計(jì)算機(jī)組成原理答案第二版完整答案

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

第二版第一章課后習(xí)題答案

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1.什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？

解：P3

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理或邏輯的綜合體。

計(jì)算機(jī)硬件——計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體。

計(jì)算機(jī)軟件——計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序及相關(guān)資料。

硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。精品課件

5.馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？

解：馮氏計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：P9

·由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；

·指令和數(shù)據(jù)以同一形式（二進(jìn)制形式）存于存儲(chǔ)器中；

·指令由操作碼、地址碼兩大部分組成；

·指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；

·以運(yùn)算器為中心（原始馮氏機(jī)）。精品課件7.解釋下列概念：

主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長(zhǎng)、指令字長(zhǎng)。

解：P10

主機(jī)——是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，由CPU+MM（主存或內(nèi)存）組成；

CPU——中央處理器（機(jī)），是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，由運(yùn)算器+控制器組成；

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主存——計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存取；

存儲(chǔ)單元——可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位；

存儲(chǔ)元件——存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存??；

存儲(chǔ)字——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位；精品課件

存儲(chǔ)字長(zhǎng)——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)；

存儲(chǔ)容量——存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量；

機(jī)器字長(zhǎng)——CPU能同時(shí)處理的數(shù)據(jù)位數(shù)；

指令字長(zhǎng)——一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)；

精品課件8.解釋下列英文縮寫(xiě)的中文含義：

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS

解：

CPU——CentralProcessingUnit，中央處理機(jī)（器），見(jiàn)7題；

PC——ProgramCounter，程序計(jì)數(shù)器，存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)形成下一條指令地址的計(jì)數(shù)器；

IR——InstructionRegister，

指令寄存器，存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器；精品課件

CU——ControlUnit，控制單元（部件），控制器中產(chǎn)生微操作命令序列的部件，為控制器的核心部件；

ALU——ArithmeticLogicUnit，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，運(yùn)算器中完成算術(shù)邏輯運(yùn)算的邏輯部件；

ACC——Accumulator，累加器，運(yùn)算器中運(yùn)算前存放操作數(shù)、運(yùn)算后存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器；

MQ——Multiplier-QuotientRegister，乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。精品課件

X——此字母沒(méi)有專(zhuān)指的縮寫(xiě)含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來(lái)存放操作數(shù)；

MAR——MemoryAddressRegister，存儲(chǔ)器地址寄存器，內(nèi)存中用來(lái)存放欲訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)單元地址的寄存器；

MDR——MemoryDataRegister，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，主存中用來(lái)存放從某單元讀出、或?qū)懭肽炒鎯?chǔ)單元數(shù)據(jù)的寄存器；

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I/O——Input/Outputequipment，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱(chēng)，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送；

MIPS——MillionInstructionPerSecond，每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位；

CPI——CyclePerInstruction，執(zhí)行一條指令所需時(shí)鐘周期數(shù)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)計(jì)量單位之一；精品課件

FLOPS——FloatingPointOperationPerSecond，每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度計(jì)量單位之一。

精品課件10.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中,計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？

解：計(jì)算機(jī)硬件主要通過(guò)不同的時(shí)間段來(lái)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即：取指周期（或取指微程序）取出的既為指令，執(zhí)行周期（或相應(yīng)微程序）取出的既為數(shù)據(jù)。

另外也可通過(guò)地址來(lái)源區(qū)分，從PC指出的存儲(chǔ)單元取出的是指令，由指令地址碼部分提供操作數(shù)地址。

返回目錄精品課件系統(tǒng)總線(xiàn)第三章精品課件1.

什么是總線(xiàn)？總線(xiàn)傳輸有何特點(diǎn)？為了減輕總線(xiàn)負(fù)載，總線(xiàn)上的部件應(yīng)具備什么特點(diǎn)？

解：總線(xiàn)是多個(gè)部件共享的傳輸部件；

總線(xiàn)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：某一時(shí)刻只能有一路信息在總線(xiàn)上傳輸，即分時(shí)使用；

為了減輕總線(xiàn)負(fù)載，總線(xiàn)上的部件應(yīng)通過(guò)三態(tài)驅(qū)動(dòng)緩沖電路與總線(xiàn)連通。精品課件4.為什么要設(shè)置總線(xiàn)判優(yōu)控制？常見(jiàn)的集中式總線(xiàn)控制有幾種？各有何特點(diǎn)？哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快？哪種方式對(duì)電路故障最敏感？

解：總線(xiàn)判優(yōu)控制解決多個(gè)部件同時(shí)申請(qǐng)總線(xiàn)時(shí)的使用權(quán)分配問(wèn)題；

常見(jiàn)的集中式總線(xiàn)控制有三種：

鏈?zhǔn)讲樵?xún)、計(jì)數(shù)器查詢(xún)、獨(dú)立請(qǐng)求；

特點(diǎn)：鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式連線(xiàn)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充，對(duì)電路故障最敏感；計(jì)數(shù)器查詢(xún)方式優(yōu)先級(jí)設(shè)置較靈活，對(duì)故障不敏感，連線(xiàn)及控制過(guò)程較復(fù)雜；獨(dú)立請(qǐng)求方式判優(yōu)速度最快，但硬件器件用量大，連線(xiàn)多，成本較高。精品課件5.解釋下列概念：總線(xiàn)的主設(shè)備（或主模塊）、總線(xiàn)的從設(shè)備（或從模塊）、總線(xiàn)的傳輸周期和總線(xiàn)的通信控制。

解：

總線(xiàn)的主設(shè)備（主模塊）——指一次總線(xiàn)傳輸期間，擁有總線(xiàn)控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；

總線(xiàn)的從設(shè)備（從模塊）——指一次總線(xiàn)傳輸期間，配合主設(shè)備完成傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊），它只能被動(dòng)接受主設(shè)備發(fā)來(lái)的命令；

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總線(xiàn)的傳輸周期——總線(xiàn)完成一次完整而可靠的傳輸所需時(shí)間；

總線(xiàn)的通信控制——指總線(xiàn)傳送過(guò)程中雙方的時(shí)間配合方式。精品課件6.試比較同步通信和異步通信。

解：

同步通信——由統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，控制方式簡(jiǎn)單，靈活性差，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，總線(xiàn)工作效率明顯下降。適合于速度差別不大的場(chǎng)合；

異步通信——不由統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，有利于提高總線(xiàn)工作效率。精品課件8.為什么說(shuō)半同步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)？

解：

半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時(shí)鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時(shí)間不一致，因此工作效率介于兩者之間。

精品課件10.為什么要設(shè)置總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)？你知道目前流行的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)有哪些？什么叫plugandplay？哪些總線(xiàn)有這一特點(diǎn)？

解：

總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類(lèi)模塊化產(chǎn)品的兼容問(wèn)題；

目前流行的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、EISA、PCI等；

plugandplay——即插即用，EISA、PCI等具有此功能。精品課件11.畫(huà)一個(gè)具有雙向傳輸功能的總線(xiàn)邏輯圖。

解：此題實(shí)際上是要求設(shè)計(jì)一個(gè)雙向總線(xiàn)收發(fā)器，設(shè)計(jì)要素為三態(tài)、方向、使能等控制功能的實(shí)現(xiàn)，可參考74LS245等總線(xiàn)緩沖器芯片內(nèi)部電路。邏輯圖如下：（n位）GDIRA1B1AnBn……………………精品課件12.設(shè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上接有A、B、C、D四個(gè)寄存器，要求選用合適的74系列芯片，完成下列邏輯設(shè)計(jì)：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)D→A、D→B和D→C寄存器間的傳送；

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)下列操作：

T0時(shí)刻完成D→總線(xiàn)；

T1時(shí)刻完成總線(xiàn)→A；

T2時(shí)刻完成A→總線(xiàn)；

T3時(shí)刻完成總線(xiàn)→B。精品課件

解：

（1）采用三態(tài)輸出的D型寄存器74LS374做A、B、C、D四個(gè)寄存器，其輸出可直接掛總線(xiàn)。A、B、C三個(gè)寄存器的輸入采用同一脈沖打入。注意-OE為電平控制，與打入脈沖間的時(shí)間配合關(guān)系為：-OE：

令：BUSA=BUSB=BUSC=CP；

DBUS=-OE；當(dāng)CP前沿到來(lái)時(shí)，將DA、B、C。精品課件

現(xiàn)以8位總線(xiàn)為例，設(shè)計(jì)此電路，如下圖示：數(shù)據(jù)總線(xiàn)D7D0BUSA1Q8QOE1D8D374

D1Q8QOE1D8D374

A1Q8QOE1D8D374

B1Q8QOE1D8D374

CBUSCBUSBBUSDDBUSCBUSBBUSABUS精品課件

（2）寄存器設(shè)置同（1），由于本題中發(fā)送、接收不在同一節(jié)拍，因此總線(xiàn)需設(shè)鎖存器緩沖，鎖存器采用74LS373（電平使能輸入）。節(jié)拍、脈沖配合關(guān)系如下：時(shí)鐘：CLK：節(jié)拍電平：Ti：打入脈沖：Pi：

圖中，脈沖包在電平中，為了留有較多的傳送時(shí)間，脈沖設(shè)置在靠近電平后沿處。精品課件

節(jié)拍、脈沖分配邏輯如下：二位格雷碼同步計(jì)數(shù)器1&&&&111GY0Y11/2139Y2ABY31CLKP0P1P2P3T0T1T2T3-T0-T1-T2-T3精品課件節(jié)拍、脈沖時(shí)序圖如下：時(shí)鐘：CLK：輸出：T0：

T1：

T2：

T3：輸入：P0：

P1：

P2：

P3：精品課件

以8位總線(xiàn)為例，電路設(shè)計(jì)如下：

（圖中，A、B、C、D四個(gè)寄存器與數(shù)據(jù)總線(xiàn)的連接方法同上。）>=11Q8QOE1D8D374

A1Q8QOE1D8D374

BBUSBDBUSCBUSBBUSABUSBUSA1Q8QOE1D8D374

DBUSD1Q8QOEG1D8D3731Q8QOE1D8DBUSC374

C>=1T1T3T0T2數(shù)據(jù)總線(xiàn)（D7~D0）令：A

BUS=-T2D

BUS=-T0BUS

A=P1BUS

B=P3返回目錄精品課件存儲(chǔ)器第四章精品課件4.說(shuō)明存取周期和存取時(shí)間的區(qū)別。

解：存取周期和存取時(shí)間的主要區(qū)別是：存取時(shí)間僅為完成一次操作的時(shí)間，而存取周期不僅包含操作時(shí)間，還包含操作后線(xiàn)路的恢復(fù)時(shí)間。即：

存取周期=存取時(shí)間+恢復(fù)時(shí)間

5.什么是存儲(chǔ)器的帶寬？若存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為32位，存取周期為200ns，則存儲(chǔ)器的帶寬是多少？

解：存儲(chǔ)器的帶寬指單位時(shí)間內(nèi)從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量。

存儲(chǔ)器帶寬=1/200nsX32位

=160M位/秒=20MB/S=5M字/秒精品課件6.某機(jī)字長(zhǎng)為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB，按字編址它的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址，試畫(huà)出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。

解：存儲(chǔ)容量是64KB時(shí)，按字節(jié)編址的尋址范圍就是64KB，則：

按字尋址范圍=64KX8/32=16K字

按字節(jié)編址時(shí)的主存地址分配圖如下：0123…………65465534655327…………6553565533字地址

HB—————字節(jié)地址—————LB048……6552865532精品課件7.一個(gè)容量為16KX32位的存儲(chǔ)器，其地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？

1KX4位，2KX8位，4KX4位，16KX1位，4KX8位，8KX8位

解：

地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的總和=14+32=46根；

各需要的片數(shù)為：

1KX4：16KX32/1KX4=16X8=128片

2KX8：16KX32/2KX8=8X4=32片

4KX4：16KX32/4KX4=4X8=32片

16KX1：16KX32/16KX1=32片

4KX8：16KX32/4KX8=4X4=16片

8KX8：16KX32/8KX8=2X4=8片精品課件9.什么叫刷新？為什么要刷新？說(shuō)明刷新有幾種方法。

解：刷新——對(duì)DRAM定期進(jìn)行的全部重寫(xiě)過(guò)程；

刷新原因——因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作；

常用的刷新方法有三種——集中式、分散式、異步式。

集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新；

分散式：在每個(gè)讀/寫(xiě)周期之后插入一個(gè)刷新周期，無(wú)CPU訪(fǎng)存死時(shí)間；

異步式：是集中式和分散式的折衷。精品課件10.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？

解：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有兩種：線(xiàn)選法和重合法。

線(xiàn)選法：地址譯碼信號(hào)只選中同一個(gè)字的所有位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)器材；

重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線(xiàn)的交叉點(diǎn)即為所選單元。這種方法通過(guò)行、列譯碼信號(hào)的重合來(lái)選址，也稱(chēng)矩陣譯碼。可大大節(jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅(qū)動(dòng)方式。精品課件11.畫(huà)出用1024X4位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)容量為64KX8位的存儲(chǔ)器邏輯框圖。要求將64K分成4個(gè)頁(yè)面，每個(gè)頁(yè)面分16組，指出共需多少片存儲(chǔ)芯片。

解：設(shè)采用SRAM芯片，

總片數(shù)

=64KX8位/1024X4位

=64X2=128片

題意分析：本題設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)上分為總體、頁(yè)面、組三級(jí)，因此畫(huà)圖時(shí)也應(yīng)分三級(jí)畫(huà)。首先應(yīng)確定各級(jí)的容量：

頁(yè)面容量

=總?cè)萘?頁(yè)面數(shù)

=64KX8位/4

=16KX8位；精品課件

組容量

=頁(yè)面容量/組數(shù)

=16KX8位/16=1KX8位；

組內(nèi)片數(shù)=組容量/片容量

=1KX8位/1KX4位=2片；

地址分配：1KX4SRAM1KX4SRAMA9~0-WE-CSiD7D6D5D4D3D2D1D0頁(yè)面號(hào)組號(hào)組內(nèi)地址2410

組邏輯圖如下：（位擴(kuò)展）1KX8精品課件

頁(yè)面邏輯框圖：（字?jǐn)U展）1KX8（組0）1KX8（組1）1KX8（組2）1KX8（組15）………………組譯碼器4:16-CS0-CS1-CS2-CS15A9~0-WED7~0A10A11A12A13-CEi16KX8精品課件

存儲(chǔ)器邏輯框圖：（字?jǐn)U展）16KX8（頁(yè)面0）16KX8（頁(yè)面1）16KX8（頁(yè)面2）16KX8（頁(yè)面3）頁(yè)面譯碼器2:4A14A15-CE0-CE1-CE2-CE3A13~0-WED7~0精品課件12.設(shè)有一個(gè)64KX8位的RAM芯片，試問(wèn)該芯片共有多少個(gè)基本單元電路（簡(jiǎn)稱(chēng)存儲(chǔ)基元）？欲設(shè)計(jì)一種具有上述同樣多存儲(chǔ)基元的芯片，要求對(duì)芯片字長(zhǎng)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的總和為最小，試確定這種芯片的地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)，并說(shuō)明有幾種解答。

解：

存儲(chǔ)基元總數(shù)

=64KX8位

=512K位=219位；

思路：如要滿(mǎn)足地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)總和最小，應(yīng)盡量把存儲(chǔ)元安排在字向，因?yàn)榈刂肺粩?shù)和字?jǐn)?shù)成2的冪的關(guān)系，可較好地壓縮線(xiàn)數(shù)。精品課件

設(shè)地址線(xiàn)根數(shù)為a，數(shù)據(jù)線(xiàn)根數(shù)為b，則片容量為：2aXb=219；b=219-a；

若a=19，b=1，總和=19+1=

20；

a=18，b=2，總和=18+2=20；

a=17，b=4，總和=17+4=21；

a=16，b=8，總和=16+8=24；

…………

由上可看出：片字?jǐn)?shù)越少，片字長(zhǎng)越長(zhǎng)，引腳數(shù)越多。片字?jǐn)?shù)、片位數(shù)均按2的冪變化。

結(jié)論：如果滿(mǎn)足地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案有兩種：地址線(xiàn)=19根，數(shù)據(jù)線(xiàn)=1根；或地址線(xiàn)=18根，數(shù)據(jù)線(xiàn)=2根。精品課件13.某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4KX4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，試問(wèn)：

（1）該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？

（2）若每個(gè)模塊板為32KX8位，共需幾個(gè)模塊板？

（3）每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？

（4）共有多少片RAM？

（5）CPU如何選擇各模塊板？精品課件

解：

（1）218=256K，則該機(jī)所允許的最大主存空間是256KX8位（或256KB）；

（2）模塊板總數(shù)=256KX8/32KX8

=8塊；

（3）板內(nèi)片數(shù)=32KX8位/4KX4位

=8X2=16片；

（4）總片數(shù)=16片X8=128片；

（5）CPU通過(guò)最高3位地址譯碼選板，次高3位地址譯碼選片。地址格式分配如下：板地址片地址片內(nèi)地址331217151412110精品課件14.設(shè)CPU共有16根地址線(xiàn)，8根數(shù)據(jù)線(xiàn)，并用-MREQ（低電平有效）作訪(fǎng)存控制信號(hào)，R/-W作讀寫(xiě)命令信號(hào)（高電平為讀，低電評(píng)為寫(xiě)）?，F(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：

ROM（2KX8位，4KX4位，8KX8位），RAM（1KX4位，2KX8位，4KX8位），及74138譯碼器和其他門(mén)電路（門(mén)電路自定）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫(huà)出CPU和存儲(chǔ)芯片的連接圖。要求：

（1）最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096~16383地址范圍為用戶(hù)程序區(qū)；

（2）指出選用的存儲(chǔ)芯片類(lèi)型及數(shù)量；

（3）詳細(xì)畫(huà)出片選邏輯。精品課件

解：

（1）地址空間分配圖：4K（ROM）4K（SRAM）4K（SRAM）4K（SRAM）……0~40954096~81918192~1228712288~16383

……65535Y0Y1Y2Y3………A15=1A15=0精品課件

（2）選片：ROM：4KX4位：2片；

RAM：4KX8位：3片；

（3）CPU和存儲(chǔ)器連接邏輯圖及片選邏輯：4KX4ROM74138（3：8）4KX4ROM4KX8RAM4KX8RAM4KX8RAM-CS0-CS1-CS2-CS3-MREQA15A14A13A12CBA-Y0-G2A-G2BG1+5VCPUA11~0R/-WD3~0D7~4-Y1-Y2-Y3精品課件15.CPU假設(shè)同上題，現(xiàn)有8片8KX8位的RAM芯片與CPU相連，試回答：

（1）用74138譯碼器畫(huà)出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；

（2）寫(xiě)出每片RAM的地址范圍；

（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。

（4）根據(jù)（1）的連接圖，若出現(xiàn)地址線(xiàn)A13與CPU斷線(xiàn)，并搭接到高電平上，將出現(xiàn)什么后果？精品課件

解：

（1）CPU與存儲(chǔ)器芯片連接邏輯圖：CPU8KX8SRAM74138（3：8）R/-WD7~0A12~08KX8SRAM8KX8SRAM8KX8SRAM…-G2A-G2BABC-MREQA13A14A15-CS0-CS1-CS2……-CS7+5VG1精品課件

（2）地址空間分配圖：8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAM8KX8RAMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70~81918192~1638316384~2457524576~3276732768~4095940960~4915149152~5734357344~65535精品課件

（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因?yàn)椋涸摯鎯?chǔ)芯片的片選輸入端很可能總是處于低電平。可能的情況有：

1）該片的-CS端與-WE端錯(cuò)連或短路；

2）該片的-CS端與CPU的-MREQ端錯(cuò)連或短路；

3）該片的-CS端與地線(xiàn)錯(cuò)連或短路；

在此，假設(shè)芯片與譯碼器本身都是好的。精品課件

（4）如果地址線(xiàn)A13與CPU斷線(xiàn)，并搭接到高電平上，將會(huì)出現(xiàn)A13恒為“1”的情況。此時(shí)存儲(chǔ)器只能尋址A13=1的地址空間，A13=0的另一半地址空間將永遠(yuǎn)訪(fǎng)問(wèn)不到。若對(duì)A13=0的地址空間進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，只能錯(cuò)誤地訪(fǎng)問(wèn)到A13=1的對(duì)應(yīng)空間中去。精品課件17.某機(jī)字長(zhǎng)16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪(fǎng)存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫(huà)圖說(shuō)明。

解：若想不改用高速存儲(chǔ)芯片，而使訪(fǎng)存速度提高到8倍，可采取多體交叉存取技術(shù)，圖示如下：08……M08K19……M18K210……M28K311……M38K412……M48K513……M58K614……M68K715……M78K存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)總線(xiàn)精品課件8體交叉訪(fǎng)問(wèn)時(shí)序：?jiǎn)?dòng)M0：?jiǎn)?dòng)M1：?jiǎn)?dòng)M2：?jiǎn)?dòng)M3：?jiǎn)?dòng)M4：?jiǎn)?dòng)M5：?jiǎn)?dòng)M6：?jiǎn)?dòng)M7：t單體存取周期由圖可知：每隔1/8個(gè)存取周期就可在存儲(chǔ)總線(xiàn)上獲得一個(gè)數(shù)據(jù)。返回目錄精品課件23.畫(huà)出RZ、NRZ、NRZ1、PE、FM寫(xiě)入數(shù)字串1011001的寫(xiě)入電流波形圖。

解：RZ：NRZ：NRZ1：PE：FM：1011001ttttt精品課件24.以寫(xiě)入10010110為例，比較調(diào)頻制和改進(jìn)調(diào)頻制的寫(xiě)電流波形圖。

解：寫(xiě)電流波形圖如下：FM:MFM:MFM:10010110tt10010110頻率提高一倍后的MFM制。t精品課件

比較：

1）FM和MFM寫(xiě)電流在位周期中心處的變化規(guī)則相同；

2）MFM制除連續(xù)一串“0”時(shí)兩個(gè)0周期交界處電流仍變化外，基本取消了位周期起始處的電流變化；

3）FM制記錄一位二進(jìn)制代碼最多兩次磁翻轉(zhuǎn)，MFM制記錄一位二進(jìn)制代碼最多一次磁翻轉(zhuǎn)，因此MFM制的記錄密度可提高一倍。上圖中示出了在MFM制時(shí)位周期時(shí)間縮短一倍的情況。由圖可知，當(dāng)MFM制記錄密度提高一倍時(shí)，其寫(xiě)電流頻率與FM制的寫(xiě)電流頻率相當(dāng)；精品課件4）由于MFM制并不是每個(gè)位周期都有電流變化，故自同步脈沖的分離需依據(jù)相鄰兩個(gè)位周期的讀出信息產(chǎn)生，自同步技術(shù)比FM制復(fù)雜得多。精品課件25.畫(huà)出調(diào)相制記錄01100010的驅(qū)動(dòng)電流、記錄磁通、感應(yīng)電勢(shì)、同步脈沖及讀出代碼等幾種波形。

解：I：

：e：T：D：01100010ttttt精品課件26.磁盤(pán)組有六片磁盤(pán)，每片有兩個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑22厘米，外徑33厘米，道密度為40道/厘米，內(nèi)層密度為400位/厘米，轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)/分，問(wèn)：

（1）共有多少存儲(chǔ)面可用？

（2）共有多少柱面？

（3）盤(pán)組總存儲(chǔ)容量是多少？

（4）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？精品課件

解：

（1）若去掉兩個(gè)保護(hù)面，則共有：

6X2-2=10個(gè)存儲(chǔ)面可用；

（2）有效存儲(chǔ)區(qū)域

=（33-22）/2=5.5cm

柱面數(shù)

=40道/cmX5.5=220道

（3）內(nèi)層道周長(zhǎng)=22=69.08cm

道容量=400位/cmX69.08cm

=3454B

面容量=3454BX220道

=759，880B

盤(pán)組總?cè)萘?759，880BX10面

=7，598，800B精品課件（4）轉(zhuǎn)速

=2400轉(zhuǎn)/60秒

=40轉(zhuǎn)/秒

數(shù)據(jù)傳輸率

=3454BX40轉(zhuǎn)/秒

=138，160B/S

27.某磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄盤(pán)面，每毫米5道，每道記錄信息12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道，求：

（1）磁盤(pán)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量；

（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；

（3）磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率；

（4）平均等待時(shí)間。精品課件解：

（1）存儲(chǔ)容量

=275道X12288B/道X4面=13516800B

（2）最高位密度

=12288B/230

=17B/mm=136位/mm（向下取整）

最大磁道直徑

=230mm+275道/5道X2

=230mm+110mm=340mm

最低位密度

=12288B/340

=11B/mm=92位/mm（向下取整）

（3）磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率

=12288BX3000轉(zhuǎn)/分

=12288BX50轉(zhuǎn)/秒=614400B/S

（4）平均等待時(shí)間

=1/50/2=10ms返回目錄精品課件輸入輸出系統(tǒng)第五章精品課件

1.I/O有哪些編址方式？各有何特點(diǎn)？

解：常用的I/O編址方式有兩種：I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址和I/O獨(dú)立編址；

特點(diǎn)：I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式的I/O地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，I/O設(shè)備和主存占用同一個(gè)地址空間，CPU可像訪(fǎng)問(wèn)主存一樣訪(fǎng)問(wèn)I/O設(shè)備，不需要安排專(zhuān)門(mén)的I/O指令。

I/O獨(dú)立編址方式時(shí)機(jī)器為I/O設(shè)備專(zhuān)門(mén)安排一套完全不同于主存地址格式的地址編碼，此時(shí)I/O地址與主存地址是兩個(gè)獨(dú)立的空間，CPU需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的I/O指令來(lái)訪(fǎng)問(wèn)I/O地址空間。精品課件6.字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器，各有何作用？

解：顯示緩沖存儲(chǔ)器的作用是支持屏幕掃描時(shí)的反復(fù)刷新；只讀存儲(chǔ)器作為字符發(fā)生器使用，他起著將字符的ASCII碼轉(zhuǎn)換為字形點(diǎn)陣信息的作用。精品課件8.某計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位校驗(yàn)位和一位停止位。若要求每秒鐘傳送480個(gè)字符，那么該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率為多少？

解：480×10=4800位/秒=4800波特；

波特——是數(shù)據(jù)傳送速率波特率的單位。精品課件10.什么是I/O接口?為什么要設(shè)置I/O接口？I/O接口如何分類(lèi)？

解：I/O接口一般指CPU和I/O設(shè)備間的連接部件；I/O接口分類(lèi)方法很多，主要有：

按數(shù)據(jù)傳送方式分有并行接口和

串行接口兩種；

按數(shù)據(jù)傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA接口三種。精品課件12.結(jié)合程序查詢(xún)方式的接口電路，說(shuō)明其工作過(guò)程。

解：程序查詢(xún)接口工作過(guò)程如下（以輸入為例）：

1）CPU發(fā)I/O地址

地址總線(xiàn)

接口

設(shè)備選擇器譯碼

選中，發(fā)SEL信號(hào)

開(kāi)命令接收門(mén)；

2）CPU發(fā)啟動(dòng)命令

D置0，B置1

接口向設(shè)備發(fā)啟動(dòng)命令

設(shè)備開(kāi)始工作；

3）CPU等待，輸入設(shè)備讀出數(shù)據(jù)

DBR；

4）外設(shè)工作完成，完成信號(hào)

接口

B置0，D置1；

5）準(zhǔn)備就緒信號(hào)

控制總線(xiàn)

CPU；

6）輸入：CPU通過(guò)輸入指令（IN）將DBR中的數(shù)據(jù)取走；精品課件

若為輸出，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他操作與輸入類(lèi)似。工作過(guò)程如下：

1）CPU發(fā)I/O地址

地址總線(xiàn)

接口

設(shè)備選擇器譯碼

選中，發(fā)SEL信號(hào)

開(kāi)命令接收門(mén)；

2）輸出：CPU通過(guò)輸出指令（OUT）將數(shù)據(jù)放入接口DBR中；

3）CPU發(fā)啟動(dòng)命令

D置0，B置1

接口向設(shè)備發(fā)啟動(dòng)命令

設(shè)備開(kāi)始工作；

4）CPU等待，輸出設(shè)備將數(shù)據(jù)從

DBR取走；

5）外設(shè)工作完成，完成信號(hào)

接口

B置0，D置1；

6）準(zhǔn)備就緒信號(hào)

控制總線(xiàn)

CPU，CPU可通過(guò)指令再次向接口DBR輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行第二次傳送。精品課件

13.說(shuō)明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。

解：

中斷向量地址和入口地址的區(qū)別：

向量地址是硬件電路（向量編碼器）產(chǎn)生的中斷源的內(nèi)存地址編號(hào)，中斷入口地址是中斷服務(wù)程序首址。

中斷向量地址和入口地址的聯(lián)系：

中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過(guò)它訪(fǎng)存可獲得中斷服務(wù)程序入口地址。精品課件14.在什么條件下，I/O設(shè)備可以向CPU提出中斷請(qǐng)求？

解：I/O設(shè)備向CPU提出中斷請(qǐng)求的條件是：I/O接口中的設(shè)備工作完成狀態(tài)為1（D=1），中斷屏蔽碼為0（MASK=0），且CPU查詢(xún)中斷時(shí)，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器狀態(tài)為1（INTR=1）。

15.什么是中斷允許觸發(fā)器？它有何作用？

解：中斷允許觸發(fā)器是CPU中斷系統(tǒng)中的一個(gè)部件，他起著開(kāi)關(guān)中斷的作用（即中斷總開(kāi)關(guān)，則中斷屏蔽觸發(fā)器可視為中斷的分開(kāi)關(guān)）。精品課件

16.在什么條件和什么時(shí)間，CPU可以響應(yīng)I/O的中斷請(qǐng)求？

解：CPU響應(yīng)I/O中斷請(qǐng)求的條件和時(shí)間是：當(dāng)中斷允許狀態(tài)為1（EINT=1），且至少有一個(gè)中斷請(qǐng)求被查到，則在一條指令執(zhí)行完時(shí)，響應(yīng)中斷。

17.某系統(tǒng)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣處理，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，CPU就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲(chǔ)器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需P秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)N個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就要將其取出進(jìn)行處理，這個(gè)處理需Q秒。試問(wèn)該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請(qǐng)求？精品課件

解：這是一道求中斷飽和度的題，要注意主程序?qū)?shù)據(jù)的處理不是中斷處理，因此Q秒不能算在中斷次數(shù)內(nèi)。

N個(gè)數(shù)據(jù)所需的處理時(shí)間=P×N+Q秒

平均每個(gè)數(shù)據(jù)所需處理時(shí)間=（P×N+Q）/N秒；

求倒數(shù)得：

該系統(tǒng)跟蹤到的每秒中斷請(qǐng)求數(shù)=N/（P×N+Q）次。精品課件

19.在程序中斷方式中，磁盤(pán)申請(qǐng)中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)。當(dāng)打印機(jī)正在進(jìn)行打印時(shí)，磁盤(pán)申請(qǐng)中斷請(qǐng)求。試問(wèn)是否要將打印機(jī)輸出停下來(lái)，等磁盤(pán)操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行？為什么？

解：這是一道多重中斷的題，由于磁盤(pán)中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此應(yīng)將打印機(jī)輸出停下來(lái)，等磁盤(pán)操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)榇蛴C(jī)的速度比磁盤(pán)輸入輸出的速度慢，并且暫停打印不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。

精品課件

22.CPU對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間是否一樣？為什么？

解：CPU對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間不一樣，因?yàn)閮煞N方式的交換速度相差很大，因此CPU必須以更短的時(shí)間間隔查詢(xún)并響應(yīng)DMA請(qǐng)求（一個(gè)存取周期末）。

24.DMA的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程有何不同？畫(huà)圖說(shuō)明。

解：兩種DMA方式的工作流程見(jiàn)下頁(yè)，其主要區(qū)別在于傳送階段，現(xiàn)行程序是否完全停止訪(fǎng)存。精品課件停止CPU訪(fǎng)存方式的DMA工作流程如下：

現(xiàn)行程序CPUDMACI/ODMA預(yù)處理：

向DMAC送MM緩沖區(qū)首址；I/O設(shè)備地址；交換個(gè)數(shù)；啟動(dòng)I/O現(xiàn)行程序開(kāi)始工作啟動(dòng)I/O準(zhǔn)備就緒DMA請(qǐng)求I/O數(shù)據(jù)送BR或(BR)送I/O總線(xiàn)請(qǐng)求現(xiàn)行程序AA數(shù)據(jù)傳送：響應(yīng)，停止CPU訪(fǎng)存準(zhǔn)備下個(gè)數(shù)據(jù)(AR)送MM(MAR)；(AR)+1；R/W(BR)送MDR；WC減1；就緒DMA請(qǐng)求現(xiàn)行程序等待BI/O數(shù)據(jù)送BR或(BR)送I/OCD讓出總線(xiàn)精品課件CPUDMACI/O

BCD準(zhǔn)備下個(gè)數(shù)據(jù)(AR)送(MAR)；(AR)+1；R/W(BR)送MDR；WC減1；中斷請(qǐng)求現(xiàn)行程序響應(yīng)中斷后處理：中斷服務(wù)程序：校驗(yàn)、錯(cuò)誤檢測(cè)、停止外設(shè)或再啟動(dòng)及初始化?，F(xiàn)行程序I/O停止WC=0現(xiàn)行程序等待精品課件周期竊取方式的DMA工作流程如下：

現(xiàn)行程序CPUDMACI/ODMA預(yù)處理：

向DMAC送MM緩沖區(qū)首址；I/O設(shè)備地址；交換個(gè)數(shù)；啟動(dòng)I/O現(xiàn)行程序開(kāi)始工作啟動(dòng)I/O準(zhǔn)備就緒DMA請(qǐng)求I/O數(shù)據(jù)送BR或(BR)送I/O總線(xiàn)請(qǐng)求現(xiàn)行程序AA數(shù)據(jù)傳送：響應(yīng)，讓出一個(gè)MM周期準(zhǔn)備下個(gè)數(shù)據(jù)(AR)送MM(MAR)；(AR)+1；R/W(BR)送MDR；WC減1；就緒DMA請(qǐng)求現(xiàn)行程序總線(xiàn)請(qǐng)求BI/O數(shù)據(jù)送BR或(BR)送I/OCD精品課件CPUDMACI/O

BCD數(shù)據(jù)傳送：

響應(yīng)，讓出一個(gè)MM周期準(zhǔn)備下個(gè)數(shù)據(jù)(AR)送(MAR)；(AR)+1；R/W(BR)送MDR；WC減1；中斷請(qǐng)求現(xiàn)行程序響應(yīng)中斷后處理：中斷服務(wù)程序：校驗(yàn)、錯(cuò)誤檢測(cè)、停止外設(shè)或再啟動(dòng)及初始化?，F(xiàn)行程序I/O停止WC=0精品課件25.假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是40K次/秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40s，試問(wèn)該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？

解：該設(shè)備向CPU傳送信息的時(shí)間間隔=1/40K=0.025×103=25s<40s

則：該外設(shè)不能用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，因?yàn)槠渲袛嗵幚沓绦虻膱?zhí)行速度比該外設(shè)的交換速度慢。精品課件

26.設(shè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，分8個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1K字節(jié)，主存與磁盤(pán)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位（即每次傳送16位）。假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是25s，是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？精品課件

解：先算出磁盤(pán)傳送速度，然后和指令執(zhí)行速度進(jìn)行比較得出結(jié)論。

道容量=1KB×816=1K×8×816

=1K×4=4K字

數(shù)傳率=4K字×3000轉(zhuǎn)/分

=4K字×50轉(zhuǎn)/秒=200K字/秒

一個(gè)字的傳送時(shí)間=1/200K字/秒=5s

5s<<25s，所以不能采用一條指令執(zhí)行結(jié)束響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，應(yīng)采取每個(gè)CPU機(jī)器周期末查詢(xún)及響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案（通常安排CPU機(jī)器周期=MM存取周期）。精品課件27.試從下面七個(gè)方面比較程序查詢(xún)、程序中斷和DMA三種方式的綜合性能。

（1）數(shù)據(jù)傳送依賴(lài)軟件還是硬件；

（2）傳送數(shù)據(jù)的基本單位；

（3）并行性；

（4）主動(dòng)性；

（5）傳輸速度；

（6）經(jīng)濟(jì)性；

（7）應(yīng)用對(duì)象。

解：比較如下：

（1）程序查詢(xún)、程序中斷方式的數(shù)據(jù)傳送主要依賴(lài)軟件，DMA主要依賴(lài)硬件。精品課件

（2）程序查詢(xún)、程序中斷傳送數(shù)據(jù)的基本單位為字或字節(jié)，DMA為數(shù)據(jù)塊。

（3）程序查詢(xún)方式傳送時(shí)，CPU與I/O設(shè)備串行工作；

程序中斷方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送串行進(jìn)行；

DMA方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送并行進(jìn)行。精品課件

（4）程序查詢(xún)方式時(shí)，CPU主動(dòng)查詢(xún)I/O設(shè)備狀態(tài)；

程序中斷及DMA方式時(shí)，CPU被動(dòng)接受I/O中斷請(qǐng)求或DMA請(qǐng)求。

（5）程序中斷方式由于軟件額外開(kāi)銷(xiāo)時(shí)間比較大，因此傳輸速度最慢；

程序查詢(xún)方式軟件額外開(kāi)銷(xiāo)時(shí)間基本沒(méi)有，因此傳輸速度比中斷快；

DMA方式基本由硬件實(shí)現(xiàn)傳送，因此速度最快；精品課件

（6）程序查詢(xún)接口硬件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，因此最經(jīng)濟(jì)；

程序中斷接口硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，因此較經(jīng)濟(jì)；

DMA控制器硬件結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，因此成本最高；

（7）程序中斷方式適用于中、低速設(shè)備的I/O交換；

程序查詢(xún)方式適用于中、低速實(shí)時(shí)處理過(guò)程；

DMA方式適用于高速設(shè)備的I/O交換；精品課件30.什么是多重中斷？實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是什么？

解：多重中斷是指：當(dāng)CPU執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序的過(guò)程中，發(fā)生了更高級(jí)、更緊迫的事件，CPU暫停現(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理該事件的中斷，處理完返回現(xiàn)行中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。

實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是：在現(xiàn)行中斷服務(wù)期間，中斷允許觸發(fā)器為1，即開(kāi)中斷。返回目錄精品課件

補(bǔ)充題：

一、某CRT顯示器可顯示64種ASCII字符，每幀可顯示72字×24排；每個(gè)字符字形采用7×8點(diǎn)陣，即橫向7點(diǎn)，字間間隔1點(diǎn)，縱向8點(diǎn)，排間間隔6點(diǎn)；幀頻50Hz，采取逐行掃描方式。假設(shè)不考慮屏幕四邊的失真問(wèn)題，且行回掃和幀回掃均占掃描時(shí)間的20%，問(wèn)：

1）顯存容量至少有多大？

2）字符發(fā)生器（ROM）容量至少有多大？

3）顯存中存放的是那種信息？

4）顯存地址與屏幕顯示位置如何對(duì)應(yīng)？精品課件5）設(shè)置哪些計(jì)數(shù)器以控制顯存訪(fǎng)問(wèn)與屏幕掃描之間的同步？它們的模各是多少？

6）點(diǎn)時(shí)鐘頻率為多少？

解：1）顯存最小容量=72×24×8=1728B

2）ROM最小容量=64×8行×8列

=512B（含字間隔1點(diǎn)）

3）顯存中存放的是ASCII碼信息。

4）顯存每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字符顯示位置，顯示位置自左至右，從上到下，分別對(duì)應(yīng)緩存地址由低到高。

5）設(shè)置點(diǎn)計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、行計(jì)數(shù)器、排計(jì)數(shù)器控制顯存訪(fǎng)問(wèn)與屏幕掃描之間的同步。精品課件

它們的模計(jì)算如下：

點(diǎn)計(jì)數(shù)器模=7+1=8

行計(jì)數(shù)器模=8+6=14

字、排計(jì)數(shù)器的模不僅與掃描正程時(shí)間有關(guān)，而且與掃描逆程時(shí)間有關(guān)，因此計(jì)算較為復(fù)雜。

列方程：（72+x）×0.8=72

（24+y）×0.8=24

解方程得：x=18，y=6，則：

字計(jì)數(shù)器模=72+18=90

排計(jì)數(shù)器模=24+6=30

6）點(diǎn)頻=50Hz×30排×14行×90字×8點(diǎn)=15120000Hz

=15.12MHz精品課件

二、有一編碼鍵盤(pán)，其鍵陣列為8行×16列，分別對(duì)應(yīng)128種ASCII碼字符，采用硬件掃描方式確認(rèn)按鍵信號(hào)，問(wèn)：

1）掃描計(jì)數(shù)器應(yīng)為多少位？

2）ROM容量為多大？

3）若行、列號(hào)均從0開(kāi)始編排，則當(dāng)?shù)?行第7列的鍵表示字母“F”時(shí)，CPU從鍵盤(pán)讀入的二進(jìn)制編碼應(yīng)為多少（設(shè)采用奇校驗(yàn)）？

4）參考教材圖5.15，畫(huà)出該鍵盤(pán)的原理性邏輯框圖；

5）如果不考慮校驗(yàn)技術(shù)，此時(shí)ROM是否可省？精品課件

解：1）掃描計(jì)數(shù)器=7位

（與鍵的個(gè)數(shù)有關(guān)）

2）ROM容量=128×8=128B

（與字符集大小有關(guān)）

3）CPU從鍵盤(pán)讀入的應(yīng)為字符“F”的ASCII碼=01000110，其中最高位為奇校驗(yàn)位。

4）該鍵盤(pán)的原理性邏輯框圖見(jiàn)下頁(yè)，與教材圖5.15類(lèi)似，主要需標(biāo)明參數(shù)。

5）如果不考慮校驗(yàn)技術(shù)，并按ASCII碼位序設(shè)計(jì)鍵陣列，則ROM編碼表可省，此時(shí)7位計(jì)數(shù)器輸出值即為ASCII碼。精品課件8X16鍵盤(pán)矩陣該鍵盤(pán)的原理性邏輯框圖如下：七位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘發(fā)生器ROM128BCPU列譯碼器4:16行譯碼器3:8中斷觸發(fā)器單穩(wěn)延遲-RD-CS地址譯碼輸入精品課件

三、一針式打印機(jī)采用7×9點(diǎn)陣打印字符，每行可打印132個(gè)字符，共有96種可打印字符，用帶偶校驗(yàn)位的ASCII碼表示。問(wèn)：

1）打印緩存容量至少有多大？

2）字符發(fā)生器容量至少有多大？

3）列計(jì)數(shù)器應(yīng)有多少位？

4）緩存地址計(jì)數(shù)器應(yīng)有多少位？

解：

1）打印緩存最小容量=132×8

=132B

（考慮偶校驗(yàn)位）

2）ROM最小容量=96×7列×9行

=672×9位精品課件3）列計(jì)數(shù)器=3位

（7列向上取2的冪）

4）緩存地址計(jì)數(shù)器=8位

（132向上取2的冪）返回目錄精品課件計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法第六章精品課件2.已知X=0.a1a2a3a4a5a6（ai為0或1），討論下列幾種情況時(shí)ai各取何值。

（1）X>1/2；（2）X1/8；

（3）1/4X>1/16

解：（1）若要X>1/2，只要a1=1，a2~a6不全為0即可（a2ora3ora4ora5ora6=1）；

（2）若要X1/8，只要a1~a3不全為0即可（a1ora2ora3=1），a4~a6可任取0或1；精品課件（3）若要1/4X>1/16，只要a1=0，a2可任取0或1；

當(dāng)a2=0時(shí)，若a3=0，則必須a4=1，且a5、a6不全為0（a5ora6=1；若a3=1，則a4~a6可任取0或1；

當(dāng)a2=1時(shí)，a3~a6可任取0或1。

3.設(shè)x為整數(shù)，[x]補(bǔ)=1，x1x2x3x4x5，若要求x<-16，試問(wèn)x1~x5應(yīng)取何值？

解：若要x<-16，需x1=0，x2~x5任意。（注：負(fù)數(shù)絕對(duì)值大的反而小。）精品課件4.設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位（含1位符號(hào)位在內(nèi)），寫(xiě)出對(duì)應(yīng)下列各真值的原碼、補(bǔ)碼和反碼。

-13/64，29/128，100，-87

解：真值與不同機(jī)器碼對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

真值十進(jìn)制二進(jìn)制原碼反碼補(bǔ)碼-13/64-0.0011011.00110101.11001011.110011029/1280.00111010.00111010.00111010.0011101

10011001000,11001000,11001000,1100100

-87-10101111,10101111,01010001,0101001精品課件5.已知[x]補(bǔ)，求[x]原和x。

[x1]補(bǔ)=1.1100；[x2]補(bǔ)=1.1001；[x3]補(bǔ)=0.1110；[x4]補(bǔ)=1.0000；

[x5]補(bǔ)=1，0101；[x6]補(bǔ)=1，1100；[x7]補(bǔ)=0，0111；[x8]補(bǔ)=1，0000；

解：[x]補(bǔ)與[x]原、x的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：[x]補(bǔ)

[x]原

x（二進(jìn)制）x（十進(jìn)制）

1.11001.0100-0.0100-1/41.10011.0111-0.0111-7/16

0.11100.1110+0.1110+7/81.0000無(wú)-1.0000-1

1，01011，1011-1011-111，11001，0100-0100-4

0，01110，0111+0111+71，0000無(wú)-10000-16精品課件6.設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位（含1位符號(hào)位在內(nèi)），分整數(shù)和小數(shù)兩種情況討論真值x為何值時(shí)，[x]補(bǔ)=[x]原成立。

解：

當(dāng)x為小數(shù)時(shí)，若x

0，則

[x]補(bǔ)=[x]原成立；

若x<0，則當(dāng)x=-1/2時(shí)，

[x]補(bǔ)=[x]原成立。

當(dāng)x為整數(shù)時(shí)，若x

0，則

[x]補(bǔ)=[x]原成立；

若x<0，則當(dāng)x=-64時(shí)，

[x]補(bǔ)=[x]原成立。精品課件7.設(shè)x為真值，x*為絕對(duì)值，說(shuō)明[-x*]補(bǔ)=[-x]補(bǔ)能否成立。

解：當(dāng)x為真值，x*為絕對(duì)值時(shí)，[-x*]補(bǔ)=[-x]補(bǔ)不能成立。[-x*]補(bǔ)=[-x]補(bǔ)的結(jié)論只在x>0時(shí)成立。當(dāng)x<0時(shí)，由于[-x*]補(bǔ)是一個(gè)負(fù)值，而[-x]補(bǔ)是一個(gè)正值，因此此時(shí)[-x*]補(bǔ)不等于[-x]補(bǔ)。

8.討論若[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)，是否有x>y？

解：若[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)，不一定有x>y。[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)時(shí)x>y的結(jié)論只在x>0、y>0，及x<0、y<0時(shí)成立。當(dāng)x<0、y>0時(shí)，有x>y，但由于負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的符號(hào)位為1，則[x]補(bǔ)<[y]補(bǔ)。同樣，當(dāng)x<0、y>0時(shí)，有x<y，但[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)。精品課件9.當(dāng)十六進(jìn)制數(shù)9B和FF分別表示為原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼和無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)各為多少（設(shè)機(jī)器數(shù)采用一位符號(hào)位）？

解：真值和機(jī)器數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

十六進(jìn)制

真值

無(wú)符號(hào)數(shù)

原碼反碼補(bǔ)碼移碼9BH二進(jìn)制十進(jìn)制10011011155-11011-27-1100100-100-1100101-101+11011+27FFH二進(jìn)制十進(jìn)制11111111255-1111111-127-0000000-0-0000001-1+1111111+127精品課件10.在整數(shù)定點(diǎn)機(jī)中，設(shè)機(jī)器數(shù)采用一位符號(hào)位，寫(xiě)出±0的原碼、補(bǔ)碼、反碼和移碼，得出什么結(jié)論？

解：0的機(jī)器數(shù)形式如下：

真值

原碼

補(bǔ)碼

反碼

移碼+00，00…00，00…00，00…01，00…0

-01，00…00，00…01，11…11，00…011.已知機(jī)器數(shù)字