計(jì)算機(jī)原理作業(yè)二

1、計(jì)算機(jī)組成原理 作業(yè)2一. 選擇題： 1. 主存儲(chǔ)器和CPU之間增加cache的目的是_A_； A.解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B.擴(kuò)大主存儲(chǔ)器的容量 C.擴(kuò)大CPU中通用寄存器的數(shù)量 D.既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大CPU中通用寄存器的數(shù)量 2. 某機(jī)器字長32位，存儲(chǔ)容量1MB，按字編址，它的尋址范圍是_C_。 A. 1M B. 512KB C. 256K D. 256KB 3某計(jì)算機(jī)字長是16位，它的存儲(chǔ)容量是64KB，按字編址，它的尋址范圍是_A_ A.32K B.32KB C.64K D.64KB 4. 計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器采用分級(jí)存儲(chǔ)體系的主要目的是_D_ A.便于讀寫數(shù)據(jù) B.減小機(jī)箱

2、的體積 C.便于系統(tǒng)升級(jí) D.解決存儲(chǔ)容量，價(jià)格和存取速度之間矛盾 5. 相聯(lián)存儲(chǔ)器是按_C_進(jìn)行尋址的存儲(chǔ)器。 A. 地址指定方式 B. 堆棧存取方式 C. 內(nèi)容指定方式 D. 地址指定與堆棧存取方式結(jié)合 6. 在cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到cache內(nèi)的任意一塊的位置上，則這種方法稱為_A_。 A. 全相聯(lián)映射 B. 直接映射 C. 組相聯(lián)映射 D. 混合映射 7. 對于某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為_A_尋址。 A. 直接 B. 間接 C. 寄存器直接 D. 寄存器間接 8. 程序控制類指令的功能是_C_。 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

3、間的數(shù)據(jù)傳送 C. 進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 D. 改變程序執(zhí)行的順序 9. 若使8 bit寄存器A最高位清0，可采用_B_； A. B. C. D. 10. 微程序存放在_C_中。 A. 控制存儲(chǔ)器 B. RAM C. 指令寄存器 D. 內(nèi)存儲(chǔ)器 11. 微周期指的是_B_所需要的時(shí)間； A. 執(zhí)行一條微命令 B. 執(zhí)行一條微指令 C. 執(zhí)行一段微程序 D. 執(zhí)行一條機(jī)器指令 12. 在CPU中，跟蹤指令后繼地址的寄存器是_B_； 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)寄存器 13. 以下四種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長的是_C_； A. RR型 B. R

4、S型 C. SS型 D. 程序控制指令 14. 指令周期是指_C_。 A. CPU從主存取出一條指令的時(shí)間 B. CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間 C. CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間 D. 時(shí)鐘周期時(shí)間 15. 同步控制是_B_。 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. 所有指令控制時(shí)間都相同的方式二. 填空題： 1. CPU中，保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器為 PC程序計(jì)數(shù)器，保存下條指令地址的寄存器為_ IR指令寄存器_，保存CPU訪存地址寄存器為_內(nèi)存地址寄存器AR _。 2. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器分為_主存儲(chǔ)器_

5、和_輔助存儲(chǔ)器_。在CPU執(zhí)行程序時(shí)，必須將指令存放在_主存儲(chǔ)器_中。 3. 在同一微周期中_指不能同時(shí)或不能在同一個(gè)節(jié)拍內(nèi)并行執(zhí)行的微操作_的微命令，稱之為互斥的微命令；在同一微周期中_可以編碼指能夠同時(shí)或在同一個(gè)節(jié)拍內(nèi)并行執(zhí)行的微操作_的微命令，稱之為相容的微命令。顯然，_必須各占一位_不能放在一起譯碼。 4. 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的最小單位為_位_，1KB容量的存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)_位_個(gè)這樣的基本單位。 5. 對存儲(chǔ)器的要求是_容量大_、_速度快_、_成本低_；為了解決這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用_分級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)_體系結(jié)構(gòu)。 6. 指令的格式是由_操作碼_和_地址碼_組成的。 7. 計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)往往

6、具有多種尋址方式，操作數(shù)就是指令的一部分稱為_立即數(shù)_尋址，操作數(shù)地址在指令中稱為直接_尋址，當(dāng)操作數(shù)地址在寄存器中，就采用_寄存器間接_尋址方式。 8. 在寄存器間接尋址方式中，有效地址存放在_寄存器_中，而操作數(shù)存放在_主存單元的地址_中。 9. 在機(jī)器的一個(gè)CPU周期中，一組實(shí)現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構(gòu)成一條_微指令_，它由_操作控制_和_順序控制_兩部分組成。 10. 微程序控制器的核心部件是_控制存儲(chǔ)器(CM）_，它是一種_來存放微程序_存儲(chǔ)器。 11. CPU周期也稱為_機(jī)器周期_，一個(gè)CPU周期包含若干個(gè)_子指令周期_。三名詞解釋： 1存儲(chǔ)容量 2. 相聯(lián)存儲(chǔ)器 3. 全相

7、聯(lián)映像 4. 組相聯(lián)映像 5. 尋址方式 6. 指令系統(tǒng)1存儲(chǔ)容量:是指存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量，用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)地址寄存器MAR的編址數(shù)與存儲(chǔ)字位數(shù)的乘積表示。2. 相聯(lián)存儲(chǔ)器：它是一種不根據(jù)地址而是根據(jù)存儲(chǔ)內(nèi)容來進(jìn)行存取的存儲(chǔ)器。3. 全相聯(lián)映像：在全相聯(lián)Cache中，存儲(chǔ)的塊與塊之間，以及存儲(chǔ)順序或保存的存儲(chǔ)器地址之間沒有直接的關(guān)系。4. 組相聯(lián)映像：組相聯(lián)Cache是介于全相聯(lián)Cache和直接映像Cache之間的一種結(jié)構(gòu)。5. 尋址方式：尋址方式就是尋找操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式。6. 指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語言，它是軟件和硬件的主要界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看

8、，它是系統(tǒng)程序員看到的計(jì)算機(jī)的主要屬性。四. 問答題和計(jì)算題： 1. 試述主存和輔存的區(qū)別？答：主存即為內(nèi)存，斷電信息丟失，但存取數(shù)據(jù)塊，他的容量大小直接影響計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度。輔存即硬盤，光盤等，容量大，但存取數(shù)據(jù)慢，計(jì)算機(jī)都是先把輔存中要讀的東西放到主存后處理，然后在依據(jù)情況是否寫回。 2. 一個(gè)較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類指令？答：一個(gè)較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算類指令、程序控制類指令、I/O類指令、字符串類指令、系統(tǒng)控制類指令。 3. 請用圖示說明三級(jí)存儲(chǔ)體系分別由那些部分組成，并比較cache主存和主存輔存這兩個(gè)存儲(chǔ)層次的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。答：緩存，內(nèi)存，

9、葉面文件或者寄存器，緩存，內(nèi)存解決高速的處理器和低速的外設(shè)間速度不匹配問題。 4. 簡述存儲(chǔ)器芯片中地址譯碼方式？答：單譯碼 適用于小容量存儲(chǔ)器 一個(gè)地址譯碼器雙譯碼 適用于大容量存儲(chǔ)器 X向和Y向兩個(gè)譯碼器 5. 設(shè)有一個(gè)1MB容量的存儲(chǔ)器，字長為32位，問： 1）按字節(jié)編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？ 2）按半字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？ 3）按字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？解：按字節(jié)編址：1MB=220×8，地址寄存器為20位，數(shù)據(jù)寄存器為8位；編址范圍為00000HFFFFFH 按半字編址：1MB=2

10、20×8=219×16，地址寄存器為19位，數(shù)據(jù)寄存器；為16位；編址范圍為00000H7FFFFH按字編址：1MB=220×8=218×32，地址寄存器為18位，數(shù)據(jù)寄存器；為32位；編址范圍為00000H3FFFFH 6. 機(jī)器字長是32位，要求存儲(chǔ)器能存入4M個(gè)字 1）存儲(chǔ)容量有多少？ 2）需要多少片2M×8位RAM芯片組成？ 3）若存儲(chǔ)器以字節(jié)編址，則地址寄存器需多少位？答：1，可以存入4M個(gè)字，一個(gè)字為2個(gè)字節(jié)，4M字為8MB。2，一片2M*8bit RAM可以提供2MB的容量，提供8M，共需要4片。3，按照字節(jié)編址8MB的容量需要尋址8M的空間，2的23次方為8M，共需要23根地址線，則地址寄存器需要23位。7. 假設(shè)某計(jì)算機(jī)指令長度為32位，具有二地址，一地址，零地址3種指令格式，每個(gè)操作數(shù)地址規(guī)定用