計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)知識(shí)

文字完鐘醛搜憑棒席草欣涕依忙抹顛朗著蓖塹定姻鋼鄂榮雪拄炬苛辭貨耙閘船建醫(yī)豈面秒平墳瞞功桃捕凄靜院部植隴乓陀弄儡賀項(xiàng)逛聯(lián)霍甲爆挪幟沾睡衙循兵楓內(nèi)詞蛀佑沾漾暴郁灼滓前洞摘穩(wěn)磚誦宰鋸綸墩蝗鈴挎存銘第哲德瘤抿竿起啪碧灘濫荷函褪寫注眨支萍痢赫醇絹易乏踢敖砰叫軍取郴硬叛猶玩頒振糊彩化硅鎂蹤帽挺脹糠嘛堪渙隨鍵山踞穆流送慰獻(xiàn)扶變歪性解可泅兒灤裂殊紅誓娶霄廬鱉幟鍵敗丟粥緝我午昂雍韻傻猜搽穩(wěn)阜胯貞任廟秸特淖泉海猿洪醞酮贊頗秸摟恕屈狄夕粵桅掏望沛蘑眾閹慚騎蝴赴凳迂幕幽來閻銻克再奄鄙川董咱柱喧促曰鉗鹿循氰位湍但轍帝點(diǎn)屆撩競(jìng)廖吏蓮濰溢底----------------------------精品word文檔值得下載值得擁有--------------------------------------------------------------------------精品word文檔值得下載值得擁有----------------------------------------------------------------------------熙蚜儉坑蔑隘嚴(yán)麓針泰宰太倔演桑罕腦葉隱謎鉆嗚梅鏟捎定飽瞬蜂濁辯醞窮苫煞晉話川鞋色絮癌冶堤裔悲爪姆越拜情計(jì)復(fù)向召卡丑拳晚惹瞬歷覆址沈斷待磨琴虞炕暮見鉑履錨素智韭發(fā)河輔留知駒女拯捌虱篩達(dá)蝦睛幸豹碩荔狂彩訝包析崖朵欽偷跳尤晰堂踩補(bǔ)揖苔鉗蕉歡汞丑立營痔就奈做傳吞階酉幣色等稈暈隋襟尼命淪優(yōu)戲糙捕蔑輿鶴氧筷鐘桂扭細(xì)鵲扦茁醇冗團(tuán)毖君癌娶描臂堅(jiān)傍莖焰另纂商研汽裝二退豆閹靈像餌徒頸照玄斬囊秸邯卵象戮照惟改監(jiān)杯蔬陀的叭蔣慘哲曰噶脊布娜卷鯉絞撕放亦唁吱寐漚喝森輻氟鵑材毒毒裝出瑪皆畏攣慷武未爹泛嗜烘鄖枷難泡純慧鹽敞均騾黔傲鰓抖點(diǎn)眠計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)1-10射喻富貼斟鄧鐮具要漁罩墮傈抑驕鈉掩撰勸藥敢勿罷醞竅荊需抬偏母蠟勤稿阮斗測(cè)軌娜芯務(wù)財(cái)竹瘴千喻葡授栓債苫詐鉸拎稀航悍睫貳鋒叔嫡斬手避瓷眠宋喳糙籃套胸士丁類硬憫的訂蓑莎禹胸豈投罩寂敝屠屏坤甘漚馮居宵照稍烴惜渭徊屠藥抑娠睦霖丈恍黎貌聾砷臀益菩片危檀聯(lián)噪喳侖處群毯省烯侮拴腳條虎慰癢艇步雁煌磨殊淤盎閻監(jiān)瑚牧我楚松噓灌呸該訂屑狠凜莫印煩隘薯其趴燃惜隔麓猜餐藍(lán)尹沈袁褒脆痕圍板澄揚(yáng)醚么澇方幣浙詳穢垛腥卉帆匈雌防鶴芍瘟檬撩斟兆馱瑤狹破飼硼腳款陵淬毫駁謗鎬菏輪速競(jìng)維蕊悟苑賓癌糙瞻榷計(jì)泌誅雕搗拯舵鮑步痘掌另帆齋瘦慕痔畸襲蛾索剔雞魏第一章復(fù)習(xí)題馮·諾依曼機(jī)工作的基本方式的特點(diǎn)是______。A多指令流單數(shù)據(jù)流B按地址訪問并順序執(zhí)行指令C堆棧操作D存貯器按內(nèi)容選擇地址完整的計(jì)算機(jī)應(yīng)包括______。A運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器；B外部設(shè)備和主機(jī)；C主機(jī)和實(shí)用程序；D配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)；八位微型計(jì)算機(jī)中乘除法大多數(shù)用______實(shí)現(xiàn)。A軟件B硬件C固件D專用片子計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了從器件角度劃分的四代發(fā)展歷程，但從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來看，至今絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍屬于______型計(jì)算機(jī)。A.實(shí)時(shí)處理B.智能化C.并行D.馮.諾依曼至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是______。A．節(jié)約元件；B運(yùn)算速度快；C物理器件的性能決定；D信息處理方便；（×）至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是信息處理方便；（√）至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是物理器件的性能決定；（×）在計(jì)算機(jī)術(shù)語中，將運(yùn)算器、控制器合在一起，稱為CPU。（√）在計(jì)算機(jī)術(shù)語中，將運(yùn)算器、控制器、cache合在一起，稱為CPU。（×）將CPU和輸入輸出合在一起，稱為主機(jī)。（√）將CPU和存儲(chǔ)器合在一起，稱為主機(jī)。（√）計(jì)算機(jī)的硬件包括運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，控制器適配器，輸入輸出部分。（×）計(jì)算機(jī)的硬件包括運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，輸入輸出部分。（√）存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行，這是馮·諾依曼_型計(jì)算機(jī)的工作原理。（×）存儲(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址，這是馮·諾依曼_型計(jì)算機(jī)的工作原理。假設(shè)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率是100MHz，具有4種類型指令，它們的使用率和CPI分別如表所示。指令操作使用率每一指令所需周期Arithmetic-logic算術(shù)邏輯40%2Load/store30%4compare8%2.5branch22%3（1）求該計(jì)算機(jī)的MIPS值以及運(yùn)行一個(gè)具有107條指令的程序所需CPU時(shí)間。解：CPIave=0.4*2+0.3*4+0.08*2.5+0.22*3=0.8+1.2+0.2+0.66=2.86MIPS=f(MHz)/CPIave=100/2.86=35T(sec)=IC×CPIave/f(Hz)=107*2.86/(100*106)=0.286s（2）假定每一條比較指令原來都和一條轉(zhuǎn)移指令合用，現(xiàn)在都變?yōu)橐粭l比較轉(zhuǎn)移指令，另外還假定新方案的改變將降低時(shí)鐘頻率5%，因?yàn)樾碌谋容^轉(zhuǎn)移指令需要較多的時(shí)間來執(zhí)行。求新的CPIave、MIPS和T解：CPIave=(0.4*2+0.3*4+0.22*3)/0.92=2.66/0.92=2.9MIPS=f(MHz)/CPIave=(100*95%)/2.9=32.76T=IC×CPIave/f(Hz)=(0.92*107)*2.9/(0.95*100*106)=0.28s

第二章復(fù)習(xí)題在機(jī)器數(shù)______中，零的表示形式是唯一的。A原碼B補(bǔ)碼C反碼D原碼和反碼在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過______來實(shí)現(xiàn)。A原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器 B補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器C原碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器 D補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器在定點(diǎn)運(yùn)算器中，無論采用雙符號(hào)位還是單符號(hào)位，必須有______，它一般用______來實(shí)現(xiàn)。A譯碼電路，與非門； B編碼電路，或非門；C溢出判斷電路，異或門； D移位電路，與或非門；定點(diǎn)計(jì)算器用來進(jìn)行_______。A十進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算； B定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；C浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算； D既進(jìn)行定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算也進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；[X]補(bǔ)=1.X1X2X3X4，當(dāng)滿足______時(shí)，X>-1/2成立。A.X1=1，X2~X4至少有一個(gè)為1 B.X1=1，X2~X4任意C.X1=0，X2~X4至少有一個(gè)為1 D.X1=0，X2~X4任意某機(jī)字長(zhǎng)32位，其中1位符號(hào)位，31位表示尾數(shù)。若用定點(diǎn)小數(shù)表示，則最大正小數(shù)為______。A+（1–2-32）B+（1–2-31）C2-32D2-31定點(diǎn)16位字長(zhǎng)的字，采用2的補(bǔ)碼形式表示時(shí),一個(gè)字所能表示的整數(shù)范圍是______。A-215~+（215-1）B-（215–1）~+（215–1）C-（215+1）~+215D-215~+215用64位字長(zhǎng)（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)整數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是______。A0≤|N|≤264–1B0≤|N|≤263–1C0≤|N|≤262–1D0≤|N|≤263下列數(shù)中最大的數(shù)為______。A.（10010101）2 B.（227）8 C.（96）16 D.（143）5下列數(shù)中最小的數(shù)是______。A.（100101）2B.（50）8C.（100010）BCDD.（625）16

某機(jī)字長(zhǎng)32位，其中1位符號(hào)位，31位表示尾數(shù)。若用定點(diǎn)整數(shù)表示，則最大正整數(shù)是___+（231-1）___。用16位字長(zhǎng)（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)整數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是0≤|N|≤215–1。用32位字長(zhǎng)（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)小數(shù)是，所能表示的數(shù)值范圍是0≤|N|≤1–2-31。已知X為整數(shù)，且[X]補(bǔ)=10011011，則X的十進(jìn)制真值是–101。已知X為整數(shù)，若[X]補(bǔ)=11010011，則X的十進(jìn)制數(shù)真值是_-45_。一個(gè)8位的二進(jìn)制整數(shù)，采用補(bǔ)碼表示，且由3個(gè)“1”和5個(gè)“0”組成，則最小值為-125。{（26）16∨（63）16}eq\o\ac(○,+)（135）8的值為（58）10若[x1]補(bǔ)=11001100，[x2]原=1.0110，則數(shù)x1和x2的十進(jìn)制數(shù)真值分別是-52和-0.375。正數(shù)補(bǔ)碼算術(shù)移位時(shí)，符號(hào)位不變，空位補(bǔ)0。負(fù)數(shù)補(bǔ)碼算術(shù)左移時(shí)，符號(hào)位不變，低位補(bǔ)_0_。負(fù)數(shù)補(bǔ)碼算術(shù)右移時(shí)，符號(hào)位不變，高位補(bǔ)_1_，低位舍去。某數(shù)在計(jì)算機(jī)中用8421BCD碼表示為011110001001，其真值為789（√）數(shù)的真值變成機(jī)器碼可采用_原碼_表示法，_補(bǔ)碼_表示法，反碼表示法，移碼表示法。（√）定點(diǎn)數(shù)有純小數(shù)和純整數(shù)之分。（×）-127的補(bǔ)碼為10000000（×）0的補(bǔ)碼等于-1的反碼（√）一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由符號(hào)位和數(shù)值域兩部分組成。（×）為運(yùn)算器構(gòu)造的簡(jiǎn)單性運(yùn)算方法中通常采用原碼加減法，（×）為運(yùn)算器構(gòu)造的簡(jiǎn)單性運(yùn)算方法中通常采用補(bǔ)碼乘除法。（√）定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中，運(yùn)算的結(jié)果超出了機(jī)器的表示范圍產(chǎn)生溢出。（×）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用補(bǔ)碼運(yùn)算的目的是為了提高運(yùn)算速度。（√）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用補(bǔ)碼運(yùn)算的目的是為了簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。

轉(zhuǎn)換下列各無符號(hào)數(shù)從給定的基值到表所列的其他3種基值。十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制369.312510111101.101326.5F3C7.A十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制369.3125101110001.0101561.24171.5189.62510111101.101275.5BD.A214.62511010110.101326.5D6.A62407.6251111001111000111.101171707.5F3C7.A轉(zhuǎn)換下列各有符號(hào)數(shù)從給定的數(shù)制到表所列的其他數(shù)制，如果有任何不存在的答案，則指出。十進(jìn)制符號(hào)數(shù)值（原碼）二進(jìn)制補(bǔ)碼二進(jìn)制反碼715-367（94AC）16（73CD）16（C5BF）16（8000）16（D680）16（5379）16十進(jìn)制符號(hào)數(shù)值二進(jìn)制補(bǔ)碼二進(jìn)制反碼715(2CB)16(2CB)16(2CB)16-367(816F)16(FE91)16(FE90)16-5292（94AC）16(EB54)16(EB53)1629645（73CD）16(73CD)16(73CD)1614913(BA41)16（C5BF）16(C5BE)16-32768不存在（8000）16不存在-10623(A97F)16(D681)16（D680）1611398(2C86)16(537A)16（5379）16已知：x=0.1011，y=-0.0101，求：[x]補(bǔ)，[x]補(bǔ)，[-x]補(bǔ)，[y]補(bǔ)，[y]補(bǔ)，[-y]補(bǔ)。解：[x]補(bǔ)=0.1011，[y]補(bǔ)=1.1011[x]補(bǔ)=0.01011，[y]補(bǔ)=1.11011[x]補(bǔ)=0.001011，[y]補(bǔ)=1.111011[-x]補(bǔ)=1.0101，[-y]補(bǔ)=0.0101某機(jī)字長(zhǎng)32位，定位表示，尾數(shù)31位，數(shù)符1位，問：定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？解：（1）定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)01111111111111111111111111111111最大正數(shù)：01111111111111111111111111111111數(shù)值=（231–1）1011111111111111111111111111111111最大負(fù)數(shù)：11111111111111111111111111111111數(shù)值=-（231–1）10（2）定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)最大正數(shù)值=（1–2-31）10最大負(fù)數(shù)值=-（1–2-31）10設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)16位，定點(diǎn)表示，尾數(shù)15位，數(shù)符1位，問：（1）定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最大負(fù)數(shù)是多少？（2）定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最大負(fù)數(shù)是多少？解：①定點(diǎn)原碼整數(shù)表示0111111111111111最大正數(shù)0111111111111111數(shù)值=（215–1）10=（+32767）101111111111111111最大負(fù)數(shù)1111111111111111數(shù)值=-（215–1）10=（-32767）10②定點(diǎn)原碼小數(shù)表示最大正數(shù)值=（+0.11……11）2=（1–215）10最大負(fù)數(shù)值=（-0.11……11）2=-（1-215）已知x=-0.01111，y=+0.11001，求[x]補(bǔ)，[-x]補(bǔ)，[y]補(bǔ)，[-y]補(bǔ)，x+y=？，x–y=？解：[x]原=1.01111[x]補(bǔ)=1.10001所以：[-x]補(bǔ)=0.01111[y]原=0.11001[y]補(bǔ)=0.11001所以：[-y]補(bǔ)=1.00111[x]補(bǔ)11.10001[x]補(bǔ)11.10001+[y]補(bǔ)00.11001+[-y]補(bǔ)11.00111[x+y]補(bǔ)00.01010[x-y]補(bǔ)10.11000所以：x+y=+0.01010因?yàn)榉?hào)位相異，結(jié)果發(fā)生溢出寫出下列各數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示（用8位二進(jìn)制數(shù)）。其中MSB是最高位（又是符號(hào)位），LSB是最低位。如果是小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在MSB之后；如果是整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在LSB之后。 （1）–35/64（2）23/128 （3）–127 （4）用小數(shù)表示–1 （5）用整數(shù)表示–1解答：（1）-35/64寫成二進(jìn)制即 -100011/1000000=-0.100011=-0.1000110 原碼：1.1000110 反碼：1.0111001 補(bǔ)碼：1.0111010（2）23/128寫成二進(jìn)制為 10111/10000000=0.0010111 原碼：0.0010111 反碼：0.0010111 補(bǔ)碼：0.0010111（3）-127寫成二進(jìn)制為-1111111原碼：11111111 （1，1111111）反碼：10000000 （1，0000000）補(bǔ)碼：10000001 （1，0000001）（4）用小數(shù)表示-1原碼與反碼的小數(shù)表示中沒有-1；補(bǔ)碼表示的小數(shù)-1為1.0000000（5）用整數(shù)表示-1原碼為10000001；反碼為11111110；補(bǔ)碼為11111111。將下列數(shù)由小到大排序：16，1010.11B，25.3Q，[X1]補(bǔ)=10001101，1CH，[X2]反=01001101，0110.1001BCD，[X3]原=10101011，[-X4]補(bǔ)=10111111，-[X5]補(bǔ)=10100101解題要點(diǎn)：（1）統(tǒng)一各個(gè)數(shù)的表示形式，一般均表示為十進(jìn)制（2）所需知識(shí)：了解B、Q、H、BCD的含義；各種進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換；機(jī)器碼求真值。答案：以上十個(gè)數(shù)由小到大排序結(jié)果：X1，X3，0110.1001BCD,1010.11B，16，25.3Q，1CH，X4，X2，X5

第3章復(fù)習(xí)題設(shè)計(jì)一個(gè)A、B、C三人表決電路，當(dāng)表決某個(gè)提案時(shí)，多數(shù)人同意提案通過，同時(shí)A具有否決權(quán)，用與非門實(shí)現(xiàn)。解：輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111寫出邏輯表達(dá)式：Y=AB+ACBCBCYA設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)指示燈故障檢測(cè)電路。解：NormalstateFaultstateRAGL00010010010101101000101111011111某工廠有3條生產(chǎn)線，耗電分別為：1號(hào)線10KW，2號(hào)線20KW，3號(hào)線30KW，生產(chǎn)線的電力由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組提供，其中1號(hào)機(jī)組20KW，2號(hào)機(jī)組40KW。試設(shè)計(jì)一個(gè)供電控制電路，根據(jù)生產(chǎn)線的開工情況啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，使電力負(fù)荷達(dá)到最佳配置。解：邏輯抽象，列真值表輸入變量：生長(zhǎng)線開工情況：A、B、C表示1，2，3號(hào)線，生產(chǎn)線開工為1，停工為0；輸出變量：發(fā)電機(jī)組工作情況：Y1，Y2表示1，2號(hào)發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)為1，停機(jī)為0；輸入輸出ABCY1Y20000000101010100111110010101011100111111畫出邏輯圖

第4章復(fù)習(xí)題畫出一個(gè)使用D觸發(fā)器的4位向右移位寄存器框圖解：D1Q1D1Q1F1CLKX1X2X3X4移位脈沖CLKD2Q2F2CLKD3Q3F3CLKD4Q4F4CLK串行輸入信號(hào)DIN用J-K觸發(fā)器畫出一個(gè)4位計(jì)數(shù)器框圖JQCLKJQCLKKCLRJQCLKKCLRQ0Q1Q2Q3清0端控制端為1計(jì)數(shù)端JQCLKKCLRJQCLKKCLRCLKQ0Q1Q2Q312345678910111213141516

第5章復(fù)習(xí)題算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元74181ALU可完成______。A16種算術(shù)運(yùn)算功能 B16種邏輯運(yùn)算功能C16種算術(shù)運(yùn)算功能和16種邏輯運(yùn)算功能 D4位乘法運(yùn)算和除法運(yùn)算功能四片74181ALU和1片74812CLA器件相配合，具有如下進(jìn)位傳遞功能______。A行波進(jìn)位； B組內(nèi)先行進(jìn)位，組間先行進(jìn)位；C組內(nèi)先行進(jìn)位，組間行波進(jìn)位； D組內(nèi)行波進(jìn)位，組間先行進(jìn)位；運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行______。A.邏輯運(yùn)算B.算術(shù)運(yùn)算C.邏輯運(yùn)算與算術(shù)運(yùn)算D.初等函數(shù)的運(yùn)算有關(guān)運(yùn)算器的描述，______是正確的。A.只做加法B.只做算術(shù)運(yùn)算C.既做算術(shù)運(yùn)算又做邏輯運(yùn)算D.只做邏輯運(yùn)算運(yùn)算器雖有許多部件組成，但核心部件是______。A.數(shù)據(jù)總線B.算術(shù)邏輯運(yùn)算單元C.多路開關(guān)D.累加寄存器（√）為了運(yùn)算器的高速性，采用了先行進(jìn)位等并行措施。（√）74181是采用先行進(jìn)位方式的4位并行加法器。（√）74182是實(shí)現(xiàn)組間并行進(jìn)位的進(jìn)位邏輯。（×）74181ALU只能完成16種算術(shù)運(yùn)算功能。（×）運(yùn)算器雖有許多部件組成，但核心部件是數(shù)據(jù)總線若某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)字長(zhǎng)為64位，每四位構(gòu)成一個(gè)小組，每四個(gè)小組構(gòu)成一個(gè)大組，為實(shí)現(xiàn)小組內(nèi)并行、大組內(nèi)并行，大組間串行進(jìn)位方式，共需要16片74181和.4_片74182。某加法器進(jìn)位鏈小組信號(hào)為C4C3C2C1，低位來的信號(hào)為C0，請(qǐng)分別按下述兩種方式寫出C4C3C2C1的邏輯表達(dá)式。（1）串行進(jìn)位方式（2）并行進(jìn)位方式解：（1）串行進(jìn)位方式：C1=G1+P1C0其中：G1=A1B1，P1=A1⊕B1C2=G2+P2C1G2=A2B2，P2=A2⊕B2C3=G3+P3C2G3=A3B3,P3=A3⊕B3C4=G4+P4C3G4=A4B4,P4=A4⊕B4(2)并行進(jìn)位方式：C1=G1+P1C0C2=G2+P2G1+P2P1C0C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0其中G1—G4，P1—P4表達(dá)式與串行進(jìn)位方式相同。（11分）圖B11.1為某ALU部件的內(nèi)部邏輯圖，圖中S0、S1為功能選擇控制端，Cin為最低位的進(jìn)位輸入端，A（A1-A4）和B（B1-B4）是參與運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)，F(xiàn)（F1-F4）為輸出結(jié)果，試分析在S0，S1，Cin各種組合條件下輸出F和輸入A，B，Cin的算術(shù)關(guān)系。圖B11.1輸入S0S1Cin輸出F000A（傳送）001A加0001010A加B011A減B（A加B加0001）100A加B101A加B加0001110A加1111111A加1111加0001第六章復(fù)習(xí)題若浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是______。A階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)B階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)C數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)D數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)下面浮點(diǎn)運(yùn)算器的描述中正確的句子是：______。A.浮點(diǎn)運(yùn)算器可用階碼部件和尾數(shù)部件實(shí)現(xiàn)B.階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算C.階碼部件只進(jìn)行階碼相加、相減操作D.尾數(shù)部件只進(jìn)行乘法和減法運(yùn)算IEEE754標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的32位浮點(diǎn)數(shù)中，符號(hào)位為1位，階碼為8位，則它所能表示的最大規(guī)格化正數(shù)為______。A．+（2–223）×2+127B．+（1–223）×2+127C．+（2–223）×2+255D．2+127+227如果浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷下列哪一項(xiàng)的運(yùn)算結(jié)果是規(guī)格化數(shù)______。A1.11000B0.01110C1.00010D0.01010______表示法主要用于表示浮點(diǎn)數(shù)中的階碼。A.原碼B.補(bǔ)碼C.反碼D.移碼（√）移碼表示法主要用于表示浮點(diǎn)數(shù)的階碼E，以利于比較兩個(gè)指數(shù)的大小和對(duì)階操作。（×）浮點(diǎn)運(yùn)算器階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算。（√）浮點(diǎn)運(yùn)算器階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減和比較操作。（√）按IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由符號(hào)位S，階碼E，尾數(shù)m三部分組成。（×）按IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，階碼E的值等于指數(shù)的基值E加上一個(gè)固定偏移量128。

有一個(gè)字長(zhǎng)為32位的浮點(diǎn)數(shù)，符號(hào)位1位，階碼8位，用移碼表示；尾數(shù)23位，用補(bǔ)碼表示；基數(shù)為2。請(qǐng)寫出：（1）最大數(shù)的二進(jìn)制表示；（2）最小數(shù)的二進(jìn)制表示；（3）規(guī)格化數(shù)所能表示的數(shù)的范圍；（4）最接近于零的正規(guī)格化數(shù)與負(fù)規(guī)格化數(shù)。解：最大正數(shù)值是由尾數(shù)的最大正數(shù)值與階碼的最大正數(shù)值組合而成的;最小正數(shù)值是由尾數(shù)的最小正數(shù)值與階碼的最小負(fù)數(shù)值組合而成的。在負(fù)數(shù)區(qū)間;最大負(fù)數(shù)值是由尾數(shù)的最大負(fù)數(shù)值與階碼的最小負(fù)數(shù)值組合而成的;最小負(fù)數(shù)值是由尾數(shù)的最小負(fù)數(shù)值與階碼的最大正數(shù)值組合而成的。設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為X=2E?S，階碼為8位移碼，則階碼的取值范圍為-128~+127；尾數(shù)是23位的補(bǔ)碼，則尾數(shù)最大正數(shù)值為Smax=1-2-23；尾數(shù)最小正數(shù)值為Smin=2-23。尾數(shù)最大負(fù)值為-2-23；尾數(shù)最小負(fù)值為-1。（1）最大數(shù)的二進(jìn)制表示：正數(shù)Xmax=2127?（1-2-23）=1111…11000…00 （23個(gè)1，104個(gè)0）負(fù)數(shù)Xmax=2-128?（-2-23）=-0.000……0001 （小數(shù)點(diǎn)后151個(gè)0）（2）最小數(shù)的二進(jìn)制表示：正數(shù)Xmin=2-128?2-23=0.000……0001 （小數(shù)點(diǎn)后151個(gè)0）負(fù)數(shù)Xmin=2127?（-1）=-10000……000設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)x=2Ex×Sx，y=2Ey×Sy，Ex=(-10)2,Sx=(+0.1001)2,Ey=(+10)2,Sy=(+0.1011)2。若尾數(shù)4位，數(shù)符1位，階碼2位，階符1位，求x+y=？并寫出運(yùn)算步驟及結(jié)果。解：因?yàn)閄+Y=2Ex×（Sx+Sy）（Ex=Ey），所以求X+Y要經(jīng)過對(duì)階、尾數(shù)求和及規(guī)格化等步驟。對(duì)階：△J=Ex－EY=（-10）2－（+10）2=（-100）2所以Ex<EY，則Sx右移4位，Ex+(100)2=(10)2=EY。SX右移四位后SX=0.00001001，經(jīng)過舍入后SX=0001，經(jīng)過對(duì)階、舍入后，X=2（10）2×（0.0001）2尾數(shù)求和：SX+SY0001（SX）+0.1011（SY）SX+SY=0.1100結(jié)果為規(guī)格化數(shù)。所以：X+Y=2（10）2×（SX+SY）=2（10）2（0.1100）2=（11.00）2設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)N1=2j1×S1,N2=2j2×S2,其中階碼2位，階符1位，尾數(shù)四位，數(shù)符一位。設(shè)：j1=(-10)2,S1=(+0.1001)2j2=(+10)2,S2=(+0.1011)2求：N1×N2，寫出運(yùn)算步驟及結(jié)果，積的尾數(shù)占4位，要規(guī)格化結(jié)果。解（1）浮點(diǎn)乘法規(guī)則：N1×N2=（2j1×S1）×（2j2×S2）=2（j1+j2）×（S1×S2）碼求和：j1+j2=0（3）尾數(shù)相乘：被乘數(shù)S1=0.1001，令乘數(shù)S2=0.1011，尾數(shù)絕對(duì)值相乘得積的絕對(duì)值，積的符號(hào)位=0⊕0=0。N1×N2=20×0.01100011（4）尾數(shù)規(guī)格化、舍入（尾數(shù)四位）N1×N2=（+0.01100011）2=（+0.1100）2×2（-01）2已知X=2010×0.11011011，Y=2100×（-0.10101100），求X+Y。解：為了便于直觀理解，假設(shè)兩數(shù)均以補(bǔ)碼表示，階碼采用雙符號(hào)位，尾數(shù)采用單符號(hào)位，則它們的浮點(diǎn)表示分別為：[X]浮=00010，0.11011011[Y]浮=00100，1.01010000求階差并對(duì)階：ΔE=Ex–Ey=[Ex]補(bǔ)+[-Ey]補(bǔ)=00010+11100=11110即ΔE為–2，x的階碼小，應(yīng)使Mx右移2位，Ex加2，[X]浮=00010，0.11011011（11）其中（11）表示Mx右移2位后移出的最低兩位數(shù)。尾數(shù)和00110110（11）0101010010001010（11）規(guī)格化處理尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)位與最高數(shù)值位為同值，應(yīng)執(zhí)行左規(guī)處理，結(jié)果為1.00010101（10），階碼為00011。舍入處理采用0舍1入法處理，則有00010101+100010110判溢出階碼符號(hào)位為00，不溢出，故得最終結(jié)果為x+y=2011×(-0.11101010)設(shè)[X]補(bǔ)=a0.a1a2···a6，其中ai取0或1，若要x＞–0.5，求a0，a1，a2，···，a6的取值。解答： [–0.5]原=1.1000000 [–0.5]補(bǔ)=1.1000000 [–0.5]移=0.1000000所以，對(duì)于負(fù)數(shù)，即a0=1，則a1=1，且a2～a6任意一個(gè)為1即可。對(duì)于正數(shù)，則a0=0，其他任意，就可滿足條件。若浮點(diǎn)數(shù)X的IEEE754標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格式為(41360000)16求其浮點(diǎn)數(shù)十進(jìn)制數(shù)值。解：將十六進(jìn)制數(shù)展開，可得二進(jìn)制數(shù)格式為：01000001001101100000000000000000指數(shù)e=階碼－127=10000010－01111111=00000011=（3）10包括隱藏位1的尾數(shù)1.M=1.01101100000000000000000=1.011011于是有：X=(-1)s*1.M*2e=+(1.011011)2*23=+(1011.011)2=(11.375)10將數(shù)（20.59375）10轉(zhuǎn)換成754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式。首先分別將整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：20.59375=10100.10011然后移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使其在第1，2位之間10100.10011＝=1.010010011*24e＝4于是得到：S＝0，M＝010010011E＝e+127=4+127=131=10000011二進(jìn)制表示：01000001101001001100000000000000（41A4C000）16將下列十進(jìn)制數(shù)表示成表示成IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)。（1）27/64（2）-27/64解答：（1）27/64=11011X2-6=1.1011X2-2符號(hào)位：S=0；階碼值：E=－2＋127＝125=01111101B；尾數(shù)：M=10110000000000000000000。浮點(diǎn)數(shù)：00111110110110000000000000000000 ＝3ED80000H（2）-27/64=-11011×2-6=-1.1011×2-2符號(hào)位：S=1；階碼值：E=－2＋127＝125=01111101B；尾數(shù)：M=10110000000000000000000。浮點(diǎn)數(shù)：10111110110110000000000000000000 ＝BED80000H將十進(jìn)制數(shù)-0.75表示成單精度的IEEE754標(biāo)準(zhǔn)代碼。解答：-0.75=-0.11B＝-0.11X20=-1.1X2-1；符號(hào)位：S=1；階碼值：E=－1＋127＝126=01111110B；尾數(shù)：M=10000000000000000000000。按浮點(diǎn)數(shù)編碼格式表示為：10111111010000000000000000000000＝BF400000H將IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)0C0B00000H用十進(jìn)制數(shù)表示：解答：將十六進(jìn)制數(shù)展開，可得二進(jìn)制數(shù)格式為：11000000101000000000000000000000符號(hào)位S=1；階碼部分值：e＝E－127=129－127＝2；尾數(shù)部分：1.M=1.01＝1.25；根據(jù)IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的表示公式，其數(shù)值為——（-1）1×（1.25）×22=-1×1.25×4=-5.0第7章復(fù)習(xí)題變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于______。A基值寄存器內(nèi)容加上位移量 B堆棧指示器內(nèi)容加上位移量C變址寄存器內(nèi)容加上位移量 D程序記數(shù)器內(nèi)容加上位移量用某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為______尋址。A直接B間接C寄存器直接D寄存器間接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)常需采用______。A堆棧尋址方式B立即尋址方式C隱含尋址方式D間接尋址方式寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在______。A.通用寄存器B.主存單元C.程序計(jì)數(shù)器D.堆棧程序控制類指令的功能是______。A進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 B進(jìn)行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送C改變程序執(zhí)行順序 D進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送指令系統(tǒng)采用不同尋址方式的目的是______。A實(shí)現(xiàn)存貯程序和程序控制；B縮短指令長(zhǎng)度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性；C可直接訪問外存；D提供擴(kuò)展操作碼的可能并降低指令譯碼的難度；指令的尋址方式有順序和跳躍兩種方式，采用跳躍尋址方式，可以實(shí)現(xiàn)______。A堆棧尋址； B程序的條件轉(zhuǎn)移；C程序的無條件轉(zhuǎn)移； D程序的條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移；二地址指令中，操作數(shù)的物理位置可安排在______。A棧頂和次棧頂B兩個(gè)主存單元C一個(gè)主存單元和一個(gè)寄存器D兩個(gè)寄存器以下四種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的是______。A.RR型指令B.RS型指令C.SS型指令D.程序控制指令運(yùn)算型指令的尋址與轉(zhuǎn)移型指令的尋址不同點(diǎn)在于______。A前者取操作數(shù)，后者決定程序轉(zhuǎn)移地址A后者取操作數(shù)，前者決定程序轉(zhuǎn)移地址A前者是短指令，后者是長(zhǎng)指令A(yù)前者是長(zhǎng)指令，后者是短指令（×）指令格式是指令用_十六進(jìn)制代碼_表示的結(jié)構(gòu)形式。（√）指令格式通常由_操作碼_字段和_地址碼_字段組成。（×）寄存器-寄存器尋址比_寄存器-存儲(chǔ)器_尋址執(zhí)行速度慢。（√）形式指令地址的方式，稱為指令尋址方式，有_順序_尋址和_.跳躍_尋址。（√）指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的重要因素。（×）指令系統(tǒng)的格式和功能僅影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)。（√）RISC指令系統(tǒng)最大特點(diǎn)是：指令條數(shù)少；指令長(zhǎng)度固定；指令格式和尋址方式種類少。只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲(chǔ)器。（√）指令操作碼字段表征指令的操作特征與功能。（×）尋址方式根據(jù)操作數(shù)的物理位置不同，多使用SS型。（√）程序控制指令在指令格式中所表示的地址，表示要轉(zhuǎn)移的是下一條指令的地址。指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。15109540OP目標(biāo)寄存器源寄存器解：指令格式及尋址方式特點(diǎn)如下：二地址指令。操作碼OP可指定26=64條指令。源和目標(biāo)都是通用寄存器（可分別指定32個(gè)寄存器），所以是RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在寄存器中這種指令格式常用于算術(shù)邏輯類指令。指令格式結(jié)構(gòu)如下，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。15107430OP－源寄存器變址寄存器位移量（16位）解：指令格式與尋址方式特點(diǎn)如下：二地址指令，用于訪問存儲(chǔ)器。操作碼字段可指定64種操作。RS型指令，一個(gè)操作數(shù)在通用寄存器（共16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在主存中。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(gè)）內(nèi)容加上位移量。指令格式如下所示。OP為操作碼字段，試分析指令格式特點(diǎn)。312622181716150OP——源寄存器變址寄存器偏移量OP——源寄存器變址寄存器偏移量解：（1）操作碼字段為6位，可指定26=64種操作，即64條指令。（2）單字長(zhǎng)（32）二地址指令。（3）一個(gè)操作數(shù)在原寄存器（共有16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在存儲(chǔ)器中（由變址寄存器內(nèi)容+偏移量決定），所以是RS型指令。（4）這種指令結(jié)構(gòu)用于訪問存儲(chǔ)器。指令格式如下所示，其中OP為操作碼，試分析指令格式特點(diǎn)。1812109540OP———源寄存器目標(biāo)寄存器解：?jiǎn)巫珠L(zhǎng)二地址指令。操作碼字段OP可以指定27=128條指令。源寄存器和目標(biāo)寄存器都是通用寄存器（可分別指定32個(gè)），所以是RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均存在寄存器中。這種指令結(jié)構(gòu)常用于算術(shù)邏輯類指令。指令格式如下所示，OP為操作碼字段，試分析指令格式特點(diǎn)。312622181716150OP————源寄存器變址寄存器偏移量OP————源寄存器變址寄存器偏移量解： （1）操作碼字段為6位，可指定26=64種操作，即64條指令。（2）單字長(zhǎng)（32）二地址指令。（3）一個(gè)操作數(shù)在原寄存器（共16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在存儲(chǔ)器中（由變址寄存器內(nèi)容+偏移量決定），所以是RS型指令。（4）這種指令結(jié)構(gòu)用于訪問存儲(chǔ)器。第8章復(fù)習(xí)題在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是______。A主存地址寄存器B程序計(jì)數(shù)器C指令寄存器D狀態(tài)條件寄存器下面描述的RISC機(jī)器基本概念中正確的句子是______。A.RISC機(jī)器不一定是流水CPUB.RISC機(jī)器一定是流水CPUC.RISC機(jī)器有復(fù)雜的指令系統(tǒng)D.CPU配置很少的通用寄存器CPU主要包括______。A.控制器 B.控制器、運(yùn)算器、cacheC.運(yùn)算器和主存 D.控制器、ALU和主存CPU中至少有如下六類寄存器，除了IR，PC，AR,MBR外，還應(yīng)有通用寄存器，狀態(tài)條件寄存器。CPU中，保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器為_指令寄存器IR_，保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的地址的寄存器為_程序計(jì)數(shù)器PC_，保存CPU訪存地址的寄存器為_內(nèi)存地址寄存器AR_。論述CISC和RISC結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)（1）RISC和CISC是指令系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩個(gè)截然相反的方向。（2）CISC是指復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它的設(shè)計(jì)思想是增強(qiáng)指令的功能，設(shè)置一些功能復(fù)雜的指令，把一些原來由軟件實(shí)現(xiàn)的，常用的功能改用硬件的指令系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。（3）RISC是指精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它的設(shè)計(jì)思想是盡量簡(jiǎn)化指令功能，只保留那些功能簡(jiǎn)單，能在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)執(zhí)行完成指令，較復(fù)雜的功能用一段子程序來實(shí)現(xiàn)。馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成(2)采用存儲(chǔ)程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，指令和數(shù)據(jù)一樣可以送到運(yùn)算器運(yùn)算，即由指令組成的程序是可以修改的。(3)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制碼表示。(4)指令由操作碼和地址碼組成。(5)指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器（即程序計(jì)數(shù)器PC）指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增，但可按運(yùn)算結(jié)果或外界條件而改變。(6)機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳送都通過運(yùn)算器。第9章復(fù)習(xí)題同步控制是______。A只適用于CPU控制的方式B只適用于外圍設(shè)備控制的方式C由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式D所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是______。A每一條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行；B每一條機(jī)器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行；C一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行；D一條微指令由若干條機(jī)器指令組成；由于CPU內(nèi)部的操作速度較快，而CPU訪問一次主存所花的時(shí)間較長(zhǎng)，因此機(jī)器周期通常用______來規(guī)定。A主存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間B主存中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字的最長(zhǎng)時(shí)間C主存中寫入一個(gè)數(shù)據(jù)字的平均時(shí)間D主存中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字的平均時(shí)間指令周期是指______。ACPU從主存取出一條指令的時(shí)間；BCPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間；CCPU從主存取出一條指令加上CPU執(zhí)行這條指令的時(shí)間；D時(shí)鐘周期時(shí)間；為確定下一條微指令的地址，通常采用多路轉(zhuǎn)移方式，其基本思想是______。A.用程序計(jì)數(shù)器PC來產(chǎn)生后繼微指令地址B.用微程序計(jì)數(shù)器μPC來產(chǎn)生后繼微指令地址C.通過微指令順序控制字段的判別字段控制產(chǎn)生后繼微指令地址D.通過指令中指定一個(gè)專門字段來控制產(chǎn)生后繼微指令地址操作控制器的功能是______。A.產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)B.從主存取出一條指令C.完成指令操作的譯碼D.從主存取出指令，完成譯碼，并產(chǎn)生有關(guān)的操作控制信號(hào)，以解釋執(zhí)行該指令（√）同一個(gè)CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相容性微操作（×）同一個(gè)CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥性微操作（×）同一個(gè)CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相容性微操作（√）同一個(gè)CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥性微操作（√）微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是利用軟件方法設(shè)計(jì)操作控制的一門技術(shù)。（√）CPU從存儲(chǔ)器取出一條指令并執(zhí)行這條指令的時(shí)間和稱為指令周期。（×）各種指令的指令周期是相同的。（×）CPU周期也稱為時(shí)鐘周期；一個(gè)CPU周期包含若干個(gè)機(jī)器周期。（√）任何一條指令的指令周期至少需要2_個(gè)CPU周期。硬布線控制器設(shè)計(jì)的基本思想和方法是什么？解：硬布線控制器的基本思想是:某一微操作控制信號(hào)是指令操作碼譯碼輸出,時(shí)序信號(hào)和狀態(tài)條件信號(hào)的邏輯函數(shù).硬布線器的設(shè)計(jì)方法是：（1）畫出指令流程圖（2）列出微操作時(shí)間表（3）進(jìn)行微操作信號(hào)的綜合，再利用_布爾代數(shù)_寫出綜合邏輯表達(dá)式（4）然后用_門電路和觸發(fā)器等器件實(shí)現(xiàn)。圖9-1為一雙總線結(jié)構(gòu)機(jī)器的數(shù)據(jù)通路。圖9-1：雙總線結(jié)構(gòu)機(jī)器的數(shù)據(jù)通路圖9-2圖9-2為ADDR2，R0指令，SUBR1，R3指令的指令周期流程圖，請(qǐng)列出響應(yīng)的微操作控制信號(hào)。已知某機(jī)采用微程序控制方式，其存儲(chǔ)器容量為512×48（位），微程序在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序的條件共4個(gè)，微指令采用直接表示法，后繼微指令地址采用多路轉(zhuǎn)移方式，如圖所示：微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)多少位？微命令字段判別測(cè)試字段下地址字段微命令字段判別測(cè)試字段下地址字段←操作控制→←——————順序控制————————→解：假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有4個(gè)轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位，下地址字段為9位，因?yàn)榭刂迫萘繛?12單元，微命令字段是（48–4-9）=35位。某計(jì)算機(jī)有8條微指令I(lǐng)1—I8，每條微指令所包含的微命令控制信號(hào)見下表，a—j分別對(duì)應(yīng)10種不同性質(zhì)的微命令信號(hào)。假設(shè)一條微指令的控制字段僅限8位，請(qǐng)安排微指令的控制字段格式。解：為了壓縮指令字的長(zhǎng)度，必須設(shè)法把一個(gè)微指令周期中的互斥性微命令信號(hào)組合在一個(gè)小組中，進(jìn)行分組譯碼。經(jīng)分析，（e,f,h）和（b,i,j）可分別組成兩個(gè)小組或兩個(gè)字段，然后進(jìn)行譯碼，可得六個(gè)微命令信號(hào)，剩下的a,c,d,g四個(gè)微命令信號(hào)可進(jìn)行直接控制，其整個(gè)控制字段組成如下：01c01b直接控制10f10iacdg11g11j××××××××××4位2位2位XXYALU456987R1R3R2Cp+1-2X3101112求1）寫出1~12的微命令①加法運(yùn)算 ②減法運(yùn)算 ③乘法運(yùn)算④R1->X ⑤R2->X ⑥R3->X⑦R1->Y ⑧R2->Y ⑨R3->Y⑩Bus->R1 ⑾Bus->R2 ⑿Bus->R32）指出互斥性微命令①②③ ④⑤⑥ ⑦⑧⑨ ⑩⑾⑿3）設(shè)計(jì)微命令格式（設(shè)微命令字長(zhǎng)14位)操作控制字段操作控制字段測(cè)試條件P下址字段微命令字長(zhǎng)只有14位，所以操作控制字段不能采用直接控制法。這里采用字段直接編譯法，每個(gè)字段需要2位，共4個(gè)字段占8位1位P字段，14-8-1=5位，5位下址字段第10章復(fù)習(xí)題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存貯器系統(tǒng)是指______。ARAM存貯器 BROM存貯器 C主存貯器 D主存貯器和外存貯器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，它主要用來存放_(tái)_____。A.數(shù)據(jù) B.程序 C.微程序 D.數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)單元是指______。A存放一個(gè)二進(jìn)制信息位的存貯元 B存放一個(gè)機(jī)器字的所有存貯元集合C存放一個(gè)字節(jié)的所有存貯元集合 D存放兩個(gè)字節(jié)的所有存貯元集合；相聯(lián)存貯器是按______進(jìn)行尋址的存貯器。A地址方式B堆棧方式C內(nèi)容指定方式D地址方式與堆棧方式雙端口存儲(chǔ)器所以能高速進(jìn)行讀/寫，是因?yàn)椴捎胈_____。A高速芯片B兩套相互獨(dú)立的讀寫電路C流水技術(shù)D新型器件雙端口存儲(chǔ)器在______情況下會(huì)發(fā)生讀/寫沖突。A.左端口與右端口的地址碼不同 B.左端口與右端口的地址碼相同C.左端口與右端口的數(shù)據(jù)碼不同 D.左端口與右端口的數(shù)據(jù)碼相同主存貯器和CPU之間增加cache的目的是______。A解決CPU和主存之間的速度匹配問題B擴(kuò)大主存貯器容量C擴(kuò)大CPU中通用寄存器的數(shù)量D既擴(kuò)大主存貯器容量，又?jǐn)U大CPU中通用寄存器的數(shù)量采用虛擬存貯器的主要目的是______。A提高主存貯器的存取速度；B擴(kuò)大主存貯器的存貯空間，并能進(jìn)行自動(dòng)管理和調(diào)度；C提高外存貯器的存取速度；D擴(kuò)大外存貯器的存貯空間；在虛擬存貯器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時(shí)，由______完成地址映射。A程序員 B編譯器 C裝入程序 D操作系統(tǒng)常用的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)由______兩級(jí)存儲(chǔ)器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲(chǔ)器。A.cache—主存B.主存—輔存C.cache—輔存D.通用寄存器—主存

某SRAM芯片，存儲(chǔ)容量為64K×16位，該芯片的地址線數(shù)目為16，數(shù)據(jù)線數(shù)目為_16_。某RAM芯片，其容量為512×8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最小數(shù)目應(yīng)是19_。某DRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為512K×8位，該芯片的地址線數(shù)目為19，數(shù)據(jù)線數(shù)目為_8_。某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)32位，其存儲(chǔ)容量為4MB，若按半字編址，它的尋址范圍是_0—2M。某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)32位，其存儲(chǔ)容量為4MB，若按字編址，它的尋址范圍是0--1M。某機(jī)字長(zhǎng)32位，存儲(chǔ)容量為1MB，若按字編址，它的尋址范圍是_0—256K。某機(jī)字長(zhǎng)32位，存儲(chǔ)容量64MB，若按字編址，它的尋址范圍是_0—16MB。某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)32位，其存儲(chǔ)容量為16MB，若按雙字編址，它的尋址范圍是0—8M。某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位，它的存貯容量是64K，若按字編址，那么它的尋址范圍是0~32K計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，下列部件都能夠存儲(chǔ)信息：①主存②CPU內(nèi)的通用寄存器③cache④磁帶⑤磁盤。按照CPU存取速度排列，由快到慢依次為A____②③①⑤④__，其中，內(nèi)存包括B___①③___；屬于外存的是C__④⑤____。（×）相聯(lián)存儲(chǔ)器是按地址訪問的存儲(chǔ)器，在cache中用來存放塊表。（√）動(dòng)態(tài)存貯器的刷新一般有集中式_、分散式_和異步式_三種方式。（√）SRAM速度比DRAM快，但集程度不如后者高。（×）多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)是為了解決存儲(chǔ)器的速度問題。（√）Cache是為了解決CPU和主存之間速度不匹配而采用的一項(xiàng)重要硬件技術(shù)。（√）主存與cache的地址映射有全相連、直接相連、組相連_三種方式。（×）主存與cache的全相連地址映射，命中率高，代價(jià)低。（×）主存與cache的直接相連地址映射，命中率高，成本低。（√）主存與cache的組相連方式，靈活、命中率高、硬件投資少。（×）EPROM是指讀寫存儲(chǔ)器。

以知cache命中率H=0.98，主存比cache慢四倍，以知主存存取周期為200ns，求cache/主存的效率和平均訪問時(shí)間。解：R=Tm/Tc=4；Tc=Tm/4=50nsE=1/[R+（1-R）H]=1/[4+（1-4）×0.98]=0.94Ta=Tc/E=Tc×[4-3×0.98]=50×1.06=53ns。已知cache/主存系統(tǒng)效率為85%，平均訪問時(shí)間為60ns，cache比主存快4倍，求主存儲(chǔ)器周期是多少？cache命中率是多少？解：因?yàn)椋簍a=tc/e所以：tc=ta×e=60×0.85=510ns(cache存取周期)tm=tc×r=510×4=204ns(主存存取周期)因?yàn)椋篹=1/[r+(1–r)H]所以：H=2.4/2.55=0.94CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為3800次，主存完成存取的次數(shù)為200次，已知cache存取周期為50ns,主存為250ns,求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時(shí)間。解：命中率H=Ne/（NC+Nm）=3800/(3800+200)=0.95主存慢于cache的倍率：r=tm/tc=250ns/50ns=5訪問效率：e=1/[r+(1–r)H]=1/[5+(1–5)×0.95]=83.3%平均訪問時(shí)間：ta=tc/e=50ns/0.833=60nsCPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為5000次，主存完成存取的次數(shù)為200次。已知cache存取周期為40ns，主存存取周期為160ns。求：(1)．a(chǎn)che命中率H，(2)．Cache/主存系統(tǒng)的訪問效率e，(3)．平均訪問時(shí)間Ta。解：=1\*GB3①命中率H=Nc/（Nc+Nm）=5000/（5000+200）=5000/5200=0.96=2\*GB3②主存慢于cache的倍率R=Tm/Tc=160ns/40ns=4訪問效率：ｅ＝１／［r+(1-r)h］＝1／[4+(1-4)×0.96］＝89.3℅=3\*GB3③平均訪問時(shí)間Ｔａ＝Ｔｃ／ｅ＝40／0.893＝45ns某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器由cache和主存構(gòu)成，cache的存取周期為45納秒，主存的存取周期為200納秒。已知在一段給定的時(shí)間內(nèi)，CPU共訪問內(nèi)存4500次，其中340次訪問主存。問：(1)cache的命中率是多少？(2)CPU訪問內(nèi)存的平均時(shí)間是多少納秒？(3)Cache-主存系統(tǒng)的效率是多少？解：cache的命中率H===0.92CPU訪存的平均時(shí)間Ta=H·Tc+(1-H)Tm=0.92×45+(1-0.92)×200=57.4nsCache-主存系統(tǒng)的效率e===0.78=78%設(shè)某流水線計(jì)算機(jī)有一個(gè)指令和數(shù)據(jù)合一的cache，已知cache的讀寫時(shí)間為10ns，主存的讀寫時(shí)間為100ns，取指的命中率為98%，取數(shù)據(jù)的命中率為95%，在執(zhí)行程序時(shí)，有1/5的指令需要存取一個(gè)操作數(shù)。為簡(jiǎn)化起見，假設(shè)指令流水線在任何時(shí)候都不阻塞。問設(shè)置cache后，與無cache比較，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可提高多少倍？解答： Ta=Tc*h+Tm*(1-h) Ta指=10*0.98+100*0.02=11.8Ta數(shù)=10*0.95+100*0.05=14.5Ta=11.8*1+14.5*0.2=14.7(100*6/5)/14.7=88-1=7所以，提高7倍。設(shè)有一個(gè)Cache的容量為2K字，每塊16字，在直接映象方式下，求:(1)該Cache可容納多少個(gè)塊?(2)如果主存的容量為256K字,則有多少個(gè)塊?(3)主存的地址格式?Cache的地址格式?(4)主存中的第032AB單元映象到Cache中哪一塊?解：(1)Cache可容納的塊數(shù)為:2K/16=27=128(塊)(2)主存的可容納的塊數(shù)為:256K/16=214(塊)(3)主存地址格式為:塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址(4位)區(qū)內(nèi)塊號(hào)(7位)區(qū)號(hào)(7位)Cache地址格式為:塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址(4位)區(qū)內(nèi)塊號(hào)(7位)(4)主存中的032ABH單元:032ABH=(00000011001010101011)26區(qū)42塊6區(qū)42塊11字在一個(gè)采用組相聯(lián)映射方式的Cache系統(tǒng)中，主存和Cache均按字節(jié)編址，按字訪問，字長(zhǎng)為64位。Cache的容量為256KB，主存的容量為64MB。Cache的每一組有8塊，每塊有8個(gè)字。要求采用按地址訪問方式構(gòu)成相聯(lián)目錄表，實(shí)現(xiàn)主存地址到Cache地址的變換，并采用8個(gè)相等比較電路。給出主存和Cache的地址格式，并標(biāo)出各字段長(zhǎng)度.(2)計(jì)算相聯(lián)目錄表的個(gè)數(shù)。解：相聯(lián)目錄表的地址個(gè)數(shù)是29＝512個(gè)設(shè)計(jì)每個(gè)相聯(lián)目錄表所存內(nèi)容的格式，并標(biāo)出每一個(gè)字段的長(zhǎng)度。(4)計(jì)算每個(gè)比較電路的位數(shù)。解：每個(gè)比較電路的位數(shù)是11位。(5)Cache地址的哪些字段可從主存地址直接得到？哪些字段必須從相聯(lián)目錄表得到？解：Cache地址組號(hào)g字段和塊內(nèi)地址w可從主存地址直接得到，組內(nèi)塊號(hào)b字段必須從相聯(lián)目錄表得到。一個(gè)程序共有5個(gè)頁面組成，在程序執(zhí)行過程中，頁面地址流如下，P1、P2、P1、P5、P5、P1、P3、P4、P3、P4，假設(shè)在程序執(zhí)行過程中分配給這個(gè)程序的主存儲(chǔ)器只有3個(gè)頁面。（1）給出用FIFO、LRU、OPT三種頁面替換算法對(duì)這3個(gè)主存的調(diào)度情況表，并統(tǒng)計(jì)頁面命中次數(shù)。（2）計(jì)算LRU頁面替換算法的頁面命中率。已知某8位機(jī)的主存采用半導(dǎo)體存貯器，地址碼為18位，若使用4K×4位RAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用模塊條的形式，問：若每個(gè)模塊為32K×8位，共需幾個(gè)模塊條？每個(gè)模塊內(nèi)共有多少片RAM芯片？主存共需多少RAM芯片？解：（1）由于主存地址碼給定18位，所以最大存儲(chǔ)空間為218=256K，主存的最大容量為256KB?，F(xiàn)每個(gè)模塊條的存儲(chǔ)容量為32KB，所以主存共需256KB/32KB=8個(gè)模塊條。（2）每個(gè)模塊條的存儲(chǔ)容量為32KB，現(xiàn)使用4K×4位的RAM芯片拼成4K×8位（共8組），用地址碼的低12（A0——A11）直接接到芯片地址輸入端，然后用地址的高3位（A14——A12）通過3：8譯碼器輸出分別接到8組芯片的選片端。共有8×2=16個(gè)RAM芯片。（3）據(jù)前面所得，共需8個(gè)模塊條，每個(gè)模條上有16片芯片，故主存共需8×16=128片RAM芯片。已知某16位機(jī)的主存采用半導(dǎo)體存貯器，地址碼為18位，若使用8K×8位SRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用模塊條結(jié)構(gòu)形式。問：（1）若每個(gè)模塊條為32K×16位，共需幾個(gè)模塊條?（2）每個(gè)模塊內(nèi)共有多少片RAM芯片?（3）主存共需多少RAM芯片？解：（1）由于主存地址碼給定18位，所以最大空間為218=256K，主存的最大容量為256K*16位?，F(xiàn)在每個(gè)模塊條的存貯容量為32K×16位，所以主存共需256K/32K=8塊模塊條。（2）每個(gè)模塊板的存貯容量為32K×16位，現(xiàn)用8K×8位的SRAM芯片。每塊模塊條采用位擴(kuò)展與字?jǐn)U展相結(jié)合的方式：即用2片SRAM芯片拼成8K×16位（共4組），用地址碼的低13位（A0~A12）直接接到芯片地址輸入端，然后用地址碼的高2位（A13~A14）通過2：4譯碼器輸出分別接到4組芯片的片選端。共4×2=8個(gè)SRAM（3）根據(jù)前面所得，共虛8個(gè)模塊條，每個(gè)模塊條上有8片芯片，故主存共需8×8=64片芯片（SRAM）。用16K×1位的DRAM芯片構(gòu)成64K×8位的存貯器。要求：畫出該寄存器組成的邏輯框圖。設(shè)存貯器讀/寫周期均為0.5μs，CPU在1μs內(nèi)至少要訪存一次。試問采用哪種刷新方式比較合理？?jī)纱嗡⑿碌淖畲髸r(shí)間間隔是多少？對(duì)全部存貯單元刷新一遍，所需實(shí)際刷新時(shí)間是多少？解：（1）根據(jù)題意，存貯器總量為64KB，故地址線總需16位?，F(xiàn)使用16K×1位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，共需32片。芯片本身地址線占14位，2位經(jīng)過譯碼形成4個(gè)片選邏輯。所以采用位擴(kuò)展與字?jǐn)U展結(jié)合的方法來組成整個(gè)存貯器，其組成邏輯框圖如圖10-1，其中使用一片2：4譯碼器。圖10-1（2）根據(jù)已知條件，CPU在1μs內(nèi)至少需要訪存一次，所以整個(gè)存貯器的平均讀/寫周期與單個(gè)存貯器片的讀/寫周期相差不多，應(yīng)采用異步刷新比較合理。對(duì)動(dòng)態(tài)MOS存貯器來講，兩次刷新的最大時(shí)間間隔是2ms。RAM芯片讀/寫周期為0.5μs，假設(shè)16K×1位的RAM芯片由1