計(jì)算機(jī)組成課后習(xí)題解析

1、13.8 設(shè)十進(jìn)制數(shù)設(shè)十進(jìn)制數(shù)X=(+128.75)2-10 （1）若若(Y)2=(X)10，用定點(diǎn)數(shù)表示用定點(diǎn)數(shù)表示Y值。值。（2）設(shè)用）設(shè)用21個(gè)二進(jìn)制位表示浮點(diǎn)數(shù)，階碼個(gè)二進(jìn)制位表示浮點(diǎn)數(shù)，階碼5位，其中位，其中階符用階符用1位；尾數(shù)用位；尾數(shù)用16位，其中符號用位，其中符號用1位。階碼底為位。階碼底為2。寫出階碼和尾數(shù)均用原碼表示的。寫出階碼和尾數(shù)均用原碼表示的Y的機(jī)器數(shù)。的機(jī)器數(shù)。（3）寫出階碼和尾數(shù)均用反碼表示的）寫出階碼和尾數(shù)均用反碼表示的Y的機(jī)器數(shù)。的機(jī)器數(shù)。（4）寫出階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示的）寫出階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示的Y的機(jī)器數(shù)。的機(jī)器數(shù)。解：解：（1）X=(1000000

2、0.11)2 2-10 =(0.001000000011)2 =(0.1000000011)2 2-22(2)(3)(4)尾尾符符階階符符階階碼碼尾尾數(shù)數(shù)原碼原碼010010100000001100000反碼反碼011101100000001100000補(bǔ)碼補(bǔ)碼01111010000000110000033.9 設(shè)機(jī)器字長設(shè)機(jī)器字長16位。定點(diǎn)表示時(shí)，數(shù)值位。定點(diǎn)表示時(shí)，數(shù)值15位，符號位位，符號位1位；浮點(diǎn)表示時(shí)，階碼位；浮點(diǎn)表示時(shí)，階碼6位，其中階符位，其中階符1位；尾數(shù)位；尾數(shù)10位，位，其中，數(shù)符其中，數(shù)符1位；階碼底為位；階碼底為2。試求：。試求：（1）定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，

3、最小負(fù)數(shù)各是）定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，最小負(fù)數(shù)各是 多少？多少？（2）定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，最小負(fù)數(shù)各是）定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，最小負(fù)數(shù)各是 多少？多少？（3）浮點(diǎn)原碼表示時(shí)，最大浮點(diǎn)數(shù)和最小浮點(diǎn)數(shù)各是）浮點(diǎn)原碼表示時(shí)，最大浮點(diǎn)數(shù)和最小浮點(diǎn)數(shù)各是 多少？絕對值最小的呢（非多少？絕對值最小的呢（非0）？估算表示的十進(jìn)）？估算表示的十進(jìn) 制值的有效數(shù)字位數(shù)制值的有效數(shù)字位數(shù)能夠區(qū)分的絕對值最小的數(shù)值，也能夠區(qū)分的絕對值最小的數(shù)值，也稱為稱為分辨率分辨率，體現(xiàn)數(shù)值，體現(xiàn)數(shù)值精度精度4解解：（1）定點(diǎn)原碼整數(shù)）定點(diǎn)原碼整數(shù) 最大正數(shù)最大正數(shù) 0111 (215-1)10 15 最

4、小負(fù)數(shù)最小負(fù)數(shù) 1111 -(215-1)10 15（2）定點(diǎn)原碼小數(shù)定點(diǎn)原碼小數(shù) 最大正數(shù)最大正數(shù) 0.111 (1-2-15)10 15 最小負(fù)數(shù)最小負(fù)數(shù) 1.111 -(1-2-15)10 15（3）原碼浮點(diǎn)數(shù)）原碼浮點(diǎn)數(shù)尾符尾符 階符階符 階碼階碼尾數(shù)尾數(shù)11595最大浮點(diǎn)數(shù)最大浮點(diǎn)數(shù) 0 0 11111 111111111 231(1-2-9) 最小浮點(diǎn)數(shù)最小浮點(diǎn)數(shù) 1 0 11111 111111111 （絕對值最大的負(fù)數(shù)絕對值最大的負(fù)數(shù)） -231(1-2-9) 絕對值最小浮點(diǎn)數(shù)絕對值最小浮點(diǎn)數(shù) 不規(guī)格化不規(guī)格化 0 1 11111 000000001 （正數(shù)為例正數(shù)為例） 2-

5、312-9 =2-40 規(guī)格化規(guī)格化 0 1 11111 100000000 2-312-1 =2-32有效數(shù)字：有效數(shù)字：9 位位2進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)3 位位8進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)2-10 10-31000110241(0.001)10 (0.0000000001)2即有效數(shù)字位數(shù)小于即有效數(shù)字位數(shù)小于363.18 用原碼一位乘計(jì)算用原碼一位乘計(jì)算X=0.1101，Y=-0.1011的積的積 XY解：解：部分積（乘積高位）寄存器：部分積（乘積高位）寄存器：A=00.0000被乘數(shù)寄存器被乘數(shù)寄存器 B=|X|=0.1101乘數(shù)乘數(shù)(乘積低位乘積低位)寄存器寄存器 C=|Y|=.10117步數(shù)步數(shù) 條件條件

6、 操作操作 A C Cn 00.0000 .1011 1 Cn=1 +|X| +00.1101 00.1101 00.0110 1.101 2 Cn=1 +|X| +00.1101 01.0011 00.1001 11.10 3 Cn=0 +0 +00.0000 00.1001 00.0100 111.1 4 Cn=1 +|X| +00.1101 01.0001 00.1000 1111.加符號位加符號位: X0 Y0=0 1=1結(jié)果：結(jié)果：X原原=1.10001111X=-0.1000111183.19 用補(bǔ)碼一位乘計(jì)算用補(bǔ)碼一位乘計(jì)算X=0.1010，Y=-0.0110的積的積 XY部分積

7、（乘積高位）寄存器：部分積（乘積高位）寄存器：A=00.0000被乘數(shù)寄存器被乘數(shù)寄存器 B=X補(bǔ)補(bǔ)=00.1010 -B=-X補(bǔ)補(bǔ)=-X補(bǔ)補(bǔ)=11.0110(補(bǔ)碼意義上的相反數(shù)補(bǔ)碼意義上的相反數(shù))乘數(shù)乘數(shù)(乘積低位乘積低位)寄存器寄存器 C=Y補(bǔ)補(bǔ)=1.10109步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C CnCn+1 00.0000 1.10100 1 CnCn+1=00 +0 +00.0000 00.0000 00.0000 01.1010 2 CnCn+1=10 -X補(bǔ)補(bǔ) +11.0110 11.0110 11.1011 001.101 3 CnCn+1=01 +X補(bǔ)補(bǔ) +00.1010 0

8、0.0101 00.0010 1001.10 4 CnCn+1=10 -X補(bǔ)補(bǔ) +11.0110 11.1000 11.1100 01001.1 5 CnCn+1=11 +0 +00.0000 11.1100 0100 XY補(bǔ)補(bǔ)=1.11000100 XY=-0.00111100103.20 X=-0.10110 ，Y=0.11111 用加減交替法原碼一用加減交替法原碼一位除計(jì)算位除計(jì)算X/Y的商及余數(shù)的商及余數(shù)被除數(shù)（余數(shù)）寄存器：被除數(shù)（余數(shù)）寄存器：A=|X|=00.10110除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器 B=|Y|=00.11111 -B=11.00001商寄存器商寄存器 C=00000011

9、步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C 00.10110 000000 1(判溢出判溢出) -|Y| +11.00001 SA=1 11.10111 000000. 11.01110 00000.02 +|Y| +00.11111 SA=0 00.01101 00000.1 00.11010 0000.103 -|Y| +11.00001 SA=1 11.11011 0000.10 11.10110 000.1004 +|Y| +00.11111 SA=0 00.10101 000.101 01.01010 00.10105 -|Y| +11.00001 SA=0 00.01011 00.101

10、1 00.10110 0.1011012步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C 00.10110 0.101106 -|Y| +11.00001 SA=1 11.10111 0.10110 恢復(fù)余數(shù)恢復(fù)余數(shù) +|Y| +00.11111 00.10110加符號位加符號位: X0 Y0=1 0=0結(jié)果：結(jié)果：X/Y原原=1.10110)11111. 0210110. 010110. 0(/5YX133.21 X=0.10110 ，Y=0.11111 用加減交替法補(bǔ)碼一用加減交替法補(bǔ)碼一位除計(jì)算位除計(jì)算X/Y的商及余數(shù)的商及余數(shù)被除數(shù)（余數(shù)）寄存器：被除數(shù)（余數(shù)）寄存器：A=X補(bǔ)補(bǔ)=00.10110

11、除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器 B=Y補(bǔ)補(bǔ)=00.11111 -B=-Y補(bǔ)補(bǔ)=-Y補(bǔ)補(bǔ)=11.00001商寄存器商寄存器 C=0000014步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C(初始處理初始處理) 同號同號 00.10110 000000 1 -Y補(bǔ)補(bǔ) +11.00001 異號異號 11.10111 000000. 11.01110 00000.02 +Y補(bǔ)補(bǔ) +00.11111 同號同號 00.01101 00000.1 00.11010 0000.103 -Y補(bǔ)補(bǔ) +11.00001 異號異號 11.11011 0000.10 11.10110 000.1004 +Y補(bǔ)補(bǔ) +00.11111 同號同

12、號 00.10101 000.101 01.01010 00.10105 -Y補(bǔ)補(bǔ) +11.00001 同號同號 00.01011 00.1011 00.10110 0.1011015步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C 00.10110(末位恒置末位恒置1) -Y補(bǔ)補(bǔ) +11.00001 0.10111 11.10111恢復(fù)余數(shù)恢復(fù)余數(shù) +Y補(bǔ)補(bǔ) +00.11111 0.10111 00.1011011111. 0210110. 010111. 0/5YX補(bǔ)碼商：補(bǔ)碼商： 0.10111補(bǔ)碼余數(shù)：補(bǔ)碼余數(shù)：0.1011010-5 真值：真值：163.25 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)設(shè)浮點(diǎn)數(shù)X，Y，階碼（補(bǔ)碼形

13、式）和尾數(shù)（原碼）階碼（補(bǔ)碼形式）和尾數(shù)（原碼）形式如下：形式如下：X：階碼階碼0001，尾數(shù)，尾數(shù)0.1010;Y:階碼階碼1111，尾數(shù)，尾數(shù)0.1001。設(shè)基數(shù)為設(shè)基數(shù)為2（1）求）求X+Y（階碼運(yùn)算用補(bǔ)碼，尾數(shù)運(yùn)算用補(bǔ)碼）階碼運(yùn)算用補(bǔ)碼，尾數(shù)運(yùn)算用補(bǔ)碼）（2）求）求X*Y（階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼）階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼）（3）求）求X/Y（階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼加減階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼加減交替法）交替法）17（1）求）求X+Y（階碼運(yùn)算用補(bǔ)碼，尾數(shù)運(yùn)算用補(bǔ)碼）階碼運(yùn)算用補(bǔ)碼，尾數(shù)運(yùn)算用補(bǔ)碼）(a)對階對階 階差階差E=EX補(bǔ)補(bǔ)+ -EY補(bǔ)補(bǔ)=00001

14、+00001 =00010（2） X 階碼大階碼大，MY右移右移2位，保留階碼位，保留階碼E=00001 MY補(bǔ)補(bǔ)=00001001(b)尾數(shù)相加尾數(shù)相加 MX補(bǔ)補(bǔ)+MY補(bǔ)補(bǔ)=001010+00001001 =00110001(c)規(guī)格化操作規(guī)格化操作 不變不變(d)舍入（舍入（0舍舍1入）入） MX補(bǔ)補(bǔ)=001100，M=0.1100(e)判溢出判溢出 不溢出，得最終結(jié)果不溢出，得最終結(jié)果 X+Y=2001(0.1100)18（2）求）求X*Y（階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼）階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼）(a)階碼運(yùn)算階碼運(yùn)算 EX+EY移移=EX移移+EY補(bǔ)補(bǔ)=01001+11111=

15、01000 即即 EX+EY=0(b)即即 MX=0.1010 MY=0.1001 求求MXMY=?A=00.0000B=|MX|=00.1010C=|MY|=.100119步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C Cn 00.0000 .1001 1 Cn=1 +|X| +00.1010 00.1010 00.0101 0.100 2 Cn=0 +0 +00.0000 00.0101 00.0010 10.10 3 Cn=0 +0 +00.0000 00.0010 00.0010 010.1 4 Cn=1 +|X| +00.1010 00.1011 00.0101 1010.加符號位加符號位:

16、MX0 MY0=0 0=0結(jié)果：結(jié)果： MXMY =0.0101101020(c) 規(guī)格化處理規(guī)格化處理 左規(guī)，移左規(guī)，移1位，結(jié)果位，結(jié)果=0.1011010; 階碼階碼-1，E=-1(d) 舍入處理舍入處理得結(jié)果：得結(jié)果：XY=2-1(0.1011)（3）求）求X/Y（階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼加減階碼運(yùn)算用移碼，尾數(shù)運(yùn)算用原碼加減交替法）交替法）(a)階碼運(yùn)算階碼運(yùn)算 EX-EY移移=EX移移+-EY補(bǔ)補(bǔ)=01001+00001=01010 即即 EX-EY=2(b)即即 MX=0.1010 MY=0.1001 求求MX/MY=?A=|MX|=00.1010 C=00000B= |M

17、Y|=00.1001 -B=11.0111（補(bǔ)碼意義上的相反數(shù)）補(bǔ)碼意義上的相反數(shù)）21步數(shù)步數(shù) 條件條件 操作操作 A C 00.1010 00000 1(判溢出判溢出) -|Y| +11.0111 SA=0 00.0001 00001. 00.0010 0001.02 -|Y| +11.0111 SA=1 11.1001 0001.0 11.0010 001.003 +|Y| +00.1001 SA=1 11.1011 001.00 11.0110 01.0004 +|Y| +00.1001 SA=1 11.1111 01.000 11.1110 1.00005 +|Y| +00.1001

18、 SA=1 00.0111 1.0001 22加符號位加符號位: MX0 MY0=0 0=0結(jié)果：結(jié)果：X/Y=1.0001(c) 規(guī)格化處理規(guī)格化處理 右規(guī)，移右規(guī)，移1位，結(jié)果位，結(jié)果=0.10001; 階碼階碼+1，E=3(d) 舍入處理舍入處理得結(jié)果：得結(jié)果：XY=23(0.1001)233.31 設(shè)有設(shè)有8位有效信息，試為之編制海明校驗(yàn)電路。說位有效信息，試為之編制海明校驗(yàn)電路。說明編碼方法，并分析所選方案具有怎樣的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)能明編碼方法，并分析所選方案具有怎樣的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)能力。若力。若8位信息為位信息為01101101，海明碼是何值？，海明碼是何值？解：解：(1) 分組（分組（檢測

19、并糾正一位錯(cuò)，以偶校驗(yàn)為例）檢測并糾正一位錯(cuò)，以偶校驗(yàn)為例） 設(shè)待編碼信息設(shè)待編碼信息8位位 D1D2D3D4D5D6D7D8 8+r2r-1 r4 取取 r=4 (符合條件的最小值符合條件的最小值)組組號號12345678910 1112 指指誤誤字字P1P2D1P3D2D3D4P4D5D6D7D84G43 G32 G21 G124(2) 編碼邏輯式編碼邏輯式P1=D1 D2 D4 D5 D7P2=D1 D3 D4 D6 D7P3=D2 D3 D4 D8 P4=D5 D6 D7 D8 (3) 校驗(yàn)邏輯式校驗(yàn)邏輯式G1=P1 D1 D2 D4 D5 D7G2=P2 D1 D3 D4 D6 D7

20、G3=P3 D2 D3 D4 D8 G4=P4 D5 D6 D7 D8(4) 海明編碼與校驗(yàn)電路海明編碼與校驗(yàn)電路25 D12345678 P1P1 P2P2 P3P3 P4P426（5）編碼編碼D1D2D3D4D5D6D7D801101101第第1組組P1D1D2D4D5D7001010有效信息有效信息第第2組組P2D1D3D4D6D7001010第第3組組P3D2D3D4D811101代碼代碼12345678910 11 12P1P2D1P3D2D3D4P4D5D6D7D8000111 011101第第4組組P4D5D6D7D81110127第第4章章 主存儲器主存儲器4.34.44.54

21、.6284.3 對于對于SRAM芯片，如果片選信號始終是有效的。問芯片，如果片選信號始終是有效的。問（1）若讀信號有效后，地址仍在變化，或數(shù)據(jù)線上有）若讀信號有效后，地址仍在變化，或數(shù)據(jù)線上有其它電路送來的信號，問對讀出有什么影響？有什么其其它電路送來的信號，問對讀出有什么影響？有什么其它問題？它問題？（2）若寫信號有效后，地址仍在變化，或?qū)懭霐?shù)據(jù)仍不）若寫信號有效后，地址仍在變化，或?qū)懭霐?shù)據(jù)仍不穩(wěn)定，問對寫入有什么影響？有什么其它問題？穩(wěn)定，問對寫入有什么影響？有什么其它問題？答答：（：（1）若地址變化，則讀出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定（可能讀的）若地址變化，則讀出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定（可能讀的不是指定單元的內(nèi)容

22、）；若數(shù)據(jù)線上還有其它電路送不是指定單元的內(nèi)容）；若數(shù)據(jù)線上還有其它電路送來的信號，則可能發(fā)生沖突。來的信號，則可能發(fā)生沖突。 （2）若地址變化，則數(shù)據(jù)可能寫入其它單元（可）若地址變化，則數(shù)據(jù)可能寫入其它單元（可能不是寫入指定的單元）；若數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，則寫入目標(biāo)能不是寫入指定的單元）；若數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，則寫入目標(biāo)單元的數(shù)據(jù)可能并不是我們需要的數(shù)據(jù)。單元的數(shù)據(jù)可能并不是我們需要的數(shù)據(jù)。 294.4下圖是某下圖是某SRAM的寫入時(shí)序圖，其中的寫入時(shí)序圖，其中R/W是讀寫命令是讀寫命令控制線，當(dāng)控制線，當(dāng)R/W線為低電平時(shí)，存儲器按給定地址線為低電平時(shí)，存儲器按給定地址24A8把數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)寫入存儲器。

23、請指出下圖寫入時(shí)序中的把數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)寫入存儲器。請指出下圖寫入時(shí)序中的錯(cuò)誤，并畫出正確的寫入時(shí)序圖。錯(cuò)誤，并畫出正確的寫入時(shí)序圖。2159H24A8H2151H地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)R/W答：答：R/W命令應(yīng)往后延，寫時(shí)地址不允許變化命令應(yīng)往后延，寫時(shí)地址不允許變化304.5 有一個(gè)有一個(gè)512K16的存儲器，由的存儲器，由64K1的的2164RAM芯片構(gòu)成（芯片內(nèi)是芯片構(gòu)成（芯片內(nèi)是4個(gè)個(gè)128128結(jié)構(gòu)），問結(jié)構(gòu)），問（1）總共需要多少個(gè)）總共需要多少個(gè)RAM芯片？芯片？（2）采用分散刷新方式，如果刷新間隔不超過）采用分散刷新方式，如果刷新間隔不超過2ms，則則刷新信號的周期是多少？刷新信號的

24、周期是多少？（3）如果采用集中刷新方式，設(shè)讀）如果采用集中刷新方式，設(shè)讀/寫周期寫周期T=0.1us,存存儲器刷新一遍最少用多少時(shí)間？儲器刷新一遍最少用多少時(shí)間？答答：（：（1）12811664512KNLM（2）2ms/128=15.6us（3）1280.1us=12.8us314.6 某機(jī)器中，已知道有一個(gè)地址空間為某機(jī)器中，已知道有一個(gè)地址空間為0000H1FFFH的的ROM區(qū)域，現(xiàn)在再用區(qū)域，現(xiàn)在再用RAM芯片（芯片（8K4）形成一個(gè)形成一個(gè)16K8的的RAM區(qū)域，起始地址為區(qū)域，起始地址為2000H，假設(shè)假設(shè)RAM芯片芯片有有CS和和WE信號控制端。信號控制端。CPU地址總線為地址總

25、線為A15A0，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線為總線為D7D0，控制信號為控制信號為R/W（讀讀/寫），寫），MREQ（當(dāng)存儲器進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，該信號指示地址總線上的當(dāng)存儲器進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，該信號指示地址總線上的地址是有效的）。要求畫出邏輯圖。地址是有效的）。要求畫出邏輯圖。32存儲空間分配與芯片存儲空間分配與芯片8K88K48K48K48K4容量容量片內(nèi)地址片內(nèi)地址片選信號片選信號 片選邏輯片選邏輯地址結(jié)構(gòu)地址結(jié)構(gòu)A15A14A13A12A08K8A12-A0CS0A15A14A130 0 0 8K8A12-A0CS1A15A14A130 0 1 8K8A12-A0CS2A15A14A130 1 0 地址

26、分配與片選邏輯（地址分配與片選邏輯（A16-A0）ROMRAM33A15 A14 A13D7-D0WE CS8K8D7-D0 WE CS8K4D7-D4 WE CS8K4D3-D0 WE CS8K4D7-D4 WE CS8K4D3-D0 A12- A0WEA9- A0+A15 A14 A13A15 A14 A13MREQ34第第5章章 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)5.15.25.35.45.55.9355.1 5.1 某指令系統(tǒng)指令字長某指令系統(tǒng)指令字長1616位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼長位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼長6 6位，指令分為無操作數(shù)、單操作數(shù)和雙操作數(shù)三類。若位，指令分為無操作數(shù)、單操作數(shù)和雙操作數(shù)三類

27、。若雙操作數(shù)指令有雙操作數(shù)指令有K K條，無操作數(shù)指令有條，無操作數(shù)指令有L L條，問單操作數(shù)條，問單操作數(shù)指令最多可能有多少條？指令最多可能有多少條？4664/ /46/466雙操作數(shù)指令雙操作數(shù)指令K條條單操作數(shù)指令單操作數(shù)指令X條條無操作數(shù)指令無操作數(shù)指令L條條解：解：(24-K)26-X26=L (24-K)26-X=L/26 X= (24-K)26- L/26365.2 基址寄存器的內(nèi)容為基址寄存器的內(nèi)容為2000H（H表示十六進(jìn)制），表示十六進(jìn)制），變址寄存器內(nèi)容為變址寄存器內(nèi)容為03A0H，指令的地址碼部分是指令的地址碼部分是3FH，當(dāng)前正在執(zhí)行的指令所在地址為當(dāng)前正在執(zhí)行的指令

28、所在地址為2B00H，請求出變址編請求出變址編址（考慮基址）和相對編址兩中情況的訪存有效地址址（考慮基址）和相對編址兩中情況的訪存有效地址（即實(shí)際地址）。（即實(shí)際地址）。解：變址（考慮基址）：有效地址解：變址（考慮基址）：有效地址=(RB)+(RX)+D 2000H+03A0H+3F=23DFH 相對編址：有效地址相對編址：有效地址=(PC)+D 2B00H+3FH=2B3FH375.3 接上題接上題（1）設(shè)變址編址用于取數(shù)指令，相對編址用于轉(zhuǎn)移指設(shè)變址編址用于取數(shù)指令，相對編址用于轉(zhuǎn)移指令，存儲器內(nèi)存放的內(nèi)容如下：令，存儲器內(nèi)存放的內(nèi)容如下：地址內(nèi)容003FH2300H2000H2400H2

29、03FH2500H233FH2600H23A0H2700H23DFH 2800H2B00H063FH 請寫出從存儲器中所取的數(shù)據(jù)請寫出從存儲器中所取的數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)移地址。以及轉(zhuǎn)移地址。（2）若采取直接編址，請寫出從）若采取直接編址，請寫出從存儲器取出的數(shù)據(jù)存儲器取出的數(shù)據(jù)解解：（：（1）數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù) 2800H 轉(zhuǎn)移地址轉(zhuǎn)移地址 2B3FH(該單元存放下一條要執(zhí)行的指令該單元存放下一條要執(zhí)行的指令)（2）若無基址寄存器：地址）若無基址寄存器：地址=D 即為即為003FH 數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：2300H 若有基址寄存器：地址若有基址寄存器：地址=(RB)+D 即為即為2000H+003FH=203FH 數(shù)據(jù)

30、：數(shù)據(jù)：2500H385.4 加法指令與邏輯加指令的區(qū)別何在加法指令與邏輯加指令的區(qū)別何在解：加法指令要考慮低位和高位之間的進(jìn)位；解：加法指令要考慮低位和高位之間的進(jìn)位； 邏輯加指令不考慮低位和高位之間的進(jìn)位（按位加）邏輯加指令不考慮低位和高位之間的進(jìn)位（按位加）5.5 在下列有關(guān)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的描述中，選擇出正確在下列有關(guān)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的描述中，選擇出正確的答案。的答案。（1）浮點(diǎn)運(yùn)算指令對于科學(xué)計(jì)算的計(jì)算機(jī)是很有必要浮點(diǎn)運(yùn)算指令對于科學(xué)計(jì)算的計(jì)算機(jī)是很有必要的，可以提高機(jī)器的運(yùn)算速度。的，可以提高機(jī)器的運(yùn)算速度。（2）不設(shè)浮點(diǎn)運(yùn)算指令的計(jì)算機(jī)就不能用于科學(xué)計(jì)算。）不設(shè)浮點(diǎn)運(yùn)算指令的計(jì)算機(jī)就

31、不能用于科學(xué)計(jì)算。（3）處理大量輸入輸出數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，一定要設(shè)置十進(jìn)）處理大量輸入輸出數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，一定要設(shè)置十進(jìn)制運(yùn)算指令。制運(yùn)算指令。（4）兼容機(jī)之間指令系統(tǒng)是相同的，但硬件的實(shí)現(xiàn)方法）兼容機(jī)之間指令系統(tǒng)是相同的，但硬件的實(shí)現(xiàn)方法可以不同?？梢圆煌?。（5）同一系列中的不同型號計(jì)算機(jī)，保持軟件向上兼容）同一系列中的不同型號計(jì)算機(jī)，保持軟件向上兼容的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。39（6）在計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)中，真正必須的指令數(shù)是不多）在計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)中，真正必須的指令數(shù)是不多的，其余的指令都是為了提高機(jī)器速度和便于編程而引入的，其余的指令都是為了提高機(jī)器速度和便于編程而引入的。的。解：正確的是：（解：正確的

32、是：（1）、（）、（4）、（）、（5）、（）、（6）5.9 在下面有關(guān)尋址方式的敘述中，選擇正確答案填入在下面有關(guān)尋址方式的敘述中，選擇正確答案填入內(nèi)內(nèi) 根據(jù)操作數(shù)所在位置，指出其尋址方式：操作數(shù)在寄根據(jù)操作數(shù)所在位置，指出其尋址方式：操作數(shù)在寄存器中，為存器中，為尋址方式；操作數(shù)地址在寄存器中，為尋址方式；操作數(shù)地址在寄存器中，為尋址方式；操作數(shù)在指令中，為尋址方式；操作數(shù)在指令中，為尋址方式；操作數(shù)地址尋址方式；操作數(shù)地址（主存）在指令中，為（主存）在指令中，為尋址方式；操作數(shù)的地址，為某尋址方式；操作數(shù)的地址，為某一寄存器中的內(nèi)容與位移量之和則可以是一寄存器中的內(nèi)容與位移量之和則可以是尋

33、址方式尋址方式直接直接 寄存器寄存器 寄存器間址寄存器間址 基址基址 變址變址 相對相對 堆棧堆棧 立即數(shù)立即數(shù)40第第6章章 中央處理器（中央處理器（CPU）6.1 6.2 6.3 6.46.5 6.6 6.7 6.86.9 6.10 6.15 6.166.17 6.18416.1 CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中有一個(gè)累加寄存器結(jié)構(gòu)如圖所示，其中有一個(gè)累加寄存器AC，一一個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其他四個(gè)寄存器，各部分之間的連線個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其他四個(gè)寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向，要求：表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向，要求：（1）標(biāo)明圖中）標(biāo)明圖中a，b，c，d四個(gè)寄存

34、器的名稱。四個(gè)寄存器的名稱。（2）簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。）簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。（3）簡述數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存）簡述數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存/取訪問的數(shù)據(jù)取訪問的數(shù)據(jù)通路。通路。主存儲器主存儲器MacbACdALU狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器微操作信號微操作信號發(fā)生器發(fā)生器+142解：（解：（1）a：數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器DR b：指令寄存器指令寄存器IR c：主存地址寄存器主存地址寄存器AR d：程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC （2）MIR（b）控制器控制器 （3）讀：）讀：MDRALUAC 寫：寫：ACDRM6.2 設(shè)某計(jì)算機(jī)運(yùn)算控制器邏輯圖如圖設(shè)某計(jì)算機(jī)運(yùn)算控制器

35、邏輯圖如圖6.8（P175），），控控制信號意義見表制信號意義見表6.1（ P174 ），指令格式和微指令格式），指令格式和微指令格式如下：如下： 指令格式指令格式操作碼操作碼Rs,rdrs1imm或或disp微指令格式微指令格式1223 2435控制字段控制字段下址字段下址字段其中其中1-23位代表的控制信號見表位代表的控制信號見表6.1（ P174 ）43（1）JMP（無條件轉(zhuǎn)移（無條件轉(zhuǎn)移（rs1）+disp）（2）Load（從（從（rs1）+disp 指示的內(nèi)存單元取數(shù)，送指示的內(nèi)存單元取數(shù)，送rs保存保存）（3）Store （把把 rs內(nèi)容送到（內(nèi)容送到（rs1）+disp指示的內(nèi)存

36、單元指示的內(nèi)存單元）提示：先列出各指令執(zhí)行步驟和所需控制信號，最后再寫出編碼提示：先列出各指令執(zhí)行步驟和所需控制信號，最后再寫出編碼解解：（1）JMP（無條件轉(zhuǎn)移（無條件轉(zhuǎn)移（rs1）+disp）JMPrs1imm（disp）1取機(jī)器指令的微指令取機(jī)器指令的微指令 指令地址送地址總線：指令地址送地址總線：PCAB(1) 發(fā)訪存控制命令：發(fā)訪存控制命令：ADS(21) ,M/IO#=1(22),W/R#=0(23) 從存儲器取指令送數(shù)據(jù)總線從存儲器取指令送數(shù)據(jù)總線DB 指令送指令寄存器：指令送指令寄存器：DBIR(5) 程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器+1：PC+1(3)(rs1)+dispPC442形成轉(zhuǎn)

37、移地址形成轉(zhuǎn)移地址取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：rs1GR(8),(rs1) ALU(10) dispALU(4)加法運(yùn)算：加法運(yùn)算：“+”(13)有效地址送程序計(jì)數(shù)器：有效地址送程序計(jì)數(shù)器：ALUPC(2)地址12345678910111213141516171819202122232435K10101000000000000000110 K+1010100010100100000000k(2)LOADrsrs1imm（disp）(rs1)+disp)rs451取機(jī)器指令的微指令（略）取機(jī)器指令的微指令（略）2計(jì)算地址微指令計(jì)算地址微指令取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：

38、取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：rs1GR(8),(rs1) ALU(10) dispALU(4)加法運(yùn)算：加法運(yùn)算：“+”(13)有效地址送地址寄存器：有效地址送地址寄存器：ALUAR(19)3取數(shù)微指令取數(shù)微指令 數(shù)據(jù)地址送地址總線：數(shù)據(jù)地址送地址總線：ARAB(20) 發(fā)訪存控制命令：發(fā)訪存控制命令：ADS(21) ,M/IO#=1(22),W/R#=0(23) 從存儲器取數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線從存儲器取數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線DB 數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線：DB DR(6)4加法運(yùn)算和送結(jié)果微指令加法運(yùn)算和送結(jié)果微指令 源操作數(shù)送源操作數(shù)送ALU：DR ALU(12)另一操作數(shù)為另一操作數(shù)為0 加法運(yùn)

39、算：加法運(yùn)算：”+”(13) 送結(jié)果：送結(jié)果： rs GR(9), ALU GR(17)46地址12345678910111213141516171819202122232435K+2000100010100100000100K+3K+300000100000000000001110K+4K+4000000001001100010000k（3）STORrsrs1imm（disp）(rs) (rs1)+disp1取機(jī)器指令的微指令（略）取機(jī)器指令的微指令（略）2計(jì)算地址微指令計(jì)算地址微指令取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：取兩個(gè)源操作數(shù)（計(jì)算地址）：rs1GR(8),(rs1) ALU(10) dis

40、pALU(4)加法運(yùn)算：加法運(yùn)算：“+”(13)有效地址送地址寄存器：有效地址送地址寄存器：ALUAR(19)473取數(shù)微指令取數(shù)微指令取數(shù)取數(shù)：rsGR(9),(rs) ALU(11)另一操作數(shù)為另一操作數(shù)為0 加法運(yùn)算：加法運(yùn)算：”+”(13) 送結(jié)果：送結(jié)果： ALU DR(18)4存放數(shù)據(jù)微指令：存放數(shù)據(jù)微指令： 數(shù)據(jù)地址送地址總線：數(shù)據(jù)地址送地址總線：ARAB(20) 發(fā)訪存控制命令：發(fā)訪存控制命令：ADS(21) ,M/IO#=1(22),W/R#=1(23) 從存儲器取數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線從存儲器取數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線DB 數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線：DR DB(7)地址12345678

41、910111213141516171819202122232435K+5000100010100100000100K+6K+6000000001010100001000K+4K+700000010000000000001111k48注注：表示可為任意值，當(dāng)表示可為任意值，當(dāng)ADS=0時(shí)，微指令最后兩位不起作用時(shí)，微指令最后兩位不起作用6.3 按圖按圖6.12(P178)給出的電路，設(shè)給出的電路，設(shè)CP=T2CLKCLK2#，一級門一級門的延遲的延遲a略少于觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間略少于觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間b,畫出畫出CLK2，CLK2#，CLK，CP-T1，T1，CP的時(shí)間關(guān)系圖。如果用一級與門實(shí)現(xiàn)的時(shí)間

42、關(guān)系圖。如果用一級與門實(shí)現(xiàn)CP= T2CLKCLK2，是否能產(chǎn)生導(dǎo)前于是否能產(chǎn)生導(dǎo)前于CP的工作脈沖。的工作脈沖。解：解：490 1D C0 1D CT2 T1CLKCLK2CLK2CP-T1CP=T2CLKCLK2CP=T2CLKCLK2CLK2CLK2CLKCP-T1T1CPCP答：答：CP的波形如上，寬度變窄，且有毛刺，的波形如上，寬度變窄，且有毛刺，不能用作工作脈沖不能用作工作脈沖506.4 分析圖分析圖6.16（P180）中對中對ready#信號有何要求，說明原因。信號有何要求，說明原因。如果不能滿足要求，則電路如何修改。如果不能滿足要求，則電路如何修改。0 1D C0 1D CT2

43、 T1CLKCLK2+readyT1答：答：ready必須能包住必須能包住CLK2#，即當(dāng)即當(dāng)CLK2#為正脈沖時(shí)，應(yīng)保證為正脈沖時(shí)，應(yīng)保證Ready不發(fā)生變化，這樣才能保證不發(fā)生變化，這樣才能保證CP-T信號的完整性，不產(chǎn)生尖信號的完整性，不產(chǎn)生尖峰，使峰，使T能可靠工作。若能可靠工作。若ready不能滿足這一要求，可修改圖，使不能滿足這一要求，可修改圖，使Ready控制控制T的的D端。端。510 1D C0 1D CT2 T1CLKCLK2ready526.5 從供選擇的答案中，選出正確答案填入從供選擇的答案中，選出正確答案填入中中 微指令分成水平型微指令和微指令兩類，可同時(shí)執(zhí)行若干微指令

44、分成水平型微指令和微指令兩類，可同時(shí)執(zhí)行若干個(gè)微操作，所以執(zhí)行指令的速度比快。個(gè)微操作，所以執(zhí)行指令的速度比快。 在實(shí)現(xiàn)微程序時(shí)，取下一條微指令和執(zhí)行本條微指令一般是在實(shí)現(xiàn)微程序時(shí)，取下一條微指令和執(zhí)行本條微指令一般是進(jìn)行的，而微指令之間是的。進(jìn)行的，而微指令之間是的。 實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令的微程序一般是存放在中的，而用戶可寫的控實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令的微程序一般是存放在中的，而用戶可寫的控制存儲器則由組成。制存儲器則由組成。供選擇的答案：供選擇的答案：AC：微指令；微操作；水平型微指令垂直型微指令微指令；微操作；水平型微指令垂直型微指令D，E：順序；重疊順序；重疊F，G：隨機(jī)存儲器（隨機(jī)存儲器（RAM）；）；

45、只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）6.6 某機(jī)有某機(jī)有8條微指令條微指令I(lǐng)1-I8，每條微指令所包含的微命令控制信每條微指令所包含的微命令控制信號如表所示。號如表所示。53微指令微指令微命令信號微命令信號abcdefghijI1I2I3I4I5I6I7I8a-j分別對應(yīng)分別對應(yīng)10種不同性質(zhì)的微命令信號。假設(shè)一條微指令的控種不同性質(zhì)的微命令信號。假設(shè)一條微指令的控制字段為制字段為8位，請安排微指令的控制字段格式。位，請安排微指令的控制字段格式。54解：可能的組合解：可能的組合 b f i j c f j d i j e f h f h i acdg直接控制直接控制直接編譯直接編譯01-e10-f

46、11-hO1-b10-i11-j556.7 已知某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲器容量為已知某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲器容量為51248位，微程序可在整個(gè)控制存儲器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的位，微程序可在整個(gè)控制存儲器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共條件共4個(gè)（直接控制），微指令采用水平型格式，如圖所示：個(gè)（直接控制），微指令采用水平型格式，如圖所示：微指令字段微指令字段判別測試字段判別測試字段下地址字段下地址字段操作控制操作控制順序控制順序控制（1）微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)為多少位？）微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)為多少位？（2）畫出圍繞這種微指令格式的微程序控制器邏輯框）畫出圍

47、繞這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖圖解解：（1）下址字段下址字段 ：512=29，即為，即為9位位 判別測試字段：判別測試字段：4位（位（4個(gè)條件，直接控制法）個(gè)條件，直接控制法） 下地址字段：下地址字段：48-9-4=35位位（2）參見）參見P187圖圖6.24（BCF為為4，BAF為為9位）位）566.8 在微程序控制計(jì)算機(jī)中，下一條要執(zhí)行的微指令地址都有那些在微程序控制計(jì)算機(jī)中，下一條要執(zhí)行的微指令地址都有那些可能的來源？各發(fā)生在什么場合？可能的來源？各發(fā)生在什么場合？答答：（：（1）啟動(dòng)，由硬件實(shí)現(xiàn)取機(jī)器指令的微指令）啟動(dòng)，由硬件實(shí)現(xiàn)取機(jī)器指令的微指令 （2）指令操作碼產(chǎn)生后繼微地

48、址）指令操作碼產(chǎn)生后繼微地址 （3）順序執(zhí)行）順序執(zhí)行 （PC）+1 PC （4）微程序轉(zhuǎn)移（轉(zhuǎn)移地址）微程序轉(zhuǎn)移（轉(zhuǎn)移地址） （PC）+PC6.9 參照圖參照圖6.8（P175），）， 6.10（P177），）， 表表6.1（P174）畫出下畫出下述述3條指令的微程序流程圖：條指令的微程序流程圖：（1）JMP Disp（相對尋址）相對尋址）（2）Load rsrs1（間接尋址）間接尋址）（3）ADD rs rs1（寄存器尋址）寄存器尋址） 解解：（：（1）功能（）功能（PC）+disp PC （2）功能功能(（rs1）) rs （3）功能（功能（rs）+ （rs1）rs 57取機(jī)器指令取機(jī)器

49、指令計(jì)算轉(zhuǎn)移地址計(jì)算轉(zhuǎn)移地址計(jì)算地址計(jì)算地址加法計(jì)算加法計(jì)算取數(shù)取數(shù)加法計(jì)算送結(jié)果加法計(jì)算送結(jié)果JMP DispLoad rsrs1ADD rs rs1586.10 假設(shè)某計(jì)算機(jī)采用四級流水線（取指、譯碼、執(zhí)行、送結(jié)果）假設(shè)某計(jì)算機(jī)采用四級流水線（取指、譯碼、執(zhí)行、送結(jié)果），其中譯碼可同時(shí)完成從寄存器取數(shù)的操作，并假設(shè)存儲器的讀，其中譯碼可同時(shí)完成從寄存器取數(shù)的操作，并假設(shè)存儲器的讀/寫寫操作（允許同時(shí)取指和取數(shù)）可在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成，問順序執(zhí)操作（允許同時(shí)取指和取數(shù)）可在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成，問順序執(zhí)行上題的行上題的3條指令，總共需要多少周期？條指令，總共需要多少周期？解：解：取指取指譯碼譯

50、碼PC(PC)+disp取指取指譯碼譯碼間址間址取數(shù)取數(shù)rs取指取指譯碼譯碼+rs596.15 設(shè)有主頻為設(shè)有主頻為16MHz的微處理器，平均每條指令的執(zhí)行時(shí)間為的微處理器，平均每條指令的執(zhí)行時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期由兩個(gè)時(shí)鐘脈沖組成。兩個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期由兩個(gè)時(shí)鐘脈沖組成。問：（問：（1）存儲器為）存儲器為“0等待等待”，求出機(jī)器速度。，求出機(jī)器速度。 （2）假如每兩個(gè)機(jī)器周期中有一個(gè)是訪存周期，需插入）假如每兩個(gè)機(jī)器周期中有一個(gè)是訪存周期，需插入1個(gè)個(gè)時(shí)鐘周期的等待時(shí)間，求機(jī)器速度。時(shí)鐘周期的等待時(shí)間，求機(jī)器速度。（“0等待等待”表示存儲器可在一個(gè)機(jī)器周期完成讀表示存儲器可在

51、一個(gè)機(jī)器周期完成讀/寫操作，因此不寫操作，因此不需要插入等待時(shí)間）需要插入等待時(shí)間）解：（解：（1）16 4=4MIPS（Instruction Per Second） （2）16 （22+2）=2.67MIPS6.16 從供選擇的答案，選出正確的答案，填入中從供選擇的答案，選出正確的答案，填入中 微機(jī)微機(jī)A和和B是采用不同主頻的是采用不同主頻的CPU芯片，片內(nèi)邏輯電路完全芯片，片內(nèi)邏輯電路完全相同。若相同。若A機(jī)的機(jī)的CPU主頻為主頻為8MHz，B機(jī)為機(jī)為12MHz。則則A機(jī)的機(jī)的CPU主振周期為主振周期為 s。如如A機(jī)的平均指令執(zhí)行速度為機(jī)的平均指令執(zhí)行速度為0.4MIPS，那么那么A 機(jī)

52、的平均指令周期為機(jī)的平均指令周期為 s ，B機(jī)的平均指令執(zhí)行為機(jī)的平均指令執(zhí)行為MIPS。供選擇的答案供選擇的答案AC：0.125;0.25;0.5;0.6;1.25;1.6;2.5。606.17 從供選擇的答案，選出正確的答案，填入中從供選擇的答案，選出正確的答案，填入中 某機(jī)采用兩級流水線組織，第一級為取指、譯碼、需要某機(jī)采用兩級流水線組織，第一級為取指、譯碼、需要200ns完成操作；第二級為執(zhí)行周期，大部分指令能在完成操作；第二級為執(zhí)行周期，大部分指令能在180ns內(nèi)完成，但內(nèi)完成，但有兩條指令要有兩條指令要360ns才能完成，在程序運(yùn)行時(shí)，這類指令所占比例才能完成，在程序運(yùn)行時(shí)，這類指

53、令所占比例為為510%。 根據(jù)上述情況，機(jī)器周期（即一級流水線時(shí)間）應(yīng)選為。兩根據(jù)上述情況，機(jī)器周期（即一級流水線時(shí)間）應(yīng)選為。兩條執(zhí)行周期長的指令采用的方法解決。條執(zhí)行周期長的指令采用的方法解決。A： 180ns ； 190ns； 200ns； 360nsB：機(jī)器周期選為機(jī)器周期選為360ns ；用兩個(gè)機(jī)器周期完成；用兩個(gè)機(jī)器周期完成6.18 造成流水線阻塞的因素有多個(gè)。試列舉三個(gè)造成流水線阻塞造成流水線阻塞的因素有多個(gè)。試列舉三個(gè)造成流水線阻塞的因素，并給出其中兩個(gè)的化簡措施。的因素，并給出其中兩個(gè)的化簡措施。解：略，請見解：略，請見P210-21461第第7 章章 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)7.5

54、7.67.77.87.97.107.13627.5 設(shè)某計(jì)算機(jī)的設(shè)某計(jì)算機(jī)的cache采用采用4路組相聯(lián)映像路組相聯(lián)映像,已知已知cache容量為容量為16KB，主存容量為主存容量為2MB，每個(gè)字塊有每個(gè)字塊有8個(gè)字，每個(gè)字有個(gè)字，每個(gè)字有32位。位。請回答：請回答：（1）主存地址多少位（按字節(jié)編址），各字段如何劃分（各需）主存地址多少位（按字節(jié)編址），各字段如何劃分（各需要多少位）？要多少位）？（2）設(shè)）設(shè)cache起始為空，起始為空，CPU從主存單元從主存單元0，1，100。依次讀出依次讀出101個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序數(shù)個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序數(shù)讀讀1

55、1次，問命中率為多少？若次，問命中率為多少？若cache速度是主存的速度是主存的5倍，問采用倍，問采用Cache與無與無cache比較速度提高多少倍？比較速度提高多少倍？解解：（：（1） 214/（232222）=27 2220/（2322）=2169732主存組號主存組號（cache標(biāo)記）標(biāo)記）主存組內(nèi)頁號主存組內(nèi)頁號（cache組號）組號）塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址字節(jié)編號字節(jié)編號63 （2）命中率）命中率 10/11=91% 速度比速度比 115/（101+15）=55/15=3.677.6 設(shè)某計(jì)算機(jī)采用直接映像設(shè)某計(jì)算機(jī)采用直接映像cache，已知容量為本已知容量為本4096B。（1）若若CP

56、U依次從主存單元依次從主存單元0，1，99和和4096，4097，4195交替取指令，循環(huán)執(zhí)行交替取指令，循環(huán)執(zhí)行10次，問命中率為多少？次，問命中率為多少？（2）如）如cache存取時(shí)間為存取時(shí)間為10ns，主存存取時(shí)間為主存存取時(shí)間為100ns，cache命中率為命中率為95%，求平均存取時(shí)間。，求平均存取時(shí)間。解解：（：（1）命中率為）命中率為 00994095099409540964195 （2）0.9510+(1-0.95) (100+10)=9.5+5.5=15(ns)647.7 設(shè)可供用戶使用的主存容量為設(shè)可供用戶使用的主存容量為100KB，而某用戶的程序和數(shù)而某用戶的程序和數(shù)據(jù)

57、所占的主存容量超過據(jù)所占的主存容量超過100KB ，但小于邏輯地址所表示的范圍。但小于邏輯地址所表示的范圍。問具有虛存與不具有虛存對用戶有何影響？問具有虛存與不具有虛存對用戶有何影響？答：由于用戶的程序和數(shù)據(jù)超過了實(shí)際主存的容量，因此每次只答：由于用戶的程序和數(shù)據(jù)超過了實(shí)際主存的容量，因此每次只能將一部分程序和數(shù)據(jù)從輔存調(diào)入主存。能將一部分程序和數(shù)據(jù)從輔存調(diào)入主存。若不具有虛存，則調(diào)入調(diào)出的工作必須由用戶（程序）來完成；若不具有虛存，則調(diào)入調(diào)出的工作必須由用戶（程序）來完成；若具有虛存，則調(diào)入調(diào)出的工作由若具有虛存，則調(diào)入調(diào)出的工作由MMU和操作系統(tǒng)完成，整個(gè)過和操作系統(tǒng)完成，整個(gè)過程對用戶來

58、說是透明的。程對用戶來說是透明的。7.8 主存儲器容量為主存儲器容量為4MB，虛存容量為虛存容量為1GB（1109B），），虛擬虛擬地址和物理地址各為多少位？根據(jù)尋址方式計(jì)算出來的有效地址地址和物理地址各為多少位？根據(jù)尋址方式計(jì)算出來的有效地址是虛擬地址還是物理地址？如果頁面大小為是虛擬地址還是物理地址？如果頁面大小為4KB，頁表長度是多頁表長度是多少？少？答：虛擬地址答：虛擬地址 1GB=230B 即為即為30位位 物理地址物理地址 4MB=222B 即為即為22位位 1GB/4KB= 230B/ 212B=218657.9 設(shè)某虛存有如下快表放在相聯(lián)存儲器中，其容量為設(shè)某虛存有如下快表放在

59、相聯(lián)存儲器中，其容量為8個(gè)存儲單個(gè)存儲單元。問：按如下三個(gè)虛擬地址訪問主存、主存的實(shí)際地址碼各是元。問：按如下三個(gè)虛擬地址訪問主存、主存的實(shí)際地址碼各是多少？（設(shè)地址均為多少？（設(shè)地址均為16進(jìn)制）進(jìn)制）頁號頁號本頁在主存起始地址本頁在主存起始地址3342000253800079600066000044000015800005500003070000序號序號頁號頁號頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址11503242701283480516答答：（：（1） 0324+80000=80324 （2） 0128+96000=96128 （3）去主存查找（慢表），有可能需要重新分配）去主存查找（慢表），有可能需要重新分

60、配667.10 某程序?qū)撁嬉蟮男蛄袨槟吵绦驅(qū)撁嬉蟮男蛄袨镻3P4P2P6P4P3P7P4P3P6P3P4P8P4P6。（。（1）設(shè)主存容量為設(shè)主存容量為3個(gè)頁面，求個(gè)頁面，求FIFO和和LRU替換算法時(shí)各替換算法時(shí)各自的命中率（假設(shè)開始時(shí)主存為空）。（自的命中率（假設(shè)開始時(shí)主存為空）。（2）當(dāng)主存容量增加到）當(dāng)主存容量增加到4個(gè)頁面時(shí)，兩替換算法各自的命中率又是多少？個(gè)頁面時(shí)，兩替換算法各自的命中率又是多少？（1）LRU頁面請求頁面請求342643743634846333426437446338/44264374363484/2643743634846命中命中 6/15=40%67頁面