計算機組成原理期末復(fù)習(xí)答案

1、.第一章計算機系統(tǒng)概論1. 什么是計算機系統(tǒng)、計算機硬件和計算機軟件？硬件和軟件哪個更重要？解：計算機系統(tǒng)：由計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的綜合體。計算機硬件：指計算機中的電子線路和物理裝置。計算機軟件：計算機運行所需的程序及相關(guān)資料。硬件和軟件在計算機系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。2. 如何理解計算機的層次結(jié)構(gòu)？答：計算機硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件構(gòu)成了計算機系統(tǒng)的三個層次結(jié)構(gòu)。（1）硬件系統(tǒng)是最內(nèi)層的，它是整個計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。（ 2）系統(tǒng)軟件在硬件之外，為用戶提供一個基本操作界面。（ 3）應(yīng)用軟件在最外層，為用戶提供解決具體問題的應(yīng)用系統(tǒng)界面。通常將硬件系統(tǒng)之外的其余層稱為

2、虛擬機。各層次之間關(guān)系密切，上層是下層的擴展，下層是上層的基礎(chǔ)，各層次的劃分不是絕對的。4.如何理解計算機組成和計算機體系結(jié)構(gòu)？答：計算機體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所見到的計算機系統(tǒng)的屬性，如指令系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)類型、尋址技術(shù)組成及I/O 機理等。 計算機組成是指如何實現(xiàn)計算機體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，包含對程序員透明的硬件細節(jié)，如組成計算機系統(tǒng)的各個功能部件的結(jié)構(gòu)和功能，及相互連接方法等。8. 解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、 PC、 IR 、 CU、 ALU、 ACC、 MQ、 X、 MAR、 MDR、 I/O 、 MIPS、 CPI 、 FLOPS 解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、功能

3、三部分。CPU： Central Processing Unit，中央處理機（器） ，是計算機硬件的核心部件，主要由運算器和控制器組成。PC： Program Counter ，程序計數(shù)器，其功能是存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動計數(shù)形成下一條指令地址。IR ： Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。CU： ControlUnit ，控制單元（部件） ，為控制器的核心部件，其功能是產(chǎn)生微操作命令序列。ALU： Arithmetic Logic Unit，算術(shù)邏輯運算單元，為運算器的核心部件，其功能是進行算術(shù)、邏輯運算。ACC： Accumula

4、tor ，累加器，是運算器中既能存放運算前的操作數(shù)，又能存放運算結(jié)果的寄存器。MQ： Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數(shù)、除法時存放商的寄存器。X：此字母沒有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運算器中工作寄存器之一，用來存放操作數(shù)；MAR： Memory Address Register，存儲器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲單元的地址。MDR： Memory Data Register，存儲器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主存中用來存放從某單元讀出、.或要寫入某存儲單元的數(shù)據(jù)。I/O ： Input/Output e

5、quipment，輸入 / 輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計算機內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS： Million Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計算機運算速度指標(biāo)的一種計量單位。CPI： Instruction，執(zhí)行一條指令所需時鐘周期數(shù)，計算機運算速度指標(biāo)計量單位之一；FLOPS： Floating Point Operation Per Second，每秒浮點運算次數(shù)，計算機運算速度計量單位之一。11. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？解：計算機硬件主要通過不同的時間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即：取指周期（或取指微程序）取出

6、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)。另外也可通過地址來源區(qū)分，從PC指出的存儲單元取出的是指令，由指令地址碼部分提供操作數(shù)地址。.第3章系統(tǒng)總線3. 常用的總線結(jié)構(gòu)有幾種？不同的總線結(jié)構(gòu)對計算機的性能有什么影響？舉例說明。答：（1）總線結(jié)構(gòu)通?？梢苑譃閱慰偩€結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)兩種。（2）單總線結(jié)構(gòu)簡單也便于擴充，但所有的傳送都通過這組共享總線，因此極易形成計算機系統(tǒng)的瓶頸，它允許兩個以上的部件在同一時刻向總線傳輸信息，這就必然會影響系統(tǒng)工作效率的提高，這類總線多數(shù)被小型計算機或微型計算機采用；多總線結(jié)構(gòu)解決了單總線中所有部件同時共享總線的現(xiàn)狀，有效的提高了系統(tǒng)的工作效率，如傳統(tǒng)微

7、型計算機。4. 為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見的集中式總線控制有幾種？各有何特點？哪種方式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？答：總線判優(yōu)控制解決多個部件同時申請總線時的使用權(quán)分配問題；常見的集中式總線控制有三種：鏈式查詢、計數(shù)器定時查詢、獨立請求；特點：鏈式查詢方式連線簡單，易于擴充，對電路故障最敏感； 計數(shù)器定時查詢方式優(yōu)先級設(shè)置較靈活，對故障不敏感，連線及控制過程較復(fù)雜；獨立請求方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。5.解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線的主設(shè)備（或主模塊）、總線的從設(shè)備（或從模塊） 、總線的傳輸周期和總線的通信控制。答：總線寬度：通常指數(shù)據(jù)

8、總線的根數(shù)；總線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復(fù)用：指同一條信號線可以分時傳輸不同的信號?？偩€的主設(shè)備（主模塊）：指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；總線的從設(shè)備（從模塊）：指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊），它只能被動接受主設(shè)備發(fā)來的命令；總線的傳輸周期：指總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時間；總線的通信控制：指總線傳送過程中雙方的時間配合方式。10.為什么要設(shè)置總線標(biāo)準？你知道目前流行的總線標(biāo)準有哪些？什么叫plug and play？哪些總線有這一特點？答：總線標(biāo)準的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題；目前流行

9、的總線標(biāo)準有：ISA、 EISA、 PCI 等；plug and play：即插即用，EISA、 PCI 等具有此功能。3.14設(shè)總線的時鐘頻率為8MHz，一個總線周期等于一個時鐘周期。如果一個總線周期中并行傳送 16 位數(shù)據(jù)，試問總線的帶寬是多少？解；總線寬度= 16位/8 =2B總線帶寬= 8MHz × 2B =16MB/s.3.15在一個32 位的總線系統(tǒng)中，總線的時鐘頻率為66MHz，假設(shè)總線最短傳輸周期為4 個時鐘周期，試計算總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高數(shù)據(jù)傳輸率，可采取什么措施？解法 1： 總線寬度=32 位 /8 =4B時鐘周期=1/ 66MHz =0.015s總線最

10、短傳輸周期=0.015 s×4 = 0.06 s總線最大數(shù)據(jù)傳輸率= 4B/0.06 s =66.67 MB/s解法 2： 總線工作頻率= 66MHz/4 =16.5MHz總線最大數(shù)據(jù)傳輸率=16.5MHz ×4B =66MB/s若想提高總線的數(shù)據(jù)傳輸率，可提高總線的時鐘頻率，或減少總線周期中的時鐘個數(shù)，或增加總線寬度。3.16在異步串行傳送系統(tǒng)中，字符格式為：1 個起始位、 8 個數(shù)據(jù)位、 1 個校驗位、 2 個終止位。若要求每秒傳送120 個字符，試求傳送的波特率和比特率。解：一幀 =1+8+1+2 =12位波特率 =120 幀 / 秒× 12 位 =1440

11、 波特比特率 = 1440波特×（ 8/12 ） =960bps 或：比特率= 120幀 / 秒× 8 =960bps.第 四 章1. 解釋概念： 主存、 輔存、 Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory。答：主存：主存儲器， 用于存放正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。CPU可以直接進行隨機讀寫，訪問速度較高。輔存：輔助存儲器，用于存放當(dāng)前暫不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以及一些需要永久保存的信息。Cache：高速緩沖存儲器，介于CPU和主存之間，用于解決CPU和主存之間速度不匹配問題。RAM：半導(dǎo)體隨機存取存儲器，

12、主要用作計算機中的主存。SRAM：靜態(tài)半導(dǎo)體隨機存取存儲器。DRAM：動態(tài)半導(dǎo)體隨機存取存儲器。ROM：掩膜式半導(dǎo)體只讀存儲器。由芯片制造商在制造時寫入內(nèi)容，以后只能讀出而不能寫入。PROM：可編程只讀存儲器，由用戶根據(jù)需要確定寫入內(nèi)容，只能寫入一次。EPROM：紫外線擦寫可編程只讀存儲器。需要修改內(nèi)容時，現(xiàn)將其全部內(nèi)容擦除，然后再編程。擦除依靠紫外線使浮動?xùn)艠O上的電荷泄露而實現(xiàn)。EEPROM：電擦寫可編程只讀存儲器。CDROM：只讀型光盤。Flash Memory ：閃速存儲器?；蚍Q快擦型存儲器5.什么是存儲器的帶寬？若存儲器的數(shù)據(jù)總線寬度為32 位，存取周期為200ns ，則存儲器的帶寬是

13、多少？解：存儲器的帶寬指單位時間內(nèi)從存儲器進出信息的最大數(shù)量。存儲器帶寬 = 1/200ns ×32 位 = 160M 位 / 秒 = 20MB/ 秒 = 5M 字 / 秒注意 ：字長 32 位，不是 16 位。（注： 1ns=10 -9 s ）7. 一個容量為 16K×32 位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲芯片時，各需要多少片？1K×4位， 2K×8 位， 4K×4 位， 16K×1 位， 4K×8 位， 8K×8 位解：地址線和數(shù)據(jù)線的總和=14+32=46根；選擇不同的芯片時

14、，各需要的片數(shù)為：1K×4：（16K×32） /（1K×4）= 16×8 = 128片2K×8：（16K×32） /（2K×8）= 8×4= 32片4K×4：（16K×32） /（4K×4）= 4×8= 32片16K×1：（16K×32） /（16K×1） = 1 × 32 = 32片4K×8：（16K×32） /（4K×8）=4×4=16片8K×8：（16K×32） /（8K

15、×8）= 2×4= 8片.9. 什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。解：刷新：對 DRAM定期進行的全部重寫過程；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補充，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：在最大刷新間隔時間內(nèi)，集中安排一段時間進行刷新，存在CPU訪存死時間。分散式：在每個讀/ 寫周期之后插入一個刷新周期，無CPU訪存死時間。異步式：是集中式和分散式的折衷。討論：1 、刷新與再生的比較：共同點：?動作機制一樣。都是利用DRAM存儲元破壞性讀操作時的重寫過程實現(xiàn)；?操作性質(zhì)一樣。都是屬于重寫操作。區(qū)

16、別：?解決的問題不一樣。再生主要解決DRAM存儲元破壞性讀出時的信息重寫問題；刷新主要解決長時間不訪存時的信息衰減問題。?操作的時間不一樣。再生緊跟在讀操作之后，時間上是隨機進行的；刷新以最大間隔時間為周期定時重復(fù)進行。?動作單位不一樣。再生以存儲單元為單位，每次僅重寫剛被讀出的一個字的所有位；刷新以行為單位，每次重寫整個存儲器所有芯片內(nèi)部存儲矩陣的同一行。?芯片內(nèi)部I/O操作不一樣。讀出再生時芯片數(shù)據(jù)引腳上有讀出數(shù)據(jù)輸出；刷新時由于CAS信號無效，芯片數(shù)據(jù)引腳上無讀出數(shù)據(jù)輸出（唯RAS有效刷新，內(nèi)部讀）。鑒于上述區(qū)別，為避免兩種操作混淆，分別叫做再生和刷新。2 、 CPU 訪存周期與存取周期

17、的區(qū)別：CPU 訪存周期是從 CPU 一邊看到的存儲器工作周期，他不一定是真正的存儲器工作周期；存取周期是存儲器速度指標(biāo)之一，它反映了存儲器真正的工作周期時間。3 、分散刷新是在讀寫周期之后插入一個刷新周期，而不是在讀寫周期內(nèi)插入一個刷新周期，但此時讀寫周期和刷新周期合起來構(gòu)成CPU 訪存周期。4 、刷新定時方式有3 種而不是2 種，一定不要忘了最重要、性能最好的異步刷新方式。11. 一個 8K×8 位的動態(tài) RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成 256× 256 形式，存取周期為 0.1 s 。試問采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各為多少？解：采用集中刷新方式刷

18、新間隔為:2ms ，其中刷新死時間為：256× 0.1 s=25.6 s采用分散刷新方式刷新間隔為：256 × 0.1 =25.6 s采用異步刷新方式刷新間隔為:2ms12.畫出用 1024×4 位的存儲芯片組成一個容量為64K×8 位的存儲器邏輯框圖。要求將64K 分成 4 個頁面，每個頁面分 16 組，指出共需多少片存儲芯片。解：設(shè)采用 SRAM芯片，則：總片數(shù) =（64K×8 位） /（1024×4 位） = 64 ×2 = 128片題意分析：本題設(shè)計的存儲器結(jié)構(gòu)上分為總體、頁面、組三級，因此畫圖時也應(yīng)分三級畫。首先應(yīng)

19、確定各級的容量：.頁面容量=總?cè)萘?/頁面數(shù)= 64K× 8 / 4 = 16K×8 位， 4 片 16K× 8 字串聯(lián)成64K× 8位組容量 =頁面容量/組數(shù)= 16K×8位 / 16 = 1K×8位，16 片 1K×8 位字串聯(lián)成16K× 8位組內(nèi)片數(shù)=組容量 /片容量= 1K×8位/ 1K ×4位 = 2片，兩片1K× 4 位芯片位并聯(lián)成1K×8位存儲器邏輯框圖： （略）。13. 設(shè)有一個 64K×8 位的 RAM芯片，試問該芯片共有多少個基本單元電路（簡稱存

20、儲基元）？欲設(shè)計一種具有上述同樣多存儲基元的芯片，要求對芯片字長的選擇應(yīng)滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，試確定這種芯片的地址線和數(shù)據(jù)線，并說明有幾種解答。解：存儲基元總數(shù)= 64K×8位 = 512K 位 = 2 19位；思路： 如要滿足地址線和數(shù)據(jù)線總和最小，應(yīng)盡量把存儲元安排在字向，因為地址位數(shù)和字數(shù)成 2 的冪的關(guān)系，可較好地壓縮線數(shù)。解：設(shè)地址線根數(shù)為a，數(shù)據(jù)線根數(shù)為 b，則片容量為： 2a×b = 219； b = 2 19-a ；若 a = 19， b = 1 ，總和 = 19+1 = 20；a = 18， b = 2，總和 = 18+2 = 20；a = 17

21、， b = 4，總和 = 17+4 = 21；a = 16， b = 8，總和 = 16+8 = 24；由上可看出：片字數(shù)越少，片字長越長，引腳數(shù)越多。片字數(shù)減1、片位數(shù)均按2 的冪變化。結(jié)論：如果滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案有兩種：地址線 =19 根，數(shù)據(jù)線 = 1根；或地址線 = 18 根，數(shù)據(jù)線=2 根。MREQA1574138A14A13A12A1115 . 設(shè) CPU共有 16 根地址線， 8 根數(shù)據(jù)線， 并用 CPUA0 PD PROGROM1. OE ROM2. OE RAM1. CS RAM2. . CS RAM3. （低電平有效）CS 作訪存控制信號

22、，D0D3D4D7R/WMREQA12D4PDROGR/WOECSA1574138A14A13A11A0.CPUROM1R M2RAM1RAM2RAM3.D0D3D7作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：ROM（2K×8 位， 4K×4 位，8K×8位），RAM（1K×4 位， 2K×8位， 4K×8位），及 74138 譯碼器和其他門電路（門電路自定） 。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲芯片的連接圖。要求：（ 1）最小 4K 地址為系統(tǒng)程序區(qū)， 409616383 地址范圍為用戶程序區(qū)；（ 2）指出

23、選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（ 3）詳細畫出片選邏輯。解：（ 1）地址空間分配圖：系統(tǒng)程序區(qū)（ROM共 4KB）： 0000H-0FFFH用戶程序區(qū)（RAM共 12KB）： 1000H-FFFFH（ 2）選片： ROM：選擇 4K×4 位芯片 2 片，位并聯(lián)RAM：選擇 4K×8 位芯片 3 片，字串聯(lián)(RAM1地址范圍為:1000H-1FFFH,RAM2 地址范圍為2000H-2FFFH, RAM3地址范圍為:3000H-3FFFH)（ 3）各芯片二進制地址分配如下：.A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0ROM1,2000000000

24、00000000000011111111111RAM100010000000000000001111111111111RAM200100000000000000010111111111111RAM300110000000000000011111111111111CPU和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖(3) 所示：MREQG1Y7G 2AA15G 2 B 74138Y3Y 2A14AY1A13BY0A12C.A11.A0CPUPD / PROGROM2RAM1RAM2RAM3ROM1OEOECSCSCSD0 .D3D4 .D7 .R/W圖（ 3）17.寫出 1100、 1101、 1110 、

25、 1111 對應(yīng)的漢明碼。解：有效信息均為n=4 位，假設(shè)有效信息用b4b3b2b1 表示校驗位位數(shù)k=3 位，（ 2k>=n+k+1 ）設(shè)校驗位分別為c1、 c2、 c3，則漢明碼共4+3=7 位，即： c1c2b4c3b3b2b1校驗位在漢明碼中分別處于第1、2、4 位c1=b4 b3 b1c2=b4 b2 b1c3=b3 b2 b1當(dāng)有效信息為1100時， c3c2c1=011,漢明碼為 1110100。當(dāng)有效信息為1101時， c3c2c1=100,漢明碼為 0011101。當(dāng)有效信息為1110時， c3c2c1=101,漢明碼為1011110。當(dāng)有效信息為1111時， c3c2

26、c1=010,漢明碼為0110111。.24.一個 4 體低位交叉的存儲器，假設(shè)存儲周期為T， CPU每隔 1/4 存取周期啟動一個存儲體，試問依次訪問64 個字需多少個存取周期？解： 4 體低位交叉的存儲器的總線傳輸周期為t ， t=T/4 ，依次訪問64 個字所需時間為：t=T+(64-1) t=T+63T/4=16.75T28. 設(shè)主存容量為 256K 字， Cache 容量為 2K 字，塊長為 4。（ 1）設(shè)計 Cache 地址格式， Cache 中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？（ 2）在直接映射方式下，設(shè)計主存地址格式。（ 3）在四路組相聯(lián)映射方式下，設(shè)計主存地址格式。（ 4）在全相聯(lián)映射方式下

27、，設(shè)計主存地址格式。（ 5）若存儲字長為 32 位，存儲器按字節(jié)尋址，寫出上述三種映射方式下主存的地址格式。解：（ 1） Cache 容量為 2K 字，塊長為 4， Cache 共有 2K/4=211/22=29=512 塊，Cache 字地址 9 位，字塊內(nèi)地址為2 位因此， Cache 地址格式設(shè)計如下：Cache 字塊地址（ 9 位）字塊內(nèi)地址（2位）（ 2）主存容量為256K 字=218 字，主存地址共18 位，共分256K/4=216 塊，主存字塊標(biāo)記為18-9-2=7位。直接映射方式下主存地址格式如下：字塊內(nèi)地址（2主存字塊標(biāo)記（7 位）Cache 字塊地址（ 9 位）位）（ 3）

28、根據(jù)四路組相聯(lián)的條件，一組內(nèi)共有 4 塊，得 Cache 共分為 512/4=128=27 組，主存字塊標(biāo)記為 18-7-2=9 位，主存地址格式設(shè)計如下：主存字塊標(biāo)記（ 9 位）組地址（ 7 位）字塊內(nèi)地址（2位）（ 4）在全相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為18-2=16位，其地址格式如下：主存字塊標(biāo)記（16 位）字塊內(nèi)地址（ 2位）（ 5）若存儲字長為 32 位，存儲器按字節(jié)尋址，則主存容量為256K*32/4=221B ，Cache 容量為 2K*32/4=214B ，塊長為 4*32/4=32B=25B ，字塊內(nèi)地址為 5 位，在直接映射方式下，主存字塊標(biāo)記為21-9-5=7位，主存地址

29、格式為：主存字塊標(biāo)記（ 7 位）Cache 字塊地址（ 9 位）字塊內(nèi)地址（ 5位）在四路組相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為21-7-5=9 位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記（ 9 位）組地址（ 7 位）字塊內(nèi)地址（5位）在全相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為21-5=16位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記（16 位）字塊內(nèi)地址（ 5位）29. 假設(shè) CPU執(zhí)行某段程序時共訪問 Cache 命中 4800 次，訪問主存 200 次，已知 Cache 的存取周期為 30ns ，主存的存取周期為 150ns ，求 Cache 的命中率以及 Cache- 主存系統(tǒng)的平均訪問時間和效率，試問該系統(tǒng)的性能提高了

30、多少倍？.解： Cache 被訪問命中率為：4800/(4800+200)=24/25=96%則 Cache- 主存系統(tǒng)的平均訪問時間為： ta=0.96*30ns+(1-0.96)*150ns=34.8ns tc =30ns;Cache- 主存系統(tǒng)的訪問效率為： e=tc/ta*100%=30/34.8*100%=86.2%性能為原來的150ns/34.8ns=4.31倍，即提高了3.31 倍。30. 一個組相連映射的 CACHE由 64 塊組成，每組內(nèi)包含 4 塊。主存包含 4096 塊，每塊由 128 字組成，訪存地址為字地址。試問主存和高速存儲器的地址各為幾位？畫出主存地址格式。解：

31、cache 組數(shù)： 64/4=16 ， Cache 容量為： 64*128=2 13 字， cache 地址 13 位主存共分4096/16=256區(qū)，每區(qū)16 塊主存容量為：4096*128=2 19 字，主存地址19 位，地址格式如下：主存字塊標(biāo)記（8 位）組地址（ 4 位）字塊內(nèi)地址（7 位）41. 設(shè)有效信息為110，試用生成多項式G(x) =11011 將其編成循環(huán)冗余校驗碼。解：編碼過程如下：M(x) =110n =3G(x) =11011k+1 =5 k =4M(x)·x4 =110 0000M(x) ·x4/G(x) =110 0000/11011=100+

32、1100/11011R(x) =1100M(x) ·x4+R(x) =110 0000+1100=110 1100 =CRC碼（ 7， 3）碼注：此題的 G(x) 選得不太好，當(dāng)最高位和最低位出錯時，余數(shù)相同，均為0001。此時只能檢錯，無法糾錯42. 有一個（ 7,4 ）碼，生成多項式G（ x） =x3 + x + 1,寫出代碼1001 的循環(huán)冗余校驗碼。答： M（ x） =1001G（ x ） =x3 + x + 1=1011K+1=4 k=3M（ x ） *x3/G(x)=1001000/1011=1010 +余數(shù) 110則校驗碼為1001110.第六章1. 最少用幾位二進制可

33、表示任一 5 位長的十進制正整數(shù)。答：17 位.9. 當(dāng)十六進制數(shù) 9B 和 FF 分別表示為原碼、補碼、反碼、移碼和無符號數(shù)時，所對應(yīng)的十進制數(shù)各為多少（設(shè)機器數(shù)采用一位符號位）？解：真值和機器數(shù)的對應(yīng)關(guān)系如下：9BH原碼補碼反碼移碼無符號數(shù)對應(yīng)十進制數(shù)-27-101-100+27155FFH原碼補碼反碼移碼無符號數(shù)對應(yīng)十進制數(shù)-128-1-0+12825610. 在整數(shù)定點機中，設(shè)機器數(shù)采用 1 位符號位，寫出 ±0 的原碼、補碼、反碼和移碼，得出什么結(jié)論？解： 0 的機器數(shù)形式如下： （假定機器數(shù)共 8 位，含 1 位符號位在內(nèi)）真值原碼補碼反碼移碼+00 000 00000

34、000 00000 000 00001 000 0000-01 000 00000 000 00001 111 11111 000 0000結(jié)論： 0 的原碼和反碼分別有+0 和 -0 兩種形式，補碼和移碼只有一種形式，且補碼和移碼數(shù)值位相同，符號位相反。12. 設(shè)浮點數(shù)格式為： 階碼 5 位（含 1 位階符），尾數(shù) 11 位（含 1 位數(shù)符）。寫出 51/128 、-27/1024所對應(yīng)的機器數(shù)。要求如下：（ 1）階碼和尾數(shù)均為原碼。（ 2）階碼和尾數(shù)均為補碼。（ 3）階碼為移碼，尾數(shù)為補碼。解：據(jù)題意畫出該浮點數(shù)的格式：階符1位階碼 4位數(shù)符 1位尾數(shù) 10位將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制：x1=

35、 51/128= 0.0110011B= 2-1* 0.110 011Bx2= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5 *(-0.11011B ）則以上各數(shù)的浮點規(guī)格化數(shù)為：（ 1） x1 浮 =1， 0001； 0.110 011 000 0x2浮 =1， 0101； 1.110 110 000 0（ 2） x1 浮 =1， 1111； 0.110 011 000 0x2浮 =1， 1011； 1.001 010 000 0（ 3） x1 浮 =0， 1111； 0.110 011 000 0x2浮 =0， 1011； 1.001 010 000 016設(shè)機器數(shù)字長為1

36、6 位，寫出下列各種情況下它能表示的數(shù)的范圍。設(shè)機器數(shù)采用一位符號位，答案均用十進制表示。（ 1）無符號數(shù)；（ 2）原碼表示的定點小數(shù)。（ 3）補碼表示的定點小數(shù)。.（ 4）補碼表示的定點整數(shù)。（ 5）原碼表示的定點整數(shù)。（ 6）浮點數(shù)的格式為：階碼 6 位（含 1 位階符），尾數(shù) 10 位（含 1 位數(shù)符）。分別寫出其正數(shù)和負數(shù)的表示范圍。（ 7）浮點數(shù)格式同（ 6），機器數(shù)采用補碼規(guī)格化形式，分別寫出其對應(yīng)的正數(shù)和負數(shù)的真值范圍。解：（ 1）無符號整數(shù)： 0 216-1，即： 0 65535 ；無符號小數(shù)：0 1-2-16；，即： 0 0.99998（ 2）原碼定點小數(shù)： -1 + 2 -

37、15 1 - 2 -15 ，即： -0.99997 0.99997（ 3）補碼定點小數(shù)：-1 1-2 -15，即： -1 0.99997（ 4）補碼定點整數(shù)：-2 15 215 - 1，即： -32768 32767（ 5）原碼定點整數(shù)：-2 15 + 1 215 - 1 ，即： -32767 32767（ 6）據(jù)題意畫出該浮點數(shù)格式，當(dāng)階碼和尾數(shù)均采用原碼，非規(guī)格化數(shù)表示時：最大負數(shù) = 1 ， 11 111； 1.000 000 001，即 -2 -92-31最小負數(shù) = 0 ， 11 111； 1.111 111 111，即 - （1-2-9） 231則負數(shù)表示范圍為：-（1-2 -9）

38、 231 -2 -92-31最大正數(shù) = 0 ， 11 111； 0.111 111 111，即 （ 1-2 -9） 231最小正數(shù) = 1 ， 11 111； 0.000 000 001，即 2-92-31則正數(shù)表示范圍為：2-92-31 （ 1-2 -9 ） 231（ 7）當(dāng)機器數(shù)采用補碼規(guī)格化形式時，若不考慮隱藏位，則最大負數(shù) =1， 00 000； 1.011 111 111，即 -2 -12-32最小負數(shù) =0， 11 111； 1.000 000 000，即 -1 231則負數(shù)表示范圍為：-1231 -2 -12-32最大正數(shù) =0， 11 111； 0.111 111 111，即

39、 （ 1-2 -9 ） 231最小正數(shù) =1， 00 000； 0.100 000 000，即 2-12-32則正數(shù)表示范圍為：2-12-32 （ 1-2 -9 ） 23117. 設(shè)機器數(shù)字長為 8 位（包括一位符號位） ，對下列各機器數(shù)進行算術(shù)左移一位、兩位，算術(shù)右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。x1原 =0.001 1010； y1補 =0.101 0100； z1反 =1.010 1111；x2原 =1.110 1000； y2補 =1.110 1000； z2反 =1.110 1000；x3原 =1.001 1001； y3補 =1.001 1001； z3反 =1.001 1001。

40、解：算術(shù)左移一位：x1原 =0.0110100；正確x2原 =1.1010000；溢出（丟1）出錯x3原 =1.0110010；正確y1補 =0.0101000；溢出（丟1）出錯y2補 =1.1010000；正確y3補 =1.0110010；溢出（丟0）出錯z1反 =1.1011111；溢出（丟0）出錯z2反 =1.1010001；正確z3反 =1.0110011；溢出（丟0）出錯算術(shù)左移兩位：x1 原 =0.110 1000；正確.x2原 =1.010 0000；溢出（丟11）出錯x3原 =1.110 0100；正確y1補 =0.101 0000；溢出（丟10）出錯y2補 =1.010 00

41、00；正確y3補 =1.110 0100；溢出（丟00）出錯z1反 =1.011 1111；溢出（丟01）出錯z2反 =1.010 0011；正確z3反 =1.110 0111；溢出（丟00）出錯算術(shù)右移一位：x1原 =0.000 1101；正確x2原 =1.011 0100；正確x3原 =1.000 1100(1) ；丟 1，產(chǎn)生誤差y1補 =0.010 1010；正確y2補 =1.111 0100；正確y3補 =1.100 1100(1) ；丟 1，產(chǎn)生誤差z1反 =1.101 0111；正確z2反 =1.111 0100(0) ；丟 0，產(chǎn)生誤差z3反 =1.100 1100；正確算術(shù)右

42、移兩位：x1原 =0.000 0110（ 10）；產(chǎn)生誤差x2原 =1.001 1010；正確x3原 =1.000 0110（ 01）；產(chǎn)生誤差y1補 =0.001 0101；正確y2補 =1.111 1010；正確y3補 =1.110 0110（ 01）；產(chǎn)生誤差z1反 =1.110 1011；正確z2反 =1.111 1010（ 00）；產(chǎn)生誤差z3 反 =1.110 0110 （ 01）；產(chǎn)生誤差19. 設(shè)機器數(shù)字長為 8 位（含 1 位符號位），用補碼運算規(guī)則計算下列各題。（ 1） A=9/64 ， B=-13/32 ，求 A+B。（ 2） A=19/32 ， B=-17/128 ，求

43、 A-B。（ 3） A=-3/16 ， B=9/32 ，求 A+B。（ 4） A=-87 ， B=53，求 A-B。（ 5） A=115， B=-24 ，求 A+B。解：（ 1） A=9/64= 0.001 0010B, B= -13/32= -0.011 0100BA補 =0.001 0010, B補 =1.100 1100A+B 補 = 0.0010010 + 1.1001100 = 1.1011110無溢出A+B= -0.010 0010B = -17/64（ 2） A=19/32= 0.100 1100B, B= -17/128= -0.001 0001BA補 =0.100 1100,

44、 B補 =1.110 1111 , -B補 =0.001 0001A-B補 = 0.1001100 + 0.0010001= 0.1011101無溢出A-B= 0.101 1101B = 93/128B（ 3）A= -3/16= -0.001 1000B, B=9/32= 0.010 0100B.A補 =1.110 1000, B補 = 0.010 0100A+B補 = 1.1101000 + 0.0100100 = 0.0001100 無溢出A+B= 0.000 1100B = 3/32（ 4） A= -87= -101 0111B, B=53=110 101BA補 =1 010 1001, B補 =0 011 0101, -B補 =1 100 1011A-B補 = 1 0