，其并行進(jìn)位電路應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)略。2．14請(qǐng)畫出74LS273的典型用法的接線圖。2．15什么是三態(tài)門一般應(yīng)用在什么場(chǎng)合略2．16計(jì)算機(jī)中常用的存放器有哪些請(qǐng)說明如何使用略2．17請(qǐng)說明74LS299的功能及使用方法。略2．18請(qǐng)說明74LS161的功能及使用方法。略習(xí)題3求以下各數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：〔1〕〔267．3〕8〔2〕〔BD．C〕16〔3〕〔1011011．101〕2答：.(1)183.375，(2)189.75，(3)91.625將以下十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)據(jù)〔小數(shù)取四位二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)〕：〔1〕-282．75〔2〕123．46〔3〕-115/512〔4〕44．9375答：2.序號(hào)十進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6123.467B.71111011.0111173.34(3)-115/512-0.388－0.001110011-0.163(4)44.93752C.F101100.111154.74寫出以下各數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼，機(jī)器數(shù)長(zhǎng)度為8位：〔1〕0〔2〕-127〔3〕-0.5〔4〕-19/128〔5〕100〔6〕23/64序號(hào)真值原碼補(bǔ)碼反碼(1)000000000000000000000000010000000111111110.00000000.00000000.00000001.00000001.1111111(2)－127111111111000000110000000(3)－0.51.10000001.10000001.0111111(4)－19/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.0101110寫出以下各機(jī)器數(shù)的二進(jìn)制真值X：〔1〕[X]補(bǔ)=0.1001〔2〕[X]補(bǔ)=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(bǔ)=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)-10000000(4)-0.1101(10)-01111111(5)+0.1011(11)-00000000(6)-0.0100(12)00000000設(shè)某機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位，有兩個(gè)數(shù)的16進(jìn)制表示形式為9CH和FFH，問：假設(shè)它們分別表示為以下格式的機(jī)器數(shù)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值是多少無符號(hào)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。答：數(shù)9CHFFH無符號(hào)整數(shù)+156255原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-2812-127原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)-(2-24-+2-5補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-116100-1補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)-(2-1+2-2+2-3+2-5)=0.9062578125-2-7反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-99115-0移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)+2812127假設(shè)某規(guī)格化浮點(diǎn)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：假設(shè)尾數(shù)用原碼表示，那么尾數(shù)必須滿足。(2)假設(shè)尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，那么尾數(shù)必須滿足。A．M0=0 B．M0=1 C．M1=0 D．M1=1E．M0.M1=0.0 F．M0.M1=1.1 G．M0.M1=0.1或M0.M1=1.0 H．M0.M1=1.0答：〔1〕D；〔2〕G浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的表示精度取決于的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)取決于，在浮點(diǎn)數(shù)的表示中是隱含規(guī)定的。A．?dāng)?shù)符 B．階符 C．尾數(shù) D．階碼 E．階碼的底答：D,C,A,E設(shè)一浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長(zhǎng)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，那么按照該格式：(1)X=-25/64，Y=2.875，求數(shù)據(jù)X、Y的規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)形式。(2)Z的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F4H，那么求Z的十進(jìn)制真值。答：0.875=7/8X=－0.11001×2-1,[X]浮＝1.11001×2011111[X]?。?,111111.,11001Y=23/8=0.10111×22,[Y]浮＝0.10111×2100010[Y]?。?,000100.,10111〔2〕[Z]浮=100111110100=－0.10100×2100111Z=－80設(shè)一機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)16位，求以下各機(jī)器數(shù)的表示范圍：無符號(hào)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；非規(guī)格化浮點(diǎn)表示，格式為：階碼8位，用移碼表示，尾數(shù)8位，用補(bǔ)碼表示〔要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù)〕；上述浮點(diǎn)格式的規(guī)格化浮點(diǎn)表示范圍〔要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù)〕。6答：機(jī)器字長(zhǎng)16位，以下各術(shù)的表示范圍(1)無符號(hào)整數(shù)0~216-1(2)原碼定點(diǎn)整數(shù)－(215-1)~+215－1(3)補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)－215~+215－1(4)補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)－1~+1－2-15(5)、(6)階碼八位，移碼表示，尾數(shù)8位，補(bǔ)碼表示最大數(shù)最小數(shù)最大負(fù)數(shù)最小正數(shù)非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)(1-2-7)×2+127-1×2+127-2-7×2-1272-7規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)(1-2-7)×2+127-1×2+127-0.5＋2-7)×2-1270.5將以下十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式：〔1〕＋36．75 〔2〕－35/256 答：＋36．75=100100.11=1.0010011*255+127=13201000010000100110000000000000000求以下各IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制真值：〔1〕43990000H 〔2〕00000000H答：(1)01000011100110010000000000000000X=(-1)0×(1.0011001)×2135-127=(100110000100110010)2=(3064)10(2)X=(-1)0×(1.0000000)×20-127=(2-127)10在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼它們各自有什么作用略。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(jì)算答：漢字庫中存放的是漢字字模碼。漢字庫的容量可按以下：存儲(chǔ)每個(gè)漢字字模點(diǎn)陣所需的字節(jié)數(shù)×漢字?jǐn)?shù)×點(diǎn)陣方法數(shù)。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個(gè)包含了100個(gè)漢字的漢字庫，假設(shè)采用16×16的漢字字形，問：該漢字庫所占存儲(chǔ)容量是多少字節(jié)一篇由50個(gè)漢字構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲(chǔ)容量來存儲(chǔ)其純文本答：16×2×100＝3200字節(jié)；2×50＝100字節(jié)。漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對(duì)于某個(gè)漢字來說，是惟一的。A.輸入碼B.字模碼C.機(jī)內(nèi)碼 答：C。假設(shè)下面的奇偶校驗(yàn)碼均正確，請(qǐng)指出哪些是奇校驗(yàn)碼，哪些是偶校驗(yàn)碼。10110110〔2〕01111110〔3〕11011000〔4〕10100001答：奇校驗(yàn)碼：〔1〕、〔4〕；偶校驗(yàn)碼：〔2〕，〔3〕。在7位的ASCII碼的最高位前面添加一位奇〔偶〕校驗(yàn)位后，即可構(gòu)成8位的ASCII碼的奇〔偶〕校驗(yàn)碼。假設(shè)字符“A〞的這樣的奇〔偶〕校驗(yàn)碼為41H，那么它是〔1〕；字符“C〞的這樣的〔1〕是〔2〕?！?〕：A.奇校驗(yàn)碼B.偶校驗(yàn)碼〔2〕：A.43HB.87HC.C3H D.86H答：〔1〕B;〔2〕C。對(duì)于3.6.2節(jié)所介紹的k=8，r=4的能糾錯(cuò)一位的海明碼，假設(shè)編碼為100110111100，試判斷該海明碼是否有誤，假設(shè)有，請(qǐng)糾正，并寫出其8位正確的有效信息。答：10000111試設(shè)計(jì)有效信息為10位的能糾錯(cuò)一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫出有效信息0110111001的海明碼。答：k=10，r=4的海明碼的排列如下：編碼:H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1D10D9D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1P4=D10D9D8D7D6D5P3=D10D9D8D4D3D2P2=D10D7D6D4D3D1P1=D9D7D5D4D2D1譯碼:S4=P4D10D9D8D7D6D5S3=P3D10D9D8D4D3D2S2=P2D10D7D6D4D3D1S1=P1D9D7D5D4D2D1指誤字：S4S3S2S1效信息0110111001的海明碼:01101101001110在3.6.2節(jié)所介紹有效信息為8位的能糾錯(cuò)一位的海明碼根基上，思考如何改進(jìn)，使其能夠到達(dá)檢錯(cuò)兩位并能糾錯(cuò)一位的校驗(yàn)?zāi)芰Α４穑郝栽O(shè)生成多項(xiàng)式為X3+X+1〔即1011B〕，請(qǐng)計(jì)算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼。答：101010101試分析3.3節(jié)介紹的三種奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和CRC校驗(yàn)三種校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力，它們的碼距各為多少答：奇偶校驗(yàn)碼只能檢錯(cuò)，可檢單個(gè)、奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，碼距＝２；海明校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。CRC校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。在Motorola系列的微處理器中，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的規(guī)那么是高位字節(jié)存放在低地址單元的，對(duì)照?qǐng)D3.10寫出各數(shù)據(jù)在這種情況下的存儲(chǔ)方式。略習(xí)題4設(shè)X=0.1101，Y=-0.0110，求：〔1〕[X]補(bǔ)〔2〕[-X]補(bǔ) 〔3〕[2X]補(bǔ) 〔4〕[-2X]補(bǔ)〔5〕[X/2]補(bǔ) 〔6〕[-X/2]補(bǔ) 〔7〕[Y]補(bǔ) 〔8〕[-Y]補(bǔ)〔9〕[2Y]補(bǔ) 〔10〕[-2Y]補(bǔ) 〔11〕[Y/2]補(bǔ) 〔12〕[-Y/2]補(bǔ)〔13〕[-Y/4]補(bǔ)1.〔1〕[X]補(bǔ)= 0.1101〔2〕[-X]補(bǔ)=1.0011〔3〕[2X]補(bǔ)=0.1010溢出〔4〕[-2X]補(bǔ)=1.0110溢出〔5〕[X/2]補(bǔ)=0.0110注意：參見P109中的補(bǔ)碼算術(shù)移位規(guī)那么，以及P110的例4.4〔6〕[-X/2]補(bǔ)=1.1001〔7〕[Y]補(bǔ)=1.1010〔8〕[-Y]補(bǔ)=0.0110 〔9〕[2Y]補(bǔ)=1.0100 〔10〕[-2Y]補(bǔ)=0.1100 〔11〕[Y/2]補(bǔ)=1.1101〔12〕[-Y/2]補(bǔ)=0.0010(13)[-Y/4]補(bǔ)=0.00014.2X和Y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y和X-Y，并指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出：(1)X=0.11011，Y=0.11111(2)X=-0.1101，Y=0.0110答：.〔1〕所以：[X+Y]補(bǔ)：發(fā)生溢出[X－Y]補(bǔ)=1.11100注意：參見P107中的雙符號(hào)位判溢方法原理。 〔２〕[X+Y]補(bǔ)=1.1001[X－Y]補(bǔ)：溢出4.3試使用兩個(gè)4位二進(jìn)制加法器和假設(shè)干邏輯門電路，設(shè)計(jì)一位余3碼編碼的十進(jìn)制加法器?！蔡崾荆河?碼加法的校正規(guī)那么為：當(dāng)余3碼編碼的兩個(gè)數(shù)直接相加后，假設(shè)結(jié)果有進(jìn)位，那么和數(shù)加3校正；否那么和數(shù)減3校正〕圖在ｗｏｒｄ下不好畫：略：4.4使用原碼一位乘法計(jì)算X*Y：(1)X=0.11101，Y=0.01111(2)X=-0.10011，Y=0.11010答：〔１〕注意：參見P114中例4.6?！玻病常踃*Y］原＝1.01111011104.5使用補(bǔ)碼Booth乘法計(jì)算X*Y：(1)X=0.01111，Y=-0.11101(2)X=-0.10011，Y=-0.11010答：〔１〕注意：參見P118中例4.8。［X］補(bǔ)＝00.01111［Y］補(bǔ)＝11.00011［-X］補(bǔ)＝11.10001所以：［X*Y］補(bǔ)＝1.1001001101X*Y＝-0.0110110011〔２〕［X*Y］補(bǔ)＝0.01111011104.6分別使用原碼恢復(fù)余數(shù)除法和原碼加減交替除法計(jì)算X/Y：(1)X=0.0111，Y=0.1101(2)X=0.1011，Y=-0.1110答：〔１〕原碼恢復(fù)余數(shù)除法注意：參見P124中例4.9。所以[Q]原＝0.1000[R]原＝0.00001000原碼加減交替法:注意：參見P125中例4.10。所以[Q]原＝0.1000[R]原＝0.00001000〔２〕原碼恢復(fù)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(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)除法計(jì)算X/Y：(1)X=0.0111，Y=0.1101(2)X=0.1011，Y=-0.1110答：〔１〕注意：參見P128的原理和P129中例4.11。采用第一種方法所以[Q]補(bǔ)＝0.1001[R]補(bǔ)＝0.00001110〔２〕[Qs]補(bǔ)=1.0011;[R]補(bǔ)=0.000011004.8設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5位，尾數(shù)6位，均用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X+Y和X-Y?！搽A碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼計(jì)算〕。(1)X=-1.625，Y=5.25(2)X=15/64，Y=-29/256答：〔１〕假設(shè)Z＝X＋Y，X＋Y的計(jì)算過程如下：注意：參見P139的原理和P141中例4.13。對(duì)階尾數(shù)相加結(jié)果規(guī)格化左歸一位，階碼減1；結(jié)果無溢出此時(shí)的階碼和尾數(shù)為：舍入按照0舍1入法對(duì)尾數(shù)進(jìn)展舍入，結(jié)果為：假設(shè)Z＝X－Y，其計(jì)算過程如下：1、對(duì)階2、尾數(shù)相減3、結(jié)果規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化形式，并且無溢出，因此無需規(guī)格化4、舍入按照0舍1入發(fā)對(duì)尾數(shù)進(jìn)展舍入，結(jié)果為：〔２〕［X＋Y］補(bǔ)＝1,11010.11111;X+Y=0.11111×2-0011［X－Y］補(bǔ)＝1,11110.10110;X-Y=0.101102-00014.9設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X*Y和X/Y〔階碼用移碼計(jì)算，尾數(shù)用任何一種機(jī)器數(shù)的串行乘除算法計(jì)算〕。(1)X=5.25，Y=-1.625(2)X=-29/256，Y=15/64答：〔１〕［X×Y］浮=1,01001.01111;X*Y=－0.10001×20100［X/Y］浮=1,00101.00111;X/Y=－0.11001×20010〔２〕X和Y的補(bǔ)碼表示為：[X]補(bǔ)=0,11011.00011[Y]補(bǔ)=0,11100.11110假設(shè)Z＝X*Y，那么Z的計(jì)算過程為：注意：參見P143的原理和P143中例4.14。〔1〕階碼相加階碼無溢出尾數(shù)相乘使用Booth算法計(jì)算尾數(shù)的乘積：[MX]補(bǔ)=11.00011[MY]補(bǔ)=0.11110[-MX]補(bǔ)=00.11101[MX]補(bǔ)=1.0010011010結(jié)果的規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化的，因此無需再規(guī)格化。舍入對(duì)尾數(shù)進(jìn)展0舍1入，得：[Z]補(bǔ)=0，10111.00101假設(shè)Z＝X/Y，那么Z的計(jì)算過程為：注意：參見P145的原理和P146中例4.15?！?〕階碼相減階碼無溢出(2)尾數(shù)相除采用原碼加減交替法計(jì)算尾數(shù)的商：[MX]補(bǔ)=00.11101[MY]補(bǔ)=00.11110[-|MY|]補(bǔ)=11.00010[MZ]補(bǔ)=0.11110(1)(3)結(jié)果的規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化的，因此無需再進(jìn)展規(guī)格化。(4)舍入對(duì)尾數(shù)進(jìn)展0舍1入，得：|MZ|=0.11111[MZ]原=1.11111[MZ]補(bǔ)=1.00001|Z|補(bǔ)=0，11111.000014.10假設(shè)浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算時(shí)，尾數(shù)采用變形補(bǔ)碼〔模4補(bǔ)碼〕進(jìn)展運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果形式為：MS1MS2.M1……Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：(1)假設(shè)尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí)，結(jié)果需要左規(guī)；(2)假設(shè)尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí)，結(jié)果需要右規(guī)〔1次〕；(3)假設(shè)尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí)，結(jié)果不需要規(guī)格化；A．MS1MS2.M1=00.0 B．MS1MS2.M1=00.1 C．MS1MS2.M1=01.0D．MS1MS2.M1=01.1 E．MS1MS2.M1=10.0 F．MS1MS2.M1=10.1G．MS1MS2.M1=11.0 H．MS1MS2.M1=11.1答：〔１〕A,H〔２〕D,E,F〔３〕B4.11浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)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：C4.12設(shè)[X]補(bǔ)=X0.X1……Xn，X必須滿足條件時(shí)，X左移一位求2X時(shí)，才不會(huì)發(fā)生溢出。A．X0.X1=0.0 B．X0.X1=1.1 C．X0.X1=0.1 D．X0.X1=1.0 答：A,B4.13設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)8位，假設(shè)機(jī)器數(shù)DAH為補(bǔ)碼，那么算術(shù)左移一位后為，算術(shù)右移一位后為。A．B4H B．B5H C．F4H D．6DH E．EDH答：A,E在計(jì)算機(jī)內(nèi)，減法一般用來實(shí)現(xiàn)。A．二進(jìn)制減法器 B．十進(jìn)制減法器 C．二進(jìn)制加法器 D．十進(jìn)制加法器答：C設(shè)某運(yùn)算器由一個(gè)加法器Σ、兩個(gè)暫存器A和B〔D型邊沿存放器〕、一個(gè)狀態(tài)存放器、一個(gè)二選一多路選擇器構(gòu)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：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(hào)序列。如何實(shí)現(xiàn)操作A+B→A和A+B→B寫出發(fā)送的信號(hào)序列。可以實(shí)現(xiàn)操作D+A→A和D+B→B嗎如果可以，請(qǐng)寫出發(fā)送的信號(hào)序列。假設(shè)A、B均為鎖存器〔電平觸發(fā)的存放器〕，那么實(shí)現(xiàn)操作A+B→A和A+B→B時(shí)有問題嗎為什么4.29習(xí)題4.15圖示答：〔１〕傳送過程：ＤＡ，Ａ∑Ｂ?？刂菩盘?hào)：Ｓ＝0〔選Ｄ〕，CPA,A∑,F=A,S=1(選∑)〔２〕A∑,B∑,F=A+B,S=１(選∑)，CPAA∑,B∑,F=A+B,CPB〔３〕S=0(選D),CPA,A∑,B∑,F=A+B,S=１(選∑)，CPAS=0(選D),CPA,A∑,B∑,F=A+B,CPB〔４〕結(jié)果不對(duì)。加法器會(huì)屢次運(yùn)算。如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOV AL，7FHADD AL，80H答：〔AL〕=FFH；ZF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0：因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒產(chǎn)生進(jìn)位，OF=0：因?yàn)镃1⊕Cf=0，說明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒溢出，SF=1：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為1,PF=1：結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOV AL，7FHSUB AL，1答：〔AL〕=7EH；ZF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0：因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒產(chǎn)生借位，OF=0：因?yàn)镃1⊕Cf=0，說明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒溢出，SF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為0,PF=0：結(jié)果中“1”第五章5.1說明主存儲(chǔ)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(gè)64K×16位的存儲(chǔ)器，由16K×1位的DRAM芯片〔芯片內(nèi)是128×128構(gòu)造〕構(gòu)成，存儲(chǔ)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，那么刷新信號(hào)周期是多少〔3〕如果用集中刷新方式，存儲(chǔ)器刷新一遍最少用多少時(shí)間答：〔１〕64;〔２〕15.625微秒〔３〕64微秒5.3某機(jī)字長(zhǎng)16位，CPU地址總線18位，數(shù)據(jù)總線16位，存儲(chǔ)器按字編址，CPU的控制信號(hào)線有：MREQ#〔存儲(chǔ)器訪問請(qǐng)求，低電平有效〕，R/W#〔讀寫控制，低電平為寫信號(hào)，高電平為讀信號(hào)〕。試問：〔1〕該機(jī)可以配備的最大主存容量為?！?〕該機(jī)主存采用64K×1bit的DRAM芯片〔內(nèi)部為4個(gè)128×128陣列〕構(gòu)成最大主存空間，那么共需個(gè)芯片；假設(shè)采用異步刷新方式，單元刷新間隔為2ms，那么刷新信號(hào)的周期為?！?〕假設(shè)為該機(jī)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(duì)主存地址各個(gè)字段的劃分〔標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)〕；假設(shè)主存地址為462EH，那么該地址可映象到Cache的哪一組〔4〕該機(jī)已有8K×16位的ROM存儲(chǔ)器，地址處于主存的最高端；現(xiàn)在再用假設(shè)干個(gè)16K×8位的SRAM芯片形成128K×16位的RAM存儲(chǔ)區(qū)域，起始地址為00000H，假設(shè)SRAM芯片有CS#〔片選，低電平有效〕和WE#〔寫使能，低電平有效〕信號(hào)控制端；試寫出RAM、ROM的地址范圍，并畫出SRAM、ROM與CPU的連接圖，請(qǐng)標(biāo)明SRAM芯片個(gè)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：〔１〕256KW〔２〕64,15.625微秒〔3〕或者462E可以寫為：000100011000101110，所以，它的組號(hào)為：11000101＝197〔4〕RAM的地址范圍為：000000000000000000－011111111111111111ROM的地址范圍為：111110000000000000－1111111111111111115.4設(shè)有一個(gè)4體穿插存儲(chǔ)器，在使用時(shí)經(jīng)常遇到連續(xù)訪問同一個(gè)存儲(chǔ)體的情況，會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果答：存儲(chǔ)器帶寬降低。5.5某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲(chǔ)的磁盤組成。CPU總是從Cache中獲取數(shù)據(jù)。假設(shè)所訪問的字在Cache中，那么存取它只需要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那么需要1200s。假定Cache的命中率為90%，主存的命中率為60%，計(jì)算該系統(tǒng)訪問一個(gè)字的平均存取時(shí)間。答：5.6CPU執(zhí)行一段時(shí)間時(shí)，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，cache的存儲(chǔ)周期為40ns，主存的存儲(chǔ)周期為240ns。求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時(shí)間答：e=tc/ta=8/9=89%ta=40*(3900/4000)+240*(100/4000)=45ns5.7某處理器包含一片內(nèi)Cache，容量為8K字節(jié)，且采用4路組相聯(lián)構(gòu)造，塊的大小為4個(gè)32位字。當(dāng)Cache未命中時(shí)，以分組方式從主存讀取4個(gè)字到Cache，假定主存容量為16M字節(jié)。請(qǐng)說明：〔1〕Cache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)或者5.8計(jì)算機(jī)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(gè)行，每行有64個(gè)字。假設(shè)開場(chǎng)時(shí)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(shí)，采用將主存中含有該字的塊送入Cache后，再?gòu)腃ache中把需要的字讀出送CPU的方法〕，然后又重復(fù)執(zhí)行20次。設(shè)Cache存取時(shí)間為主存的1/10。替換使用LRU算法，請(qǐng)計(jì)算上述操作總的存取時(shí)間與不用Cache相比，速度提高多少倍答：約4.965倍5.9簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的含義和作用。略。習(xí)題六指令包括哪幾局部各表示什么含意略。在一地址指令、二地址指令中，如何指定二個(gè)操作數(shù)地址如何存放操作結(jié)果略。簡(jiǎn)述指令操作碼的擴(kuò)展技術(shù)的基本方法。略。某機(jī)器字長(zhǎng)16位，采用單字長(zhǎng)指令，每個(gè)地址碼6位。試采用操作碼擴(kuò)展技術(shù)，設(shè)計(jì)14條二地址指令，80條一地址指令，60條零地址指令。請(qǐng)給出指令編碼示意圖。1．〔7分〕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:000000～00110180條單地址指令：操作碼〔10位〕地址碼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〕60條零地址指令：操作碼〔16位〕操作碼:1111111111××××××〔64條中選擇60個(gè)編碼即可〕 其他編碼方案，只要符合操作碼擴(kuò)展技術(shù)都可以什么是指令字長(zhǎng)什么是機(jī)器字長(zhǎng)它們之間有何關(guān)系略：確定尋址方式的目的是什么略請(qǐng)說明間接尋址和直接尋址的不同。略。簡(jiǎn)述變址尋址和基址尋址的主要區(qū)別。略。單項(xiàng)選擇題〔1〕存放器間接尋址方式中，操作數(shù)在〔〕中。A.程序計(jì)算器B.堆棧C.存放器D.主存答：D〔2〕堆棧常用于〔〕。A.數(shù)據(jù)移位B.程序轉(zhuǎn)移C.保護(hù)程序現(xiàn)場(chǎng)D.輸入、輸出答：C〔3〕單地址指令中，為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)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(duì)某個(gè)存放器中操作數(shù)的尋址方式稱為〔〕A．直接尋址B.間接尋址C.存放器直接尋址D.存放器間接尋址答：C〔5〕指令中采用不同的尋址方式，其主要目的是〔〕。A.可以實(shí)現(xiàn)操作碼的擴(kuò)展B.實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制C.縮短指令長(zhǎng)度、擴(kuò)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(chǔ)器，后者是訪問存放器。B.前者是確定程序轉(zhuǎn)移地址，后者取操作數(shù)。C.前者是確定程序順序執(zhí)行順序，后者是取確定操作數(shù)地址。D.前者是短指令，后者是長(zhǎng)指令。答：BC〔7〕變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址為〔〕。A.程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加上形式地址。B.基址存放器的內(nèi)容加上形式地址。C.變址存放器的內(nèi)容加上形式地址。D.變址存放器的內(nèi)容加上基址存放器的內(nèi)容答：Ｃ〔8〕CISC指令系統(tǒng)與RISC指令系統(tǒng)相比具有〔〕等特點(diǎn)。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(jiǎn)單，后者指令功能復(fù)雜。答：B某機(jī)16位字長(zhǎng)指令格式如下：OPMD5位3位8位5位3位8位其中：D是形式地址，采用補(bǔ)碼表示〔包括一位符號(hào)位〕；M是尋址方式M=0立即尋址；M=1直接尋址〔這時(shí)D為地址，是無符號(hào)數(shù)〕；M=2間接尋址；M=3變址尋址〔變址存放器RI，16位〕；M=4基址尋址〔基址存放器Rb，16位〕；M=5相對(duì)尋址。該指令格式最多可以定義多少種不同的操作立即尋址操作數(shù)范圍是多少寫出各種尋址方式的有效地址的計(jì)算表達(dá)式。各種尋址方式時(shí)能訪問的最大主存空間范圍是多少答：〔１〕32,0～255〔２〕直接尋址:EA＝D間接尋址:EA=(D)變址尋址:EA=(RI)＋Ｄ基址尋址:EA=〔Rb〕+D相對(duì)尋址:EA=(PC)+D〔３〕直接尋址:0～255間接尋址:0～255(設(shè)存儲(chǔ)器長(zhǎng)度為８位,且只能取一個(gè)字節(jié))變址尋址：0～16K-1基址尋址:0~16K-1相對(duì)尋址:當(dāng)前指令地址的－128~+127一個(gè)較完整的指令系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些類型的指令略假設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)是相對(duì)偏移量，用補(bǔ)碼表示。假設(shè)當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H，且CPU每取出一個(gè)字節(jié)指令便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行〔PC〕+1→PC操作。請(qǐng)問當(dāng)轉(zhuǎn)移地址分別為0006H和0025H時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容是什么答：EBH,0AH.某機(jī)器內(nèi)共有16個(gè)32位的通用存放器，設(shè)計(jì)一種有60種操作，8種尋址方式的指令系統(tǒng)。假設(shè)指令字長(zhǎng)等于機(jī)器字長(zhǎng)，機(jī)器字長(zhǎng)為32位，請(qǐng)答復(fù)：(1)假設(shè)主存可直接尋址或間接尋址，采用“存放器－存儲(chǔ)器〞型指令，能尋址最大存儲(chǔ)空間是多少畫出指令格式并說明各字段的含意。(2)假設(shè)采用通用存放器作基址存放器，那么“存放器－存儲(chǔ)器〞型指令的指令格式是怎樣?能尋址最大存儲(chǔ)空間是多少答：〔１〕２19;操作碼(6位)尋址方式〔3位〕存放器(4位)地址A(19位)〔２〕操作碼(6位)尋址方式〔3位〕存放器(4位)地址A(19位)２32什么叫堆棧它的操作特點(diǎn)是什么堆棧主要用在哪里略。簡(jiǎn)述RISC的主要優(yōu)缺點(diǎn)。略設(shè)某機(jī)存放器字長(zhǎng)16位，用16進(jìn)制表示，：變址存放器內(nèi)容為0004H，PC的內(nèi)容為0003H，內(nèi)存中局部單元內(nèi)容如下：地址：內(nèi)容地址：內(nèi)容0002H：000AH0007H：000AH0003H：0002H0008H：0002H0004H：0007H0009H：0003H0005H：0004H000AH：0009H0006H：0005H000BH：0008H指令為雙字長(zhǎng)指令，格式如下：操作碼，尋址方式碼，存放器號(hào)(16位)直接地址/間接地址/立即數(shù)/相對(duì)位移量/形式地址(16位)假設(shè)當(dāng)前指令分別為以下尋址方式時(shí)，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(xí)題77.6Ta1=3*4*1/f=12/(25*106)=0.48(微秒)Ta2=〔12＋4〕/(25*106)=0.64(微秒)2．某8位模型機(jī)采用微程序控制器，構(gòu)造如圖1所示。其中MEM為主存，R0~R3是通用存放器。各部件的控制信號(hào)均已標(biāo)出，控制信號(hào)的命名準(zhǔn)那么是：‘→’符號(hào)前的是數(shù)據(jù)發(fā)送方部件，‘→’符號(hào)后的是數(shù)據(jù)接收方部件，并且控制信號(hào)中的B表示總線；J1#控制指令譯碼，其他讀寫信號(hào)具有普通意義?！?〕圖1中有27個(gè)微操作控制信號(hào)，其中J1?！獼5＃是用于轉(zhuǎn)移的判別測(cè)試條件。在微指令中，控制字段采用直接控制法，判別測(cè)試字段采用譯碼法編碼，下址字段8位，那么該模型機(jī)的控存容量是多少答：控制字段22位，判別測(cè)試字段3位，下址字段8位，所以微指令字長(zhǎng)33位，控存容量256×33位。圖2微程序流程圖〔2〕模型機(jī)的某條指令的微程序流程圖如圖2所示，寫出該條指令的功能、尋址方式、指令第二字的含義。答：無條件轉(zhuǎn)移指令JMP，尋址方式：相對(duì)尋址，指令第二字為相對(duì)偏移量?！?〕寫出MEM→DR1微指令必須發(fā)送的微操作控制信號(hào)。答：EQ\x\to(MEMR)，B→DR1〔4〕〔8分〕根據(jù)圖1所示的數(shù)據(jù)通路，寫出MOV RD，[RS+X]指令的微程序流程圖。指令功能為〔〔RS〕＋X〕→RD，指令格式如下：OP〔4位〕RS〔2位〕RD〔2位〕X圖1 模型機(jī)構(gòu)造框圖答：習(xí)題8簡(jiǎn)述外設(shè)的編址方式，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。略當(dāng)控制器執(zhí)行訪存指令和I/O指令時(shí)，發(fā)出的讀寫控制信號(hào)有何不同答：訪存指令發(fā)出存儲(chǔ)器請(qǐng)求信號(hào)或存儲(chǔ)器讀寫信號(hào)，訪I/O指令發(fā)出I/O請(qǐng)求信號(hào)?；騃/O讀寫信號(hào)。為何要在CPU和外設(shè)之間設(shè)置一個(gè)接口簡(jiǎn)述接口的功能和組成。略主機(jī)和外設(shè)交換信息的方式有哪幾種簡(jiǎn)述各自的工作原理和特點(diǎn)。略CPU與外設(shè)接口交換信息的方式有以下幾種，其中A下，CPU被外設(shè)獨(dú)占，而B下支持CPU與外設(shè)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(shí)現(xiàn)。程序查詢方式程序中斷方式DMA方式并行傳送串行傳送答：(1)A,(2)B,(3)C程序中斷方式與DMA方式有何異同?略何謂中斷簡(jiǎn)述中斷的全部過程。略簡(jiǎn)要說明中斷請(qǐng)求線的幾種傳送方式，并比照它們的優(yōu)缺點(diǎn)。略什么是中斷屏蔽字簡(jiǎn)述中斷屏