計算機組成原理課后習題答案

./作業(yè)解答第一章作業(yè)解答1.1基本的軟件系統(tǒng)包括哪些內容？答：基本的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件與應用軟件兩大類.系統(tǒng)軟件是一組保證計算機系統(tǒng)高效、正確運行的基礎軟件,通常作為系統(tǒng)資源提供給用戶使用.包括：操作系統(tǒng)、語言處理程序、數據庫管理系統(tǒng)、分布式軟件系統(tǒng)、網絡軟件系統(tǒng)、各種服務程序等.1.2計算機硬件系統(tǒng)由哪些基本部件組成？它們的主要功能是什么？答：計算機的硬件系統(tǒng)通常由輸入設備、輸出設備、運算器、存儲器和控制器等五大部件組成.輸入設備的主要功能是將程序和數據以機器所能識別和接受的信息形式輸入到計算機內.輸出設備的主要功能是將計算機處理的結果以人們所能接受的信息形式或其它系統(tǒng)所要求的信息形式輸出.存儲器的主要功能是存儲信息,用于存放程序和數據.運算器的主要功能是對數據進行加工處理,完成算術運算和邏輯運算.控制器的主要功能是按事先安排好的解題步驟,控制計算機各個部件有條不紊地自動工作.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>計算機由輸入設備、輸出設備、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據和指令.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,并連同所需的數據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果為止.1.4早期計算機組織結構有什么特點？現代計算機結構為什么以存儲器為中心？答：早期計算機組織結構的特點是：以運算器為中心的,其它部件都通過運算器完成信息的傳遞.隨著微電子技術的進步,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構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,現代計算機組織結構逐步轉變?yōu)橐源鎯ζ鳛橹行?1.5什么叫總線？總線的主要特點是什么？采用總線有哪些好處？答：總線是一組可為多個功能部件共享的公共信息傳送線路.總線的主要特點是共享總線的各個部件可同時接收總線上的信息,但必須分時使用總線發(fā)送信息,以保證總線上信息每時每刻都是唯一的、不至于沖突.使用總線實現部件互連的好處：可以減少各個部件之間的連線數量,降低成本；便于系統(tǒng)構建、擴充系統(tǒng)性能、便于產品更新?lián)Q代.1.6按其任務分,總線有哪幾種類型？它們的主要作用是什么？答：按總線完成的任務,可把總線分為：CPU內部總線、部件內總線、系統(tǒng)總線、外總線.1.7計算機的主要特點是什么？答：計算機的主要特點有：①能自動連續(xù)地工作；②運算速度快；③運算精度高；④具有很強的存儲能力和邏輯判斷能力；⑤通用性強.1.8衡量計算機性能有哪些基本的技術指標？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設備的名稱及主要規(guī)格.答：衡量計算機性能的基本的技術指標有：①基本字長；②主存容量；③運算速度；④所配置的外部設備及其性能指標；⑤系統(tǒng)軟件的配置.1.9單選題〔11946年,美國推出了世界上第一臺電子數字計算機,名為__A__.A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC〔2在計算機系統(tǒng)中,硬件在功能實現上比軟件強的是__C__.A.靈活性強B.實現容易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____.A.運算器與控制器B.主機與外設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是___D___.A.計算機可以代替人的腦力勞動B.計算機可以存儲大量的信息C.計算機是一種信息處理機D.計算機可以實現高速運算〔5存儲程序概念是由美國數學家馮·諾依曼在研究__D___時首先提出來的.A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC〔6現代計算機組織結構是以__B___為中心,其基本結構遵循馮·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___.A.只有數據存儲在存儲器B.只有程序存儲在存儲器C.數據和程序都存儲在存儲器D.數據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①和__②____兩個部件.答：①運算器②控制器〔2計算機的硬件包括①、__②____、__③____、__④____和__⑤____等5大部分.答：①運算器②控制器③存儲器④輸入設備⑤輸出設備〔3計算機的運算精度與機器的①有關,為解決精度與硬件成本的矛盾,大多數計算機使用__②____.答：①字長②變字長運算〔4從軟、硬件交界面看,計算機層次結構包括①和__②____兩大部分.答：①實機器②虛機器〔5計算機硬件直接能執(zhí)行的程序是①程序,高級語言編寫的源程序必須經過__②____翻譯,計算機才能執(zhí)行.答：①機器語言②語言處理程序〔6從計算機誕生起,科學計算一直是計算機最主要的①.答：①應用領域〔7銀河I〔YH-I巨型計算機是我國研制的①.答：①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.×〔2ENIAC計算機的主要工作原理是存儲程序和多道程序控制.×〔3決定計算機運算精度的主要技術指標是計算機的字長.√〔4計算機總線用于傳輸控制信息、數據信息和地址信息的設施.√〔5計算機系統(tǒng)軟件是計算機系統(tǒng)的核心軟件.√〔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.×〔7計算機主機由CPU、存儲器和硬盤組成.×〔8計算機硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的.√作業(yè)解答2.1完成下列不同進制數之間的轉換.〔1<246.625>D＝<11110110.101>B＝<366.5>Q＝<F6.A>H〔2<AB.D>H＝<10101011.1101>B＝<253.64>Q＝<171.8125>D〔3<1110101>B＝<117>D＝<000100010111>8421BCD2.2分別計算用二進制表示4位、5位、8位十進制數時所需要的最小二進制位的長度.答：∵4位十進制數的最大數為9999,213＝8192＜9999＜214＝16384∴表示4位十進制數所需的最小二進制位的長度為14位.∵5位十進制數的最大數為99999,216＝65536＜9999＜217＝131072∴表示5位十進制數所需的最小二進制位的長度為17位.∵8位十進制數的最大數為99999999,226＝67108864＜99999999＜227＝134217728∴表示8位十進制數所需的最小二進制位的長度為27位.根據當i位十進制數與j位二進制數比較時的等式,10i=2j,得j≈3.3i,亦可得到上述結果.2.3寫出判斷一個7位二進制正整數K＝K7K6K5K4K3K2K1是否為4的倍數的判斷條件.答：判斷一個7位二進制正整數K＝K7K6K5K4K3K2K1是否為4的倍數的判斷條件是：K2K1是否為全0.當K2K1＝00時,K＝K7K6K5K4K3K2K1為4的倍數,否則就不是.2.4設機器字長為8位〔含一位符號位,已知十進制整數x,分別求出[x]原、[x]反、[x]移、[x]補、[－x]補、[]補.〔1x＝＋79〔2x＝－56〔3x＝－0〔4x＝－1答：〔1x＝＋79＝<01001111>2〔2x＝－56＝－<00111000>2〔3x＝－0＝－<00000000>2〔4x＝－1＝－<00000001>2x[x]原[x]反[x]移[x]補[－x]補[]補＋79010011110100111111001111010011111011000100100111<截斷法>00101000<0舍1入>－56101110001100011101001000110010000011100011100100－0100000001111111110000000000000000000000000000000－11000000111111111001111111111111111100000001〔溢出機器零2.5已知[x]補,求x的真值.〔1[x]補＝0.1110〔2[x]補＝1.1110〔3[x]補＝0.0001〔4[x]補＝1.1111答：〔1[x]補＝0.1110,x＝0.1110〔2[x]補＝1.1110,x＝－0.0010〔3[x]補＝0.0001,x＝0.0001〔4[x]補＝1.1111,x＝－0.00012.6已知x的二進制真值,試求[x]補、[－x]補、[]補、[]補、[2x]補、[4x]補、[－2x]補、[－]補.〔1x＝＋0.0101101〔2x＝－0.1001011〔3x＝－1〔4x＝－0.0001010x[x]補[－x]補[]補[]補[2x]補[4x]補[－2x]補[－]補＋0.01011010.01011011.10100110.00101100.00101110.00010110.1011010溢出1.01001101.1110101－0.10010111.01101010.10010111.10110101.10110111.11011101.1101101溢出溢出溢出0.00100100.0010011－11.0000000無表示1.10000001.1100000溢出溢出溢出0.0100000－0.00010101.11101100.00010101.11110111.11111101.11111011.11011001.10110000.00101000.0000100.0000112.7根據題2.7表中給定的機器數〔整數,分別寫出把它們看作原碼、反碼、補碼、移碼表示形式時所對應的十進制真值.題2.7表表示形式機器數原碼表示反碼表示補碼表示移碼表示01011100+92+92+92-3611011001-89-38-39+8910000000-0-127-12802.8設十進制數x＝<＋124.625>×2－10〔1寫出x對應的二進制定點小數表示形式.〔2若機器的浮點數表示格式為：20191815140數符階符階碼尾數其中階碼和尾數的基數均為2.①寫出階碼和尾數均采用原碼表示時的機器數形式.②寫出階碼和尾數均采用補碼表示時的機器數形式.答：〔1x對應的二進制定點小數表示形式為：1111100.101×2－10＝0.1111100101×2－3＝0.0001111100101〔2①階碼和尾數均采用原碼表示時的機器數形式：②階碼和尾數均采用補碼表示時的機器數形式：2.9設某機字長為16位,數據表示格式為：定點整數：0115數符尾數浮點數：0125615數符階符階碼尾數分別寫出該機在下列的數據表示形式中所能表示的最小正數、最大正數、最大負數、最小負數〔絕對值最大的負數和浮點規(guī)格化最小正數、最大負數在機器中的表示形式和所對應的十進制真值.〔1原碼表示的定點整數；〔2補碼表示的定點整數；〔3階碼與尾數均用原碼表示的浮點數；〔4階碼與尾數均用補碼表示的浮點數；〔5階碼為移碼、尾數用補碼表示的浮點數.解：〔1原碼表示的定點整數機器數形式十進制真值最小正數00000000000000011最大正數215－1最大負數1000000000000001－1最小負數－<215－1>〔2補碼表示的定點整數機器數形式十進制真值最小正數00000000000000011最大正數215－1最大負數－1最小負數1000000000000000－215〔3階碼與尾數均用原碼表示的浮點數；機器數形式十進制真值最小正數01111100000000012－10×2－15規(guī)格化最小正數01111110000000002－1×2－15最大正數0011111111111111<1－2－10>×215最大負數1111110000000001－2－10×2－15規(guī)格化最大負數1111111000000000－2－1×2－15最小負數1011111111111111－<1－2－10>×215〔4階碼與尾數均用補碼表示的浮點數；機器數形式十進制真值最小正數01000000000000012－10×2－16規(guī)格化最小正數01000010000000002－1×2－16最大正數0011111111111111<1－2－10>×215最大負數1100001111111111－2－10×2－16規(guī)格化最大負數1100000111111111－<2－1＋2－10>×2－16最小負數1011110000000000－1×215〔5階碼為移碼、尾數用補碼表示的浮點數.機器數形式十進制真值最小正數00000000000000012－10×2－16規(guī)格化最小正數00000010000000002－1×2－16最大正數0111111111111111<1－2－10>×215最大負數1000001111111111－2－10×2－16規(guī)格化最大負數1000000111111111－<2－1＋2－10>×2－16最小負數1011110000000000－1×2152.10設2.9題中的浮點數格式中,階碼與尾數均用補碼表示,分別寫出下面用十六進制書寫的浮點機器數所對應的十進制真值.〔1FFFFH；〔2C400H；〔3C000H.答：〔1FFFFH＝1111111111111111＝－2－10×2－1＝－2－11〔2C400H＝1100010000000000＝－1×2－15＝－2－15〔3C000H＝1100000000000000＝－1×2－16＝－2－162.11用十六進制寫出下列十進制數的IEEE754標準32位單精度浮點數的機器數的表示形式.〔10.15625〔2－0.15625〔316〔4－5答：〔1<0.15625>10＝<0.00101>2＝1.01×2－3階碼E＝127＋<－3>＝124＝<1111100>2＝01111100機器數形式：001111100十六進制形式：3E200000H〔2<－0.15625>10＝<－0.00101>2＝－1.01×2－3階碼E＝127＋<－3>＝124＝<1111100>2＝01111100機器數形式：101111100十六進制形式：BE200000H〔3<16>10＝<10000>2＝－1.0000×24階碼E＝127＋4＝131＝<10000011>2機器數形式：01000001100000000000000000000000十六進制形式：41800000H〔4<－5>10＝<－101>2＝－1.01×22階碼E＝127＋2＝129＝<10000001>2機器數形式：110000001十六進制形式：C0A00000H2.12用十六進制寫出寫出IEEE754標準32位單精度浮點數所能表示的最小規(guī)格化正數和最大規(guī)格化負數的機器數表示形式.答：若1≤E≤254,則N＝<－1>S×2E－127×<1.M>,為規(guī)格化數.最小規(guī)格化正數的機器數表示形式：S＝0,E＝1,M＝0000000000000000000000000000000100000000000000000000000＝00800000H最大規(guī)格化負數的機器數表示形式：S＝1,E＝1,M＝0000000000000000000000010000000100000000000000000000000＝80800000H2.13寫出下列十六進制的IEEE單精度浮點數代碼所代表的十進制數值.〔142E48000〔23F880000〔300800000〔4C7F00000解：〔142E48000＝010000101指數＝<10000101>2－127＝133－127＝6十進制數值N＝[1＋<1/2＋1/4＋1/32＋1/256>]×26＝114.25指數＝<01111111>2－127＝127－127＝0M＝1.＝1＋1/16＝1.0625十進制數值N＝1.0625×20＝1.0625〔300800000＝00000000100000000000000000000000指數＝<00000001>2－127＝1－127＝－126M＝1.00000000000000000000000十進制數值N＝1×2－126指數＝<10001111>2－127＝143－127＝16M＝1.1＋<1/2＋1/4＋1/8>＝1.875十進制數值N＝－<216＋215＋214＋213>＝－15×213＝－122880＝－1.875×2162.14設有兩個正浮點數：,〔1若e1＞e2,是否有N1＞N2〔2若S1、S2均為規(guī)格化數,上述結論是否正確？答：〔1不一定〔2正確2.15設一個六位二進制小數x＝0.a1a2a3〔1若要x≥,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？〔2若要x＞,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？〔3若要≥x＞,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？解：〔1要x≥,a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1a2a3至少有一個1〔2要x＞,a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1＝1,且a2a3a4a5a6至少有一個為1〔不為全0〔3要≥x＞,a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1＝0且①a2＝1,a3a4②a2＝0且a3＝1,a4a5或a2＝0且a3＝0,a4＝1,a5a6至少有一個為12.16表示一個漢字的內碼需幾個字節(jié)？表示一個32×32點陣的漢字字形碼需幾個字節(jié)？在計算機內部如何區(qū)分字符信息與漢字信息？答：①一個漢字的內碼需2個字節(jié).②表示一個32×32點陣的漢字字形碼需4×32＝128個字節(jié).③在計算機內部利用字節(jié)的最高位是0還是1區(qū)分字符信息與漢字信息.2.17分別用前分隔數字串、后嵌入數字串和壓縮的十進制數串形式表示下列十進制數.〔1＋74〔2－639〔3＋2004〔4－8510解：〔1＋74前分隔數字串＋742B3734"+""7"4后嵌入數字串＋743734"7"4壓縮的十進制數串＋740000011101001100"0"7"4"+"〔2－639前分隔數字串－6392D363339"-""6"3"9后嵌入數字串－639363379"6"3"9壓縮的十進制數串－6390110001110011101"6"3"9"-"〔3＋2004前分隔數字串＋20042B32303034"+""2"0"0"4后嵌入數字串＋200432303034"2"0"0"4壓縮的十進制數串＋2004000000100000000001001100"0"2"0"0"4"+"〔4－8510前分隔數字串－85102D38353130"-""8"5"1"0后嵌入數字串－851038353170"8"5"1"0壓縮的十進制數串－8510000010000101000100001101"0"8"5"1"0"-"2.18數據校驗碼的實現原理是什么？答：.數據校驗碼的實現原理是在正常編碼中加入一些冗余位,即在正常編碼組中加入一些非法編碼,當合法數據編碼出現某些錯誤時,就成為非法編碼,因此就可以通過檢測編碼是否合法來達到自動發(fā)現、定位乃至改正錯誤的目的.在數據校驗碼的設計中,需要根據編碼的碼距合理地安排非法編碼的數量和編碼規(guī)則.2.19什么是"碼距"？數據校驗與碼距有什么關系？答：碼距是指在一組編碼中任何兩個編碼之間最小的距離.數據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.記碼距為d,碼距與校驗碼的檢錯和糾錯能力的關系是：d≥e＋1可檢驗e個錯.d≥2t＋1可糾正t個錯.d≥e＋t＋1且e＞t,可檢e個錯并能糾正t個錯.2.20奇偶校驗碼的碼距是多少？奇偶校驗碼的校錯能力怎樣？答：奇偶校驗碼的碼距為2.奇偶校驗碼只能發(fā)現一位或奇數位個錯誤,而無法發(fā)現偶數位個錯誤,而且即使發(fā)現奇數位個錯誤也無法確定出錯的位置,因而無法自動糾正錯誤.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.解：〔1指誤字為E1＝P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A0＝1⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1＝1E2＝P2⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1⊕A0＝0⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1＝0E3＝P4⊕A5⊕A4⊕A3＝1⊕1⊕0⊕1＝1E4＝P8⊕A2⊕A1⊕A0＝0⊕0⊕1⊕1＝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位上的數碼出現了錯誤.將第5位上的數碼A5＝1取反,即可得到正確結果.正確ASCII碼所代表的字符為1001011＝"K".〔2指誤字為E1＝P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A0＝1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0＝0E2＝P2⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1⊕A0＝0⊕0⊕0⊕1⊕1⊕0＝0E3＝P4⊕A5⊕A4⊕A3＝0⊕1⊕0⊕1＝0E4＝P8⊕A2⊕A1⊕A0＝0⊕1⊕1⊕0＝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01101101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＝A7⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1＝0⊕1⊕0⊕1⊕0＝0P2＝A7⊕A5⊕A4⊕A2⊕A1＝0⊕1⊕0⊕1⊕0＝0P4＝A6⊕A5⊕A4⊕A0＝1⊕1⊕0⊕1＝1P8＝A3⊕A2⊕A1⊕A0＝1⊕1⊕0⊕1＝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＝P1⊕P2⊕A7⊕P4⊕A6⊕A5⊕A4⊕P8⊕A3⊕A2⊕A1⊕A0＝1解：模2除后,余數R<x>＝10011,數據塊的CRC碼：2.24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.〔10000000〔21111101〔31001111〔41000110解：G<x>＝1101〔10000000模2除1101,余數為：000,無錯〔21111101模2除1101,余數為：010,有錯〔31001111模2除1101,余數為：100,有錯〔41000110模2除1101,余數為：000,無錯2.25選擇題〔1某機字長64位,其中1位符號位,63位尾數.若用定點小數表示,則最大正小數為B.A.＋<1－2-64>B.＋<1－2-63>C.2－64D.2－63〔2設[x]補=1.x1x2x3x4x5x6x7x8,當滿足A時,x＞－1/2成立.A.x1＝1,x2～x8至少有一個為1B.x1＝0,x2～x8至少有一個為1C.x1＝1,x2～x8任意D.x1＝0,x2～x8任意〔3在某8位定點機中,寄存器內容為10000000,若它的數值等于－128,則它采用的數據表示為B.A.原碼B.補碼C.反碼D.移碼〔4在下列機器數中,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〔5下列論述中,正確的是D.A.已知[x]原求[x]補的方法是：在[x]原的末位加1B.已知[x]補求[－x]補的方法是：在[x]補的的末位加1C.已知[x]原求[x]補的方法是：將尾數連同符號位一起取反,再在末位加1D.已知[x]補求[－x]補的方法是：將尾數連同符號位一起取反,再在末位加1〔6IEEE754標準規(guī)定的32位浮點數格式中,符號位為1位,階碼為8位,尾數為23位,則它所能表示的最大規(guī)格化正數為A.A.＋<2－2－23>×2＋127B.＋<1－2－23>×2＋127C.＋<2－2－23>×2＋255D.2＋127－2－23〔7浮點數的表示范圍取決于A.A.階碼的位數B.尾數的位數C.階碼采用的編碼D.尾數采用的編碼〔8在24×24點陣的漢字字庫中,一個漢字的點陣占用的字節(jié)數為D.A.2B.9C.24D.72〔9假定下列字符碼中有奇偶校驗位,但沒有數據錯誤,采用奇校驗的編碼是B.A.10011010B.11010000C.11010111D.101110〔10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.A.校驗碼中的任一位發(fā)生錯誤,在與G<x>作模2除時,都應使余數不為0B.校驗碼中的不同位發(fā)生錯誤時,在與G<x>作模2除時,都應使余數不同C.用G<x>對余數作模2除,應能使余數循環(huán)D.不同的生成多項式所得的CRC碼的碼距相同,因而檢錯、校錯能力相同2.26填空題〔1設某機字長為8位〔含一符號位,若[x]補＝11001001,則x所表示的十進制數的真值為①,

[1/4x]補＝②；若[y]移=11001001,則y所表示的十進制數的真值為③；y的原碼表示[y]原＝④.答：①-55②11110010③+73④01001001〔2在帶符號數的編碼方式中,零的表示是唯一的有①和②.答：①補碼②移碼〔3若[x1]補＝10110111,[x2]原＝1.01101,則數x1的十進制數真值是①,x2的十進制數真值是②.答：①-73②-0.71875〔4設某浮點數的階碼為8位〔最左一位為符號位,用移碼表示；尾數為24位〔最左一位為符號位,采用規(guī)格化補碼表示,則該浮點數能表示的最大正數的階碼為①,尾數為②；規(guī)格化最大負數的階碼為③,尾數為④.〔用二進制編碼回答〔書上：最小負數的階碼為③,尾數為④③11111111④〔5設有效信息位的位數為N,校驗位數為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系是①.答：①2K－1≥N＋K2.27是非題設[x]補＝0.x1x2x3x4x5x6x7,若要求x＞1/2成立,則需要滿足的條件是x1必須為1,x2～x7至少有一個為1.√一個正數的補碼和它的原碼相同,而與它的反碼不同.×浮點數的取值范圍取決于階碼的位數,浮點數的精度取決于尾數的位數.√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據表示范圍增大.×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.×第三章作業(yè)解答3.1已知[x]補、[y]補,計算[x＋y]補和[x－y]補,并判斷溢出情況.〔1[x]補＝0.11011[y]補＝0.00011〔2[x]補＝0.10111[y]補＝1.00101〔3[x]補＝1.01010[y]補＝1.10001解：〔1[x]補＝0.11011[y]補＝0.00011[－y]補＝1.111101[x＋y]補＝0.11011＋0.00011＝0.11110[x－y]補＝0.11011＋1.111101＝0.11000〔2[x]補＝0.10111[y]補＝1.00101[－y]補＝0.11011[x＋y]補＝0.10111＋1.00101＝1.11100[x－y]補＝0.10111＋0.11011＝1.10010溢出〔3[x]補＝1.01010[y]補＝1.10001[－y]補＝0.01111[x＋y]補＝1.01010＋1.10001＝0.11011溢出[x－y]補＝1.01010＋0.01111＝1.110013.2已知[x]補、[y]補,計算[x＋y]變形補和[x－y]變形補,并判斷溢出情況.〔1[x]補＝100111[y]補＝111100〔2[x]補＝011011[y]補＝110100〔3[x]補＝101111[y]補＝011000解：〔1[x]變形補＝1100111[y]變形補＝1111100[－y]變形補＝0000100[x＋y]變形補＝1100111＋1111100＝1100011[x－y]變形補＝1100111＋0000100＝1101011〔2[x]變形補＝0011011[y]變形補＝1110100[－y]]變形補＝0001100[x＋y]變形補＝0011011＋1110100＝0001111[x－y]變形補＝0011011＋0001100＝0100111溢出〔3[x]變形補＝1101111[y]變形補＝0011000[－y]變形補＝1101000[x＋y]變形補＝1101111＋0011000＝0000111[x－y]變形補＝1101111＋1101000＝1010111溢出3.3設某機字長為8位,給定十進制數：x＝＋49,y＝－74.試按補碼運算規(guī)則計算下列各題,并判斷溢出情況.〔1[x]補＋[y]補〔2[x]補－[y]補〔3[－x]補＋[y]補〔4[2x－y]補〔5[x＋y]補〔6[－x]補＋[2y]補解：[x]補＝00110001[y]補＝10110110[－y]補＝01001010〔1[x]補＋[y]補＝00110001＋10110110＝11100111〔2[x]補－[y]補＝00110001＋01001010＝01111011〔3[－x]補＋[y]補＝11001111＋11011011＝10101010〔4[2x－y]補＝01100010＋00100101＝10000111溢出〔5[x＋y]補＝00011000＋11011011＝11110011〔6[－x]補＋[2y]補[2y]補溢出,故[－x]補＋[2y]補的結果溢出3.4分別用原碼一位乘法和補碼一位乘法計算[x×y]原和[x×y]補.〔1x＝0.11001y＝0.10001〔2x＝0.01101y＝－0.10100〔3x＝－0.10111y＝0.11011〔4x＝－0.01011y＝－0.11010解：〔1[x×y]原＝0.0110101001[x×y]補＝0.0110101001〔2[x×y]原＝1.0100000100[x×y]補＝1.1011111100〔3[x×y]原＝1.1001101101[x×y]補＝1.0110010011〔4[x×y]原＝0.0100011110[x×y]補＝0.01000111103.5分別用原碼兩位乘法和補碼兩位乘法計算[x×y]原和[x×y]補.〔1x＝0.11001y＝0.10001〔2x＝0.10101y＝－0.01101〔3x＝－0.01111y＝0.11101〔4x＝－0.01001y＝－0.10010解：〔1[x×y]原＝0.0110101001[x×y]補＝0.0110101001〔2[x×y]原＝1.0100010001[x×y]補＝1.1011101111〔3[x×y]原＝1.0110110011[x×y]補＝1.1001001101〔4[x×y]原＝0.0010100010[x×y]補＝0.00101000103.6分別用原碼不恢復余數法和補碼不恢復余數法計算[x/y]原和[x/y]補.<1><4>〔1x＝0.01011y＝0.10110[x/y]原＝0.10000[x/y]補＝0.10000or[x/y]補＝0.10001〔2x＝0.10011y＝－0.11101[x/y]原＝1.10100[x/y]補＝1.01100or[x/y]補＝1.01011〔3x＝－0.10111y＝－0.11011[x/y]原＝0.11100[x/y]補＝0.11101or[x/y]補＝0.11100〔4x＝＋10110y＝－00110[x/y]原＝100011[x/y]補＝1111013.7在進行浮點加減運算時,為什么要進行對階？說明對階的方法和理由.答：3.8已知某模型機的浮點數據表示格式如下：0127815數符階符階碼尾數其中,浮點數尾數和階碼的基值均為2,均采用補碼表示.〔1求該機所能表示的規(guī)格化最小正數和非規(guī)格化最小負數的機器數表示及其所對應的十進制真值.〔2已知兩個浮點數的機器數表示為EF80H和FFFFH,求它們所對應的十進制真值.〔3已知浮點數的機器數表示為:[x]補＝1111100100100101,[y]補＝1111011100110100試按浮點加減運算算法計算[x±y]補.3.9已知某機浮點數表示格式如下：0125611數符階符階碼尾數其中,浮點數尾數和階碼的基值均為2,階碼用移碼表示,尾數用補碼表示.設：x＝0.110101×2－001y＝－0.100101×2＋001試用浮點運算規(guī)則計算x＋y、x－y、x×y、x/y.〔要求寫出詳細運算步驟,并進行規(guī)格化.解：機器數[x]補＝001111110101[y]補＝110001011011[－y]補＝010001100101〔1x＋y機器數[x＋y]補＝110000010000x＋y＝－0.110000×20對階：[Δe]移＝[ex]移＋[－ey]補＝01111＋11111＝01110,Δe＝ex－ey＝－00010小階對大階：[x]補＝010001001101[x＋y]補＝110000010000x＋y＝－0.110000×20〔2x－y[x－y]補＝010001110010x－y＝0.110010×21〔3x×yx×y＝－0.111110×2－001＝－0.111110×2－1階碼相加：[ex＋ey]移＝[ex]移＋[ey]補＝01111＋00001＝10000規(guī)格化：[x×y]補＝101111000010x×y＝－0.111110×2－001＝－0.111110×2－1〔4x/y尾數|Sx|＞|Sy|,Sx右移得：[Sx]補＝00.011010,[ex]移＝10000,階碼相減：[ex－ey]移＝[ex]移＋[－ey]補＝10000＋11111＝01111尾數用補碼不恢復余數法：[Sx/Sy]補＝[Sx]補/[Sy]補＝1.010011〔恒置1OR1.010100〔校正規(guī)格化：[x/y]補＝101111010011OR101111010100x/y＝－0.101101×2－001OR－0.101100×2－0013.1000.00000100110000.000000100110－x00.1100100.1100100.01100101001100.001100101001＋x11.0011111.0110111.10110101010011.110110101010－x00.1100100.101000101010得[X×Y]補＝0.1010001010X×Y＝0.1010001010寄存器ABC運算初態(tài)000000011001111001100運算終態(tài)0010100110011101010103.11說明定點補碼和浮點補碼加減運算的溢出判斷方法.答：⑴定點補碼加減運算的溢出判斷方法：根據兩個操作數的符號與結果的符號判別溢出：根據兩數相加時產生的進位判別溢出：OVR＝Cf⊕C1③根據變形補碼運算后的符號判別溢出：sf1sf2＝00,表示結果為正數,無溢出；sf1sf2＝11,表示結果為負數,無溢出；sf1sf2＝01,表示結果為正溢出；sf1sf2＝10,表示結果為負溢出.⑵浮點補碼加減運算的溢出判斷方法浮點補碼加減運算的溢出通常是指浮點數上溢,浮點數是否溢出是由階碼是否大于浮點數所能表示的最大正階來判斷的.例如,設浮點數的階碼采用補碼表示,雙符號位,這時浮點數的溢出與否可由階碼的符號進行判斷：若階碼[j]補＝01××…×,則表示出現上溢,需作溢出處理；符號若階碼[j]補＝10××…×,則表示出現下溢,按機器零處理.3.12說明定點原碼除法和定點補碼除法運算的溢出判斷方法.答：定點原碼不恢復余數除法的溢出算法為：因為在定點小數運算時,若|被除數|＞|除數|,則除法將發(fā)生溢出,不能進行除法運算.因此,如果在第一次上商時得到的商為"1",則表示除法發(fā)生溢出.定點補碼不恢復余數除法的溢出算法為：當被除數[x]補與除數[y]補同號時,如果余數[r]補與[y]補同號,且上商為"1",則表示商溢出.當被除數[x]補與除數[y]補異號時,如果余數[r]補與[y]補異號,且上商為"0",則表示商溢出.3.13比較舍入方法中截斷法、恒置"1”答：⑴截斷法〔恒舍法截斷法是：將右移移出的值一律舍去,余下的不作任何改變.該方法簡單,精度較低.⑵0舍1入法0舍1入法的方法是：若右移時被丟掉數位的最高位為0,則舍去；若右移時被丟掉數位的最高位為1,則將1加到保留的尾數的最低位."0舍1入"法類似于十進制數的"四舍五入".其主要優(yōu)點是單次舍入引起的誤差小,精度較高；其缺點是加1時需多做一次運算,而且可能造成尾數溢出,需要再次右規(guī).⑶末位恒置1法末位恒置1法也稱馮·諾依曼舍入法.其方法是：尾數右移時,無論被丟掉的數位的最高位為0還是為1,都將保留的尾數的最低位恒置為1.末位恒置1法的主要優(yōu)點是舍入處理不用做加法運算,方法簡單、速度快且不會有再次右規(guī)的可能,并且沒有積累誤差,是常用的舍入方法.其缺點是單次舍入引起的誤差較大.3.14利用用十進制加減運算算法計算下列各題：〔1125＋436＝？〔2125－436＝？〔3436－125＝？解：〔1125＋436＝561〔2125－436＝－311〔3436－125＝3113.15參照第二章表2-12給出的余3碼的編碼規(guī)則,設計利用余3碼進行十進制加法的修正邏輯.答：余3碼的編碼規(guī)則：十進制數余3碼00011101002010130110401115100061001710108101191100余3碼十進制加法器運算結果的修正關系十進制數用余3碼表示的十進制和數F4F3兩個余3碼按二進制規(guī)則相加得到的和數C4S4S3S2S1修正邏輯00001100110加"1101"修正"-3"100100001112001010100030011001001400111010105010000101160100101100701010011018010110111090110001111101001110000加"0011"修正"+3"1110100100011210101100101310110100111410111101001511000101011611001101101711010101111811011110001911100110013.16設有一個16位定點補碼運算器,數據最低位的序號為1.運算器可實現下述功能：〔1A±B→A〔2B×C→A、C〔乘積高位在A中〔3A÷B→C〔商在C中請設計并畫出運算器第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,原始操作數輸入問題可以不考慮.解：見附頁3.19設一個8位寄存器中的內容為十六進制數C5H,連續(xù)經過一次算術右移、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容和進位標志C的狀態(tài).解：C5H＝11000101C寄存器一次算術右移：111100010一次邏輯左移：111000100一次大循環(huán)右移：011100010一次小循環(huán)左移：1110001013.20已知寄存器A的內容為01011010,寄存器B的內容為11011011,分別寫出經過下列移位操作后,寄存器A、B中的內容.〔1算術左移兩位.〔2邏輯左移兩位.〔3算術右移兩位.〔4邏輯右移兩位.解：寄存器A的內容為01011010寄存器B的內容為11011011cc〔1算術左移兩位101101000〔1算術左移兩位.101101100移位溢出〔2邏輯左移兩位.101101000〔2邏輯左移兩位.101101100〔3算術右移兩位.100010110〔3算術右移兩位.111110110〔4邏輯右移兩位.100010110〔4邏輯右移兩位.1001101103.21選擇題〔1運算器的核心部分是C.A.數據總線B.累加寄存器C.算術邏輯運算單元D.多路開關〔2在浮點運算中下面的論述正確的是C.A.對階時應采用向左規(guī)格化B.對階時可以使小階向大階對齊,也可以使大階向小階對齊C.尾數相加后可能會出現溢出,但可采用向右規(guī)格化的方法得出正確結論D.尾數相加后不可能得出規(guī)格化的數〔3當采用雙符號位進行數據運算時,若運算結果的雙符號位為01,則表明運算B.A.無溢出B.正溢出C.負溢出D.不能判別是否溢出〔4補碼加法運算的規(guī)則是B.A.操作數用補碼表示,符號位單獨處理B.操作數用補碼表示,連同符號位一起相加C.操作數用補碼表示,將加數變補,然后相加D.操作數用補碼表示,將被加數變補,然后相加〔5原碼乘除法運算要求C.A.操作數必須都是正數B.操作數必須具有相同的符號位C.對操作數符號沒有限制D.以上都不對〔6進行補碼一位乘法時,被乘數和乘數均用補碼表示,運算時A.A.首先在乘數最末位yn后增設附加位yn+1,且初始yn+1＝0,再依照ynyn+1的值確定下面的運算.B.首先在乘數最末位yn后增設附加位yn+1,且初始yn+1＝1,再依照ynyn+1的值確定下面的運算.C.首先觀察乘數符號位,然后決定乘數最末位yn后附加位yn+1的值,再依照ynyn+1的值確定下面的運算.D.不應在乘數最末位yn后增設附加位yn+1,而應直接觀察乘數的末兩位yn－1yn確定下面的運算.〔7下面對浮點運算器的描述中正確的是A.A.浮點運算器由階碼部件和尾數部件實現.B.階碼部件可實現加、減、乘、除四種運算.C.階碼部件只能進行階碼的移位操作.D.尾數部件只能進行乘法和加法運算.〔8若浮點數的階碼和尾數都用補碼表示,則判斷運算結果是否為規(guī)格化數的方法是C.A.階符與數符相同為規(guī)格化數.B.階符與數符相異為規(guī)格化數.C.數符與尾數小數點后第一位數字相異為規(guī)格化數.D.數符與尾數小數點后第一位數字相同為規(guī)格化數.〔9已知[x]補＝1.01010,[y]補＝1.10001,下列答案正確的是D.A.[x]補＋[y]補＝1.11011 B.[x]補＋[y]補＝0.11011 C.[x]補－[y]補＝0.11011 D.[x]補－[y]補＝1.11001〔10下列敘述中概念正確的是D.A.定點補碼運算時,其符號位不參加運算.B.浮點運算中,尾數部分只進行乘法和除法運算.C.浮點數的正負由階碼的正負符號決定.D.在定點小數一位除法中,為了避免溢出,被除數的絕對值一定要小于除數的絕對值.3.22填空題〔1在補碼加減運算中,符號位與數據①參加運算,符號位產生的進位②.答：①按同樣規(guī)則一起②自動丟失〔2在采用變形補碼進行加減運算時,若運算結果中兩個符號位①,表示發(fā)生了溢出.若結果的兩個符號位為②,表示發(fā)生正溢出；為③,表示發(fā)生負溢出.答：①-55②11110010③+73④01001001〔3在原碼一位乘法的運算過程中,符號位與數值位①參加運算,運算結果的符號位等于②.答：①分別②兩操作數的符號的模2加〔異或〔4浮點乘除法運算的運算步驟包括：①、②、③、④和⑤.答：①階碼運算②溢出判斷③尾數乘除運算④結果規(guī)格化處理⑤舍入處理〔5在浮點運算過程中,如果運算結果的尾數部分不是①形式,則需要進行規(guī)格化處理.設尾數采用補碼表示形式,當運算結果②時,需要進行右規(guī)操作；當運算結果③時,需要進行左規(guī)操作.答：①規(guī)格化②溢出③不是規(guī)格化數〔6將兩個8421BCD碼相加,為了得到正確的十進制運算結果,需要對結果進行修正,其修正方法是①.答：①兩個8421碼相加后,若相加的和數＜10,則不需修正,按二進制規(guī)則相加的結果就是正確的8421碼的和數；若相加的和數≥10,則需在二進制相加的結果上加"0110"進行修正.〔7浮點運算器由①和②兩部分組成,它們本身都是定點運算器,其中①要求能夠進行③運算；②要求能夠進行④運算.答：①階碼部件②尾數部件③加減④加減乘除〔8設有一個16位的數據存放在由兩個8位寄存器AH和AL組成的寄存器AX中,其中數據的高8位存放在AH寄存器中,低8位存放在AL寄存器中.現需要將AX中的數據進行一次算術左移,其操作方法是：先對①進行一次②操作,再對③進行一次④操作.答：①AL②算術左移③AH④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.×〔2加法器是構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.√〔3在定點整數除法中,為了避免運算結果的溢出,要求|被除數|＜|除數|.√〔4浮點運算器中的階碼部件可實現加、減、乘、除運算.×〔5根據數據的傳遞過程和運算控制過程來看,陣列乘法器實現的是全并行運算.√〔6邏輯右移執(zhí)行的操作是進位標志位移入符號位,其余數據位依次右移1位,最低位移入進位標志位.×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據不丟失.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成一個存儲單位所需要的晶體管的數目.由于動態(tài)MOS存儲器中的電容會產生漏電,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某一64K×1位的動態(tài)RAM芯片,采用地址復用技術,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？答：地址線：采用地址復用技術,可為16/2＝8位數據線：1位；讀寫線：1位；片選信號：1位或行選通信號：1位；列選通信號：1位4.3在頁模式DRAM中,"打開一頁"指什么？在打開一頁的操作中,信號和的作用是什么？答：在頁模式DRAM中,打開一頁是指選中存儲矩陣中的一行.在打開一頁的操作中,信號的作用是:將行地址鎖存到行地址譯碼器,選中存儲矩陣中的一行.信號的作用是：將列地址鎖存到列地址譯碼器,選中存儲矩陣中的某一行中的一列.4.4EEPROM與UV-EPROM比,其優(yōu)點是什么？答：與UV-EPROM比,用電實現擦除的PROM〔ElectricallyErasableProgrammableROM,EEPROM有許多優(yōu)勢.其一它是用電來擦除原有信息,因此可實現瞬間擦除,不像UV-EPROM需要20分鐘左右的擦除時間.此外,使用者還可以有選擇地擦除某個具體字節(jié)單元內的內容,而不像UV-EPROM那樣,擦除的是整個芯片的所有內容.而EEPROM的最主要優(yōu)點是使用者可直接在電路板上對其進行擦除和編程,而不需要額外的擦除和編程設備.要充分利用EEPROM的特點,系統(tǒng)設計者必需在電路板上設置對EEPROM進行擦除和編程的電路.對EEPROM的擦除一般需要使用12.5伏的電壓〔即在VPP引腳上要加有12.5伏的電壓.但現在也有VPP為5~7伏的EEPROM產品,只不過價格要貴一些.4.5DRAM的t和t指什么？兩者有何不同？答：DRAM的t是指存取周期,即存儲器連續(xù)兩次讀寫操作之間最小的時間間隔.DRAM的tRAC是指訪問時間,即從給出有效的信號那一刻算起,到可以使用出現在芯片的數據輸出引腳上的數據〔或指令為止所需的時間.SRAM和ROM的存取周期和訪問時間總是相等的,而DRAM卻不是.這是因為當信號變?yōu)闊o效后〔由低變?yōu)楦?它保持高電平狀態(tài)的持續(xù)時間最少要有tRP規(guī)定的那么長時間,以便預充內部電路,為下次訪問做準備.因此在DRAM中,存取周期與訪問時間的近似關系為：tRC＝tRAC＋tRP4.6假設某存儲器地址長為22位,存儲器字長為16位,試問：〔1該存儲器能存儲多少字節(jié)信息？〔2若用64K×4位的DRAM芯片組織該存儲器,則需多少片芯片？〔3在該存儲器的22位地址中,多少位用于選片尋址？多少位用于片內尋址？答：〔1該存儲器可存儲222×2＝223＝8MB的信息.〔2需要芯片222×16/64×210×4＝28＝256〔322位地址中,16位用于片內尋址,6位用于選片尋址.4.7某8位計算機采用單總線結構,地址總線17根〔,為高位,數據總線8根雙向〔,控制信號〔高電平為讀,低電平為寫.已知該機的I/O設備與主存統(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為用戶程序和數據空間,用靜態(tài)RAM芯片組成；最后4K為I/O設備區(qū).現有芯片如下：ROM：16k×8位,其中：為片選信號,低電平有效,：為讀出控制,低電平讀出有效.靜態(tài)RAM：16K×8位,其中：為片選信號,低電平有效,：為寫控制信號,低電平寫,高電平讀.譯碼器：3—8譯碼器.輸出低電平有效.與非門：扇入系數不限.試畫出主存芯片連接的邏輯圖并寫出各芯片地址分配表〔假設存儲器從0連續(xù)進行編址.答：⑴共需5片,其中1片16K×8ROM,4片16K×8SRAM⑵各芯片地址分配表00000H～03FFFH系統(tǒng)程序區(qū)16KB04000H～0FFFFH備用區(qū)48KB10000H～1EFFFH用戶程序區(qū)和數據空間60KB1F000H～1FFFFHI/O設備區(qū)4K00000000000000000～00011111111111111A16A00100000000000000～01111111111111111備用區(qū)10000000000000000～10011111111111111A16A10100000000000000～10111111111111111A16A1511000000000000000～11011111111111111A16A11100000000000000～11110111111111111A16A15A14＝11111000000000000～11111111111111111A16A15A14＝00000000000000000～0001111111111111100000H～03FFFH00100000000000000～0111111111111111104000H～0FFFFH10000000000000000～1001111111111111110000H～13FFFH10100000000000000～1011111111111111114000H～17FFFH11000000000000000～1101111111111111118000H～1BFFFH11100000000000000～111101111111111111C000H～1EFFFH11111000000000000～111111111111111111F000H～1FFFFH⑶主存芯片與CPU的連接邏輯圖4.8某8位計算機采用單總線結構,地址總線17根〔A16~0,A16為高位,數據總線8根雙向〔D7~0,控制信號R/〔高電平為讀,低電平為寫.已知該機存儲器地址空間從0連續(xù)編址,其地址空間分配如下：最低8K為系統(tǒng)程序區(qū),由ROM芯片組成；緊接著40K為備用區(qū),暫不連接芯片；而后78K為用戶程序和數據空間,用靜態(tài)RAM芯片組成；最后2K用于I/O設備〔與主存統(tǒng)一編址.現有芯片如下：SRAM：16K×8位,其中：為片選信號,低電平有效,：為寫控制信號,低電平寫,高電平讀.ROM：8K×8位,其中：為片選信號,低電平有效,：為讀出控制,低電平讀出有效.譯碼器：3—8譯碼器,輸出低電平有效；為使能信號,低電平時譯碼器功能有效.其它"與、或"等邏輯門電路自選.〔1請問該主存需多少SRAM芯片？〔2試畫出主存芯片與CPU的連接邏輯圖.〔3寫出各芯片地址分配表.答：〔1該主存需多少SRAM芯片？∵用戶程序和數據空間,用靜態(tài)RAM芯片組成共78K,∴所需SRAM芯片為：78K×8/16K×8≈5片.最后一片只用14K.另外,8K系統(tǒng)程序區(qū)所需ROM芯片為：8K×8/8K×8＝1片.〔3各芯片地址分配表：00000000000000000～0000111111111111100000H～01FFFH8KROM1片00010000000000000～0001111111111111102000H～0BFFFH備用區(qū)40K〔5×8K00100000000000000～0010111111111111100110000000000000～0011111111111111101000000000000000～0100111111111111101010000000000000～0101111111111111101100000000000000～011111111111111110C000H～0FFFFH16KSRAM第一片10000000000000000～1001111111111111110000H～13FFFH16KSRAM第二片10100000000000000～1011111111111111114000H～17FFFH16KSRAM第三片11000000000000000～1101111111111111118000H～1BFFFH16KSRAM第四片11100000000000000～111110111111111111C000H～1F7FFH14KSRAM第五片〔14K11111100000000000～111111111111111111F800H～1FFFFH2KI/O地址〔2試畫出主存芯片與CPU的連接邏輯圖.A16~14進行片選,每根片選信號的選中范圍是16K：8KROM1片只能用8K,、、用于選擇40K備用區(qū)16KSRAM第一片16KSRAM第二片16KSRAM第三片16KSRAM第四片16KSRAM第五片用于選擇I/O地址4.9已知某8位機的主存采用4K×4位的SRAM芯片構成該機所允許的最大主存空間,并選用模塊板結構形式,該機地址總線為18位,問：〔1若每個模塊板為32K×8位,共需幾個模塊板？〔2每個模塊板內共有多少塊4K×4位的RAM芯片？請畫出一個模塊板內各芯片連接的邏輯框圖.〔3該主存共需要多少4K×4位的RAM芯片？CPU如何選擇各個模塊板？答：〔1主存總容量218×8＝256K×8,∵每個模塊板為32K×8位,∴共需256K/32K＝8個模塊板.〔2每個模塊板內共有32K×8位/4K×4位＝16片RAM芯片.一個模塊板內各芯片連接的邏輯框圖：〔3該主存共需要16×8＝128片4K×4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.4.1064K×1位DRAM芯片通常制成兩個獨立的128×256陣列.若存儲器的讀/寫周期為0.5μs,則對集中式刷新而言,其"死區(qū)"時間是多少？如果是一個256K×1位的DRAM芯片,希望能與上述64K×1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：⑴兩個獨立的128×256陣列共128×2＝256行,讀/寫周期為0.5μs對集中式刷新而言,其"死區(qū)"時間為：256×0.5μs＝128μs⑵要求256K×1位的DRAM芯片與64K×1位DRAM芯片有相同的刷新延時,則存儲陣列的行數應一致,即為256行,所以256K×1位的DRAM芯片的存儲陣列應安排為256×1024,即分為兩個獨立的128×1024的陣列.4.11某磁盤組有16個數據記錄面,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),已知磁盤內磁道直徑為10英寸,外磁道直徑為14英寸,轉速為3600r/min,磁頭平均定位時間為15ms,求：〔1該磁盤組最大存儲容量是多少？〔2該磁盤組最大位密度、磁道密度是多少？〔3該磁盤的平均存取時間、數據傳輸率是多少？答：〔1該磁盤組最大存儲容量是：C＝n×T×S×B＝16×256×16×512B＝32MB＝225B〔2最大位密度16×512×8/10π＝2087位/英寸＝2087bpi磁道密度256/〔14/2－10/2＝256/2＝128道/英寸＝128bpi〔3平均存取時間數據傳輸率：Dr＝16×512×8×3600/60＝3932160bit/s＝491520B/秒＝480KB/s平均等待時間：60/〔3600×2＝8.3ms平均存取時間：8.3＋15＝23.3ms考慮：啟動延遲＋傳送一個扇區(qū)數據所需的時間.啟動延遲未給,忽略.傳送一個扇區(qū)數據所需的時間＝512B/480KB≈1.042ms平均存取時間：8.3＋15＋1.042≈24.3ms4.12若某機磁盤子系統(tǒng)共有4臺驅動器,每臺驅動器裝有與上述磁盤組相同的磁盤組,請設計該磁盤子系統(tǒng)的地址格式.答動器號〔2位圓柱面號〔8位盤面號〔4位扇區(qū)號〔4位4.13Cache的通寫和回寫指什么？二者各有何優(yōu)缺點？答：Cache的通寫和回寫都是主存——Cache系統(tǒng)的更新策略問題.Cache的通寫又叫全寫法,是指當CPU寫Cache時,同時也更新該Cache塊在主存中的相應內容,即寫Cache的同時寫主存.Cache的回寫又稱寫回法,是指當CPU寫Cache時,不同時更新該Cache塊在主存中的相應內容,即不寫主存,而只在出現該Cache塊的內容被替換出Cache時才寫主存.全寫法的優(yōu)點是能夠保持Cache與主存的內容一致.缺點是無謂寫較多,例如在寫中間結果時,將增加系統(tǒng)開銷.寫回法的優(yōu)點是：可以提高系統(tǒng)的寫操作的速度；減少主存的寫操作次數.缺點是用寫回法的Cache中的數據有時可能與主存中的不一致.4.14訪問主存的地址是20位〔A19－A0,數據總線為8位,分別計算下列各種情況下標識Cache和數據Cache的大小,并畫出對應的結構框圖.〔1全相聯(lián)映象,內容Cache大小為1024；〔2直接映象,A15－A0作為索引；〔3兩路組相聯(lián)映象,A14－A0作為索引；〔44路組相聯(lián)映象,A13－A0作為索引；〔58路組相聯(lián)映象,A12－A0作為索引；答：〔1全相聯(lián)映象,內容Cache大小為1024時：標識Cache的大小為：1024×20；數據Cache的大小為：1024×8.〔2直接映象,A15－A0作為索引時：標識Cache的大小為：216×4；數據Cache的大小為：216×8.〔3兩路組相聯(lián)映象,A14－A0作為索引時：標識Cache的大小為：215×20；數據Cache的大小為：1024×8.4.15光盤存儲器有哪幾類？各有何特點？答：光盤存儲器有：只讀光盤〔CD-ROM4.16選擇題〔1需要定期刷新的存儲芯片是___B___.A.EPROMB.DRAMC.SRAMD.EEPROM〔2__A____存儲芯片是易失性的.A.SRAMB.UV-EPROMC.NV-RAMD.EEPROM〔3有和引腳的存儲芯片是___B___.A.EPROMB.DRAMC.SRAMD.三者都是〔4下面敘述不正確的是___C___.A．半導體隨機存