計(jì)算機(jī)組成原理包健版答案

1.概述數(shù)？il算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過了哪幾個(gè)代？各代的基本特征是什么？

略,

1.2你學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識后，準(zhǔn)翁做哪方面的應(yīng)用？

略。

1.3試舉一個(gè)你所熟悉的計(jì)算機(jī)應(yīng)用例子。

%

1.4計(jì)算機(jī)通常有哪些分類方法？你比較了解的有哪些類型的計(jì)算機(jī)？

1.5計(jì)算機(jī)便件系統(tǒng)的主要指標(biāo)行哪些？

答：機(jī)器字長、存儲容玨、運(yùn)算速度、可配置外設(shè)等。

答：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有：機(jī)器字長、存儲容量、運(yùn)算速度等，

1.6什么是機(jī)器字長？它對計(jì)算機(jī)性能有哪些影響？

答：指CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。它影響希計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，發(fā)件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等.

1.7什么是存儲容量？什么是主存？什么是輔存？

答：存儲容量指的是療儲器可以存放數(shù)據(jù)的數(shù)量(如字節(jié)數(shù)),它包括主存容量和輔存容量。

主存指的是C叩能膨通過地址線直接訪問的行儲器，如內(nèi)存等。

輔行指的是CPU不能直接訪問，必須通過I/O接口和地址變換等方法才能訪問的存儲器，如硬盤，u盤等。

1.8根據(jù)卜列題目的描述，找出最匹配的詞或題語，每個(gè)詞或短語只能使用一次。

(1)為個(gè)人使用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，通常有圖形顯示器、鍵盤和雙標(biāo)。

(2)計(jì)算機(jī)中的核心部件,它執(zhí)行程序中的指令.它具有加法、測試和控制其他部件的功能.

(3)計(jì)算機(jī)的,個(gè)加成部分，運(yùn)行態(tài)的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)置于其中。

(4)處理器中根據(jù)程序的指令指示運(yùn)算器、存儲器和I/O設(shè)符做什么的部件。

(5)嵌入石其他設(shè)備中的計(jì)算機(jī)，運(yùn)行設(shè)計(jì)好的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。

(6)在一個(gè)芯片中集成幾十萬到上百萬個(gè)晶體管的工藝。

(7)管理L算機(jī)中的資源以使程序在其中運(yùn)行的程序.

(8)將高級語言踹譯成機(jī)器語言的程序.

(9)將指令從助記符號的形式翻諦成二進(jìn)制嗎的程序.

(10)計(jì)算機(jī)硬件與其底層軟件的特定連接紐帶。

供選擇的詞或短語：

1.匯編器2.嵌入式系統(tǒng)3、中央處理器(CPU)4,編譯器

5.操作系統(tǒng)6、控制器7.機(jī)器指令8.臺式機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)

9、*存儲器10,VLSI

答：：1)8.(2)3.(3)9.(4)6,(5)2.

(6)10.(7)5.(8)4.(9)L(10)7

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪當(dāng)部分組成？硬件由哪些構(gòu)成？

答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成.

硬件由控制器、存儲器.運(yùn)算器、諭入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件構(gòu)成

1.9馮?諾伊曼VonNeumann”算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？

略.

1.10訶算機(jī)硬件有哪些部件,各部件的作用是什么？

%

1.11計(jì)算機(jī)軟件包括哪兒類？說明它們的用途.

路.

1.12簡述i??算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)的分層理由及各層的功能。

1.13通過F算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，你時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有了怎樣的了解？

略，

第二章

2.1數(shù)字信號和模擬信號的主要區(qū)別是什么？與模擬電路相比，數(shù)字電路有何特點(diǎn)？

略，

2.2二極管兩端需要加多大的電壓才使二極管導(dǎo)通？

答：大于二極管的正向特性存在死區(qū)電壓%

2.3三極管何時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，何時(shí)處于飽和狀態(tài)？

答：當(dāng)輸入電壓匕＞0,且「〈死區(qū)電壓心',三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)輸入電壓匕增大，基極電流4.集電極電流/，隨之增大，輸入電壓標(biāo)=：?/圃不斷下降，當(dāng)匚飽和狀態(tài)

2.4雙極型邏輯口和單極型邏輒分別是怎樣形成的？它們各有何特點(diǎn)？

略.

2.5實(shí)現(xiàn)邏輯代數(shù)的茶本運(yùn)算有哪幾種設(shè)輯門？

苔：與，或，養(yǎng)，

2.6分析圖2—11所示的邏軾電路圖，寫出表達(dá)式并進(jìn)行化簡。

(b)P=W+C+BD

2.7請用代數(shù)化簡法將卜列各邏輯表達(dá)式化成崎冏式。

(1)F=AB+BC+BC+AB

答：F=AB+AC+BC

(2>FAD\AD\AB\AC\BD\ACEFiBEF\DEFG

答：F=A+C+BD+BEF

2.8分析圖2—42所示的邏輯電路,列出其值表,說明其邏輯功能,

A,一■XiX?X,F

00XXXXX.

01XXXXX,

10XXXXX,

11XXXXX.

圖2—42是一個(gè)四選一電路

2.9分析圖2—43所示的邏輯電路圖.列出口值表.說明其選輯功能.

答：

圖2—43是?個(gè)?位全加器，A,B為加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進(jìn)位，F(xiàn)】為和，F(xiàn)2為產(chǎn)生的迸位,

(圖中有錯(cuò)誤.第4個(gè)與門的愉入少/A)

2.10請用卡諾圖法將下列各選輯表達(dá)式化成班簡式.

(1)F=AB+ABD+AC+BCD

(2)F=AC+AB+BCD+BCE+CDE

答：(1)F=AC+AB

(2>F=AB+BD+CE+AC

2.11簡述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程。

略：

2.12用與率門設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)的組合邏輯電路，

⑴尸(AaC,力)=Z〃K026,7,10,13,14,15)：

<2)F(AB,C,D)=Z〃K2,4,5,6,7,10)+工奴O,3,8J5)，

答：⑴

F=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD

BC+CD^ABb+ABD=BCCDABDABb

圖略，

(2)

F-ABCD?ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD?/(ABCD+ABCD+4BCDtABCD}

=AC+ABBCD=ACABBCD

圖略.

2.13用一佗全如器娟成4位并行進(jìn)位加法器，其并行進(jìn)位電路應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)？

略，

2.14請畫出74LS273的典型用法的接線圖。

2.15什么是三態(tài)門？一般應(yīng)用在什么場合？

略

2.16計(jì)算機(jī)中常用的寄存器有哪些？請說明如何使用？

略

2.17請說明74LS299的功能及使用方法。

略

2.18請說明74LS161的功能及使用方法.

略

習(xí)題3

3.1求下列各數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：

<1)(267.3).<2)(BI).C)u(3)(1011011101):

3.2將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)據(jù)(小數(shù)我四位二進(jìn)制有效數(shù)據(jù))：

(1)-252.75(2)123.16(3)-115/512<4)44.9375

答：2.

序號十進(jìn)制卜六進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)市

(1)

3.3寫出下列各數(shù)的原樂反碼和補(bǔ)碼，機(jī)器數(shù)長度為8位：

序號真值原碼馬反祖

(1)000000000000000001)000

(2)

(3)

(4)

(5)IX)0110010001]M1000110(100

3.4寫出F列各機(jī)器速為:進(jìn)!M其值X：

(1)

(5)燈3=0,100(8)[X]?=l.1()0

<9)X]?=1,000000(10)[X]tt=l,(KII'000(11)[X]?=1,000()000

(12)[>：]?=1,000(X00

答：

(8)+1001

(4)(10)-01111111

(6)(12)00000000

3.5設(shè)某機(jī)器數(shù)字長為8位，有兩個(gè)數(shù)的16進(jìn)制表示形式為9cH和FFH,問：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)時(shí),其

對應(yīng)的「進(jìn)制真值是多少？

(1)無符號整數(shù)；

(2)吃碼表示的定點(diǎn)整數(shù)：

(3)原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；

(4)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)：

(5)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)：

(6)反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)：

(7)移碼表示的定點(diǎn)磐數(shù)，

答：出FFH

無符號整數(shù)156255

原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-127

原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)-⑵二2。二-(1-：)

補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)U6-------------------------100_-1

補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)⑵1+2?+2」±2')=0.90635-----78125—-2f

反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)W4-14-0

移碼表示的定點(diǎn)用數(shù)127

3.6假設(shè)某規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的足數(shù)表示形式為業(yè).M.……H,.選擇正確的答案寫在橫線E

(1)若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿足。

(2)若尾數(shù)月補(bǔ)碼表示，則尾數(shù)必須滿足。

A.3。B.M>=1C.M.=0I).M>=1

E.ALVUM3Ml或JLMiH.瓜Mi

答；<1>D；<2>G

3.7浮點(diǎn)數(shù)的表示范出取決于的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的表示精度取袂于的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)取決

于.在浮點(diǎn)數(shù)的表示中是年含規(guī)定的，

A.數(shù)符B.階符C.尾數(shù)D.階碼E.階碼的底

答；D,C,A,E

3.8設(shè)一浮點(diǎn)數(shù)格式為；字長12位，階瑪6位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用原碼表示，階碼在前，尾數(shù)(包括數(shù)符)在后,

則按照該格式：

(2)已知Z的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F1H,則求Z的十進(jìn)制直值。

答；

*"X21,〔X]W

[X]?,=(),111111.J1001

Y=23/8=X2*,[￥]?X2~**

[Yk=1,00010OrJOlll

<2)〔Z〕”=100111110100

=X2,0""帶格式的：縮進(jìn)：首行縮進(jìn)：7字符

Z=-80

3.9設(shè)一機(jī)器敢字長16位，求下列各機(jī)器數(shù)的表示范陽：

<1)無符號整數(shù)；

(2)阻碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；

(3)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；

(4)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)：

(5)非規(guī)格化浮點(diǎn)表示，格式為：階碼8位，用移碼表示，尾數(shù)8位.用補(bǔ)碼表示(要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、

呆小正教)；

(6)上述浮點(diǎn)格式的規(guī)格化浮點(diǎn)表示范圍(要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù),。

6答：機(jī)器字長16位，下列各術(shù)的表示范圍

(1)無符號整數(shù)0'216-1

⑵原碼定點(diǎn)整數(shù)-(215-1>'+215-1

⑶補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)-215~+215-1

(4)補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)-1~+1-2-15

(5)、(6)階碼八位,移碼表示，尾數(shù)8位，補(bǔ)碼表示

最大數(shù)報(bào)小救最大覺數(shù)最小正數(shù)

非規(guī)格化

浮點(diǎn)數(shù)(l-2J)X2lirt-1:⑵"；-2;X22"X2"

設(shè)格化

浮點(diǎn)數(shù)<:1-2")X2""-1X*")X2

3.10將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式：

<1)+26.75(2)-35/256

答：+36.75，5+127=132他格式的：字體：宋體，小五，上標(biāo)一]

帶格式的：字體：宋體，小五，非上標(biāo)/F標(biāo)一

3.11求下列各IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制真值:帶格式的：字體：宋體，小五，上標(biāo))

答：⑴0_

,,i,K

X=(-l)*>：X2=0J=(3064)H

⑵X=(-1)4XX2,,1?=(2,13)I.

3.12在漢字系統(tǒng)中，行哪JL種編碼？它們各自布?什么作用？

略。

3.13漢字居中存放的是漢字的哪?種編碼？漢字母的容樂如何計(jì)算？

答：漢字陳中存放的是漢字字模碼，漢字伸的容量可按下列：

存儲每個(gè)漢字字模點(diǎn)陣所需的字節(jié)數(shù)X漢字?jǐn)?shù)X點(diǎn)陣方法數(shù).

3.M在一彳應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個(gè)包含了100個(gè)漢字的漢字牌，假設(shè)采用16X16的漢字字形，問：該漢字麻所占存

儲容量是多少字節(jié)？?篇由50個(gè)漢字構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲容&來存儲其純文本？

答：16X2X100=3200字節(jié)；2X5Q=100字節(jié)。

3.15漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對于某個(gè)漢字來說，是惟一的。

A.輸入碼B.字?，擟.機(jī)內(nèi)碼

答：C.

3.16若下面的奇偶校蛤碼均正確，請指出哪些是奇校驍碼，哪些是偶校驗(yàn)碼。

答：帝校險(xiǎn)碼：(1)、(4)；偶校驗(yàn)碼：(2),<3>.

3.17在7但的ASCII碼的最高位前面添加一位奇(偶)校驗(yàn)位后,即可構(gòu)成8位的ASCII碼的奇(偶〉校蛤碼。假設(shè)字符

"A"的這樣的奇(ffl>校驗(yàn)碼為41H,(1)；字符"C"的這樣的(1)是(2)。

(1)：A.奇校驗(yàn)碼B.偶校臉碼

(2)：A.43HB.87HC.C3HD.86H

答：(1)B:(2)C?

答：k=lQ,r=4的海明碼的排列如下：編碼：

.(H,HuH,.Iio也HiH；H.H,H.L1..H,

..DD.)7).DP.DD.D：PlD.<?P

P<=□⑥D(zhuǎn),?D?D?D,十D；

P尸Dn?D.?D.?D.?D.?D..

P產(chǎn)D?D?D?D?D?D,

P產(chǎn)D,十1>■十D：缶D,十。,缶6

譯碼：

S產(chǎn)P?D"⑥D(zhuǎn)?D?D?D?IX

S尸P?D,>?Dt?Dl?D.?D,?D,

S產(chǎn)8D.>?D；?D.@D,?D,?D1

S.=P,0仄十回十慶十6?江缶口

指誤字：IS毋5

01001110

答：略

設(shè)生成多項(xiàng)式為X“+X+l(即1011B).請計(jì)算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼,

答：101010101

3.18

答：奇偶校臉因只能檢錨，可檢單個(gè)、奇數(shù)個(gè)錨.碼距=2；

海明校口可以到一位錦。

CRC校臉可以劌一位錯(cuò)。

3.19

略

習(xí)題4

4.1

(1)[X]?(3)[2X]?<4>(-2X]?

(6)[-X/2]?(7)[Y]?<8)[-Y)?

(9)[2Y]?(10)[-2Y]?<11>[Y/2]?<12)[-Y/2]?

(13)(-Y/4]?

(1>[X]#

⑵[-x]?

(3)〔2X〕*溢出

(4)[-2X]"溢出

(5)[V2]?

(3)[-X/2]?

⑺

(8)[-Y]H

<S)[2Y]H

(10>l-2Y]w

<11>[Y/2]?

(12)[-Y/2]?

(13)[~X/4h

答：.

(1)

所以：[X+Y)a發(fā)生溢出

[XT]*

注意；參見P107中的雙符號位判溢方法原理,

(2>[X+Y]”

[X-Y]u.溢出

圖在word下不好面：略：

(1)

南<?>

(2)[X*Y]?

%(1)

[X]

所以t[X*Y]H

(2)[X*Y]?

(1)

答：(1)

原碼帙*余數(shù)除法

所以[Q]?=?=

原碼加減交普法：

所以[Q]?=?=

(2)原碼恢更余數(shù)除法：[Qs]??

原碼加減交替除法：[Qs].?

答：(1)

采用第一種方法

所以[Q]?=it=

(2)[QS]?K

(2)X=15/64.Y=-29/256

暇設(shè)Z=X+lX+Y的計(jì)算過程如下：

k對階

2、尾數(shù)相加

3'結(jié)果規(guī)格化

左歸一位，階碼減1；結(jié)果無溢出

此時(shí)的階碼和尾數(shù)為：

4、舍入

按照。含1入法對尾數(shù)迸行舍入，結(jié)果為：

假設(shè)Z=X-Y,其計(jì)算過程如下；

1、對階

2、尾數(shù)相減

3、結(jié)果規(guī)格億

結(jié)果的尾數(shù)己涇是規(guī)格化形式，并且無溢出，因此無需規(guī)格化

4、臺入

按照。舍1人發(fā)對尾數(shù)逆行舍入,結(jié)果為：

(2)[X+Y]?X2““

[X-Y]*

(2)X=-29/256,Y=15/64

答：(1)：XXY]"X2"8

[X/Y],X2"'°

(2)

X和Y的補(bǔ)碼表示為：

[X]??

假設(shè)Z=X*Y,則Z的計(jì)算過程為：

(1)階碼相加

階碼無溢出

(2)尾數(shù)相乘

使用Booth算法計(jì)算尾數(shù)的乘枳：

[Mc]?r]?110

[W]?10011010

(3)結(jié)果的規(guī)格化

結(jié)果的尾數(shù)己經(jīng)是規(guī)格化的，因此無需再規(guī)格化。

(4)舍入

對尾數(shù)進(jìn)行0舍1入，得：

[Z]?=

假設(shè)Z=X/Y,則Z的計(jì)算過程為?

(1)階碼相減

階碼無溢出

(2)尾一相除

采用原四加減交替法計(jì)算是數(shù)的商：

11101[K]?=?0.11110[-|Mr|]?=ll.00010

[*]#10(1)

(3)結(jié)果的現(xiàn)格化

結(jié)果的尾數(shù)己經(jīng)是規(guī)格化的,因此無需再進(jìn)行規(guī)格化.

⑷舍入

對尾數(shù)進(jìn)行。的1人，得：

國11111111[MJ,>=1.00001

IZ|.=

Mn,選抵正確的答案寫在根我上:

⑴若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí),結(jié)果需要左規(guī)：

⑵若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí),結(jié)果需嬰右規(guī)”次）；

(3)若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足條件時(shí),結(jié)果不需要規(guī)格化：

G.注也.M卬h乩

答：<1）A,H（3）B

A.尾/是否上溢B.尾物是否下溢

C.階碼是否上溢D.階碼是否下溢

答：C

?Xn,X必須滿足條件時(shí)，X左移一位求2X時(shí)，才不會發(fā)生流出。

A.%>.X.O.X?,X>

S：A,B

A.B1HB.B5IIC.MilD.6ME.EDH

答：A,E

在計(jì)算機(jī)內(nèi)，減法般用.________來實(shí)現(xiàn),

A.二進(jìn)制減法器B.十進(jìn)制減法器C.:進(jìn)制加法器D.十進(jìn)制加法器

答：C

5設(shè)某運(yùn)算器由一個(gè)加法器工

1描述外部數(shù)據(jù)D傳送到哲療器B的過程，寫出發(fā)送的信號序列。

I如何實(shí)現(xiàn)悌作A+B-A和A+B-B?寫出發(fā)送的信號序列。

i可以實(shí)現(xiàn)除作IHA-A和AB-B嗎？如果可以，請寫出發(fā)送的信號汴列，

i若A、B均為鎮(zhèn)存器（電平觸發(fā)的寄存器），那么實(shí)現(xiàn)操作A+B-A和R+B-B時(shí)有問題嗎？為什么？

（1）傳送過程：D—ft.A—T*

控制信號：S=0（選D）,CPA,A-9”=4,0=1（選￡）

（2>A—,B4FT+B,S=1（選￡）,CPA

A—*2,B-9H；=R+B,CPB

（3）S=0（^D）,CPA,A—t,B匕*A+B,S=1（選￡）,CPA

S=0（i5DJ.CPA,AfB-￡fE=A+B,CPB

（4）結(jié)果不對。加法器會多次運(yùn)算。

MOVAL.7FH

ADCAL.80H

答：（AL）=FFH：

ZF=O：區(qū)為運(yùn)算結(jié)果非零；

CF=O：區(qū)為加法運(yùn)算的最高位沒產(chǎn)生退位，

0F=0：因?yàn)镃l舟G=0,表明有符號數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒溢出,

SF=1：區(qū)為運(yùn)算結(jié)果的城高位為1,

PF=1：紀(jì)果中“I”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè).所以PF=L

MOVAL.7FII

SUfAL.1

答：<AL)=7EH：

ZF=O：區(qū)為運(yùn)算結(jié)果非零；

CF=O：醫(yī)為加法運(yùn)算的最高位沒產(chǎn)生借位，

0F=0；因?yàn)镃1+CK）,去明有符號數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒溢出,

SF=O：區(qū)為運(yùn)黨結(jié)果的地高位為0,

PF=0：經(jīng)果中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)，所以PF=O,

第五章

DRAM有「?么不同之處？為什么DRAM的地址一般要分兩次接收？

略.

有一個(gè)6伍X16位的存儲饌,由16Kxi位的DRAM芯片（芯片內(nèi)是128X12S結(jié)構(gòu)）構(gòu)成,存儲器讀/寫周期為500ns.

問：

<1>需要多少片DRAM芯片？

（2》采用異步刷新方式,如單元刷新間隔不超過21ns,則刷新信號周期是多少？

<3>如果用集中刷新方式,存儲滯刷新一遍最少用多少時(shí)間？

答：（1）64;

（3）M微秒

某機(jī)字長16位.CPU地址總線18位,數(shù)據(jù)總線16位,存儲器按字編址，CPU的控制信號線有：MREQS（存儲器訪問

請求.低電平有效）,R/I#《讀寫控制.低電平為寫信號.高電平為發(fā)信號）.試問：

<1）該<1可以配備的最大主存容量為.

<2>該機(jī)主存采用64KXIbit的DRAM芯片<內(nèi)部為4個(gè)128X128陣列）構(gòu)成最大主存空間.則共需個(gè)芯片：

若采用異步刷新方式,單元刷新間隔為2ns,則刷新信號的周期為.

（3）若為該機(jī)配備2Kxi6位的Cache.每塊8字節(jié),采用2路獨(dú)相聯(lián)映象,試寫出對主存地址各個(gè)字段的劃分（標(biāo)出

各個(gè)字段的位數(shù)）：若主存地址為462EH,則該地址可映飄到Cache的哪一組？

已知該機(jī)已有8Kxi6位的ROM存儲曙.地址處于主存的最苗端：現(xiàn)在再用若干個(gè)16Kx8位的SRAM芯片形成128K

X16位的RAM存儲區(qū)域,起始地址為0000網(wǎng),假設(shè)SRAM芯片有0（片選.低電平有效）和UE#（寫使能?低電平有效）信

號控制端：試寫出RAM、ROM的地址范用，并畫出SRAM、ROM與CPU的連接圖,請標(biāo)明SRAM芯片個(gè)數(shù)、譯碼㈱的輸入輸出線、

地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接.

答：（1）256KW

主存字塊標(biāo)志組地址塊內(nèi)地址

88

區(qū)號組號組內(nèi)塊號塊內(nèi)地升

7T812]

或者

462E可以寫為：000100011000101110.所以，它的組號為:

11000101=197

(4)

RAM的地址范圍為：

1)00000000000000000-011111111111111111

ROM的地址范圍為：

II1110000000000000-111111111111111111

答：存儲器帶寬降低,

計(jì)算機(jī)隹存儲系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲的慰世組成，CPU總是從Cache中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問的字在Cache

中，則存取它只衢要20ns,將所訪問的字從主存裝入Cache需要60於，而將它從底盤裝入主存則需要1200?s。假定Cache

的命中率為9(即主存的命中率為60%,計(jì)算該系統(tǒng)訪問一個(gè)字的平均存取時(shí)間。

%=單］+(l-h1)h2t2+(l-h1)(l-h2)t3

答：=20*0.9+(l-0.9)*0.6*(20+60)+(l-0.9)(1-0.6)*(20+60+1200000)

=48026

CPU執(zhí)行一?段時(shí)間時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為3900次，主存完成的存取次數(shù)為100次，已知cache的存儲周期為

40ns,主存的俘儲周期為240ns。求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪司時(shí)間？

答：e=t?t.=8/9=8騙

，=的*(3900/4000)+210?(100/-100Q)=45ns

某處理器包含一片內(nèi)Cache,容度為8K字節(jié)，且采用4路由相送結(jié)構(gòu)，塊的大小為4個(gè)32位字。當(dāng)Cache未命中時(shí),

以分組方式從主存讀取，I個(gè)字到Cache,假定主存容錄為16M字節(jié)。行說明：

<1)Cache共分多少組？

<2)寫1B主存的字節(jié)地址的格式，并說明地址格式中的不同字段的作用和位數(shù)；

僚(1)12881:

(2)

區(qū)號組號組內(nèi)塊號塊內(nèi)地玨

11724

或者

256K字，Cache為8K字.主存與Cache之間按綱相聯(lián)映射，Cache的攤組有4個(gè)行，每行有64個(gè)字.假設(shè)開始時(shí)Cache

為空，CPI.按頃序從主存地址為0.1,2,-,8447單元執(zhí)行”取“操作(不命中時(shí)，采用將主存中含有該字的塊送入Cache

后，再從Cache中把需要的字讀出送CPU的方法)，然后又爪復(fù)執(zhí)行加次。設(shè)Cache存取時(shí)間為主存的1/10。普換使用LRU

算法，清計(jì)算上述操作總的存取時(shí)間與不用Cache相比，速度提高多少倍？

略，

習(xí)JS六

仙令包括哪幾部分？各表示什么含逝?帶格式的：字體：小五，字體二色：橙色

略.

6.2在一地址指令、二地址指令中，如何指定二個(gè)操作數(shù)地址？如何存放操作結(jié)果？

略。

6.3簡述指令操作碼的擴(kuò)展技術(shù)的基本方法.

略.

6.4，栗機(jī)涔字長16位.采川單號長指令,每個(gè)地址碼6位.試乘用操作碼擴(kuò)展技術(shù),設(shè)計(jì)M條:地址指令,X。條上.帶格式的：字體：宋體，小五，字體顏色：根色

址指令,60條零地址指令,請給出指令編碼示意圖.

1.(7分)

?14條雙地址條令：

|一作碼(-1位)|地址碼Al(6位)］地址瑪A2(6位i|

操作碼：000000?001101

?■條單地址指令：

|煤作碼(10位)|地址碼A(6位)|

操作碼:U10XXXXXX(64條中可選擇前63條)

UUXXXXXX(64條中可選擇前17條)

?60條零地址指令：

|操作碼（16位）

XXXXXX（64條中選擇60個(gè)編碼即可）

其他編碼方案?只要符合操作碼擴(kuò)展技術(shù)都可以

6.5什么是指令字長？什么是機(jī)器字長？它們之間有何關(guān)系？

略：

6.6確定尋址方式的目的是什么？

略

6.7請說明間接尋址和宜接尋址的不同。

略.

6.8仙-I-底川J川.的"I4刈.帶格式的：字體：小五，字體顏色：橙色

［得格式的：字體:字五，字體"色：橙色一

6.9推項(xiàng)選擇題_________________

<1）寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)在（）中.

A.程序計(jì)算器B.推棧C.寄存器D.主存

答：D

<2>如棧常用于（）。

A.數(shù)據(jù)移位B.程序轉(zhuǎn)移C.保護(hù)程序現(xiàn)場I）.輸入、輸出

（3）單地址指令中，為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的個(gè)操作數(shù)外，處個(gè)數(shù)常需采用（）。

A.堆棧尋址B.立即尋址C,隱含尋址D.間接尋址

答：C

<4）用于對某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為（）

A.直接尋址B.間接尋址C.寄存器直接尋址D.寄存器間接尋址

<5>推令中采用不同的尋址方式,其主要目的是（）.

A.可以實(shí)現(xiàn)操作碼的擴(kuò)展B.實(shí)現(xiàn)存儲程序和程序控制

C.縮短指令長度、擴(kuò)大尋址空間、提高編程的靈活性.

I）.降低指令洋碼的難度.

<6）指令尋址和數(shù)據(jù)尋址的不同在丁?（）。

A.M者是訪問存儲器,后者是訪問寄存器，

B.M者是確定程序轉(zhuǎn)移地址,后者取操作數(shù)，

C.而者是確定程序崢執(zhí)行電住.后者是聯(lián)或定操作數(shù)地Jr,

D.前者是短指令?后者是長指令.

答：BC

（7）變址尋址方式中,操作數(shù)的有效地址為（）.

A.程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加上形式地址.B.基址寄存器的內(nèi)容加上形式地址.

C.變址寄存器的內(nèi)容加上形式地址.D.變址寄存淵的內(nèi)容加上基址寄存器的內(nèi)容

（8）CISC指令系統(tǒng)與RISC指令系統(tǒng)相比具有（>等特點(diǎn).

A.前者指令條數(shù)少，屈者指令條數(shù)系.

B.前者執(zhí)行速慢慢，后者執(zhí)行速度快.

C.前者有利于編譯生成優(yōu)化代碼，后者不便于編譯,

D.前者指令功能簡單，后者指令功能復(fù)雜,

6.10某機(jī)16位字長指令格式如卜.:

5位U1

其中：D是形式地址.采用補(bǔ)碼表示（包括一位符號位》：

M是尋址方式

M=0立即尋址:

M=J直接尋址（這時(shí)D為地址.是無符號數(shù)）：

M=2間接尋址:

?=3變址尋址（變址寄存那RI,16位）：

MF基址尋址（基址寄存器Rb,16位）；

M=5相對尋址，

（1）該指令格式最多可以定義多少種不同的操作？立即尋址操作數(shù)葩困是多少？

（2＞寫出各種尋址方式的有效地址的計(jì)算表達(dá)式。

（3）各種尋址方式時(shí)能訪同的堤大主存空間范困是多少？

答：（1）32,0—255

（2）直接尋址:EA=D

間接尋址:EA=（D）

變址尋址:EA=（RD+D

基址尋址:EA=（Rb）+D

和時(shí)尋址:EA=（PC）+D

（3）直接尋址:0?255

間接尋址：0?255（設(shè)存儲器長度為8位,且只能取一個(gè)字節(jié)）

變址尋址：0116K-1

基址尋址：0'l6K-l

相時(shí)尋址:當(dāng)前指令地址的一128'+127

6.II?個(gè)法完整的指令系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些類型的指令？

6.12假設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是操作瑪加尋址方式，第.個(gè)字節(jié)是相對儡移量，用補(bǔ)碼去示。

苫當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H,且CPU圻取出一個(gè)字節(jié)指令便會自動執(zhí)行（PC）+1-PC操作。詰問

當(dāng)轉(zhuǎn)移地址分別為0006H和OO25H時(shí)，相對轉(zhuǎn)移指令第：字節(jié)的內(nèi)容是什么？

答：EBH,0A1.

6.13某機(jī)器內(nèi)共有16個(gè)32位的通用寄存器，設(shè)計(jì)一種有60種操作，8種尋址方式的指令系統(tǒng)，假設(shè)指令字長等于機(jī)器

字長，機(jī)器字長為32位，請回答：

（D若主次可直接尋址或間接尋址，采用“寄存器一存儲器”型指令，能尋址最大存儲空間是多少？畫出指令格式并說明各

字段的含意，

（2）若采用通和寄存器作荔址寄存器，則“寄存器一存儲器”型指令的指令格式是怎樣？能尋址最大存儲空間是多少？

格…2

限作嗎（6位）R址方式（3位》寄力器（4位）地址）19位）I

I操作馮（6位）后址方式（3位）寄*器（4位）地址人|（19位）

6.M什么叫誰棧？它的操作特點(diǎn)是什么？堆棧主要用在哪里？

略。

6.15簡述RISC的主要優(yōu)缺點(diǎn)。

略

6.16，設(shè)某機(jī)寄存器字長16字，用16迸制表示，已知：變址寄存器內(nèi)容為0004H,PC的內(nèi)容為0003H,內(nèi)存帶格式的：字體：小五，字體靛色：悔色

中部分單元內(nèi)容如下：

地址；內(nèi)容地址：內(nèi)容

0002H：OOOAH0007H：OOOAH

0003H：0002H0008H：0002H

0001H：0007H000911：0003H

0005H：0004HOOOAH；0009H

0006H：000511OOOBH：0008H

指令為雙字長指令，格式如下：

~操作瑪，尋址方式碼，寄存器號(16位)―

宜按地址/間接地址/立即數(shù)/相對位移盤/形式地址”6位)

若當(dāng)前指令分刑為下列尋址方式時(shí)，試求出操作數(shù)填入下衣。

尋址方式操作數(shù)

H接

間接

立即

變址

答：OOO/H,0009H,000磯000811

習(xí)題7

Tal=3*4*l/f=12/(25*10*

Ta2=(12+4)/(25*1(T

2.某8位模型機(jī)采用微程序控制器,結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中YEY為主存，R0'R3是通用寄存器，各部件的控制信號均已

標(biāo)出,控制信號的命名準(zhǔn)則是：'一'符號前的是數(shù)據(jù)發(fā)送方部件，'一'符號后的是數(shù)據(jù)接收方部件，并且控制

信號中的B表示總線：J1#控制指令譯碼,其他讀寫信號具有普通意義.

門》圖1中有27個(gè)徽操作控制伯號.苴中J1#?J5#是用于轉(zhuǎn)移的到別測試條件.在微指令中.控*字段事用直接控

制法，判別測試字段采用洋碼法細(xì)碼，下址字段8位,則該模型機(jī)的控存容量是多少？

答：控制字段22位，判別測試字段3位，下址字段8位，所以微指令字長33位，控存容11256X33位.

圖2微程序流程圖

(2)粳型機(jī)的某條指令的微程序流程圖如圖2所示，寫出該條指令的功能、尋址方式、指令第二字的含義.

答：無條件轉(zhuǎn)移指令JMP,尋址方式：相對尋址，指令第二字為相對偏移量，

(3)寫出MBM-DR1做指令必須發(fā)送的微操作控制信號。

答：MEMR,B-DR1

<4)(8分)根據(jù)圖I所示的數(shù)據(jù)通路,寫出MOVRD.[RS+X]指令的微程序流程圖.指令功能為<(RS)+

X)-RD.指令格式如下：

0P（4位）RS（2位）RD(2位)

X

圖1模型機(jī)結(jié)構(gòu)框圖

答：

習(xí)題8

1.簡述外設(shè)的編址方式，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

略

2.當(dāng)控制器執(zhí)行訪存指令和I/O指令時(shí)，發(fā)出的讀寫控制信號有何不同？

答：訪存指令發(fā)出存儲器請求信號或存儲器讀寫信號，訪I/O指令發(fā)出"0請求信號?；騃/O讀寫信號。

3.為何要在CPU和外設(shè)之間設(shè)置一個(gè)接口？簡述接口的功能和組成，

略

1,主機(jī)和外設(shè)交換信息的方式有哪幾種？簡述各自的工作原理和特點(diǎn)，

略

5.C叩與外設(shè)接口交換信息的方式有以下幾種，其中R下,CPU被外設(shè)獨(dú)占，而B下支持CPU與外設(shè)并行工

作，并且可以用于突發(fā)事件的處理；上用于尚速、大批量的數(shù)據(jù)傳送，并由硬件實(shí)現(xiàn)。

A.糅序查詢方式

B.程序中斷方式

C.DMA方式

D,并行傳送

E,申行傳送

答：⑴A,(2)B,(3)C

6.程序中斷方式與DMA方式有何異同？

略

7.何識中斷？簡述中斷的全部過程。

略

8.簡要說明中斷請求線的幾種傳送方式,并對比它們的優(yōu)缺點(diǎn).

略

9,什么是中斷屏蔽字？簡述中斷屏般技術(shù)的作用。

略

10.什么是中斷聯(lián)套？它解決了什么問SS?如何才能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套？

略

11.中附源可以分為哪兒類？各目