計(jì)算機(jī)組成原理第四版、數(shù)據(jù)庫第四版、編譯原理第三版答案

計(jì)算機(jī)組成原理答案

第一章

1.比較數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)°

解：模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：數(shù)值由連續(xù)量來表示，運(yùn)算過程是連續(xù)的;

數(shù)字計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：數(shù)值由數(shù)字量（離散量）來表示，運(yùn)算按位

進(jìn)行。

2.數(shù)字計(jì)算機(jī)如何分類？分類的依據(jù)是什么？

解：分類：數(shù)字計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算

機(jī)又分為巨型機(jī)、大型機(jī)、

中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)和單片機(jī)六類。

分類依據(jù)：專用和通用是根據(jù)計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格、運(yùn)行

的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性來劃分的。

通用機(jī)的分類依據(jù)主要是體積、簡易性、功率損耗、

性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、

指令系統(tǒng)規(guī)模和機(jī)器價(jià)格等因素。

3.數(shù)字計(jì)算機(jī)有那些主要應(yīng)用？

（略）

4.馮.諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？它包括哪些主要組

成部分？

解：馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是：存儲(chǔ)程序和程序控制。

存儲(chǔ)程序：將解題的程序（指令序列）存放到存儲(chǔ)器中；

程序控制：控制器順序執(zhí)行存儲(chǔ)的程序，按指令功能控制全機(jī)協(xié)

調(diào)地完成運(yùn)算任務(wù)。

主要組成部分有：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)

備。

5,什么是存儲(chǔ)容量？什么是單元地址？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令

字？

解：存儲(chǔ)容量：指存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息的數(shù)量，通常用單位

KB、MB、GB來度量，存儲(chǔ)容

量越大，表示計(jì)算機(jī)所能存儲(chǔ)的信息量越多，反映了

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間的大小。

單元地址：單元地址簡稱地址，在存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元都有唯

一的地址編號(hào)，稱為單元地

址c

數(shù)據(jù)字：若某計(jì)算機(jī)字是運(yùn)算操作的對象即代表要處理的數(shù)據(jù),

則稱數(shù)據(jù)字。

指令字：若某計(jì)算機(jī)字代表一條指令或指令的一部分，則稱指

令字。

6.什么是指令？什么是程序？

解：指令：計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的每一個(gè)基本的操作。

程序：解算某一問題的一串指令序列稱為該問題的計(jì)算程序，簡

稱程序。

7.指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們是指令還是數(shù)

據(jù)？

解：一般來講，在取指周期中從存儲(chǔ)器讀出的信息即指令信息；而在

執(zhí)行周期中從存儲(chǔ)器中讀出的

信息即為數(shù)據(jù)信息。

8.什么是內(nèi)存？什么是外存？什么是CPU?什么是適配器？簡述其

功能。

解：內(nèi)存：一般由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成，裝在底版上，可直接和CPU交

換信息的存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存儲(chǔ)

器，簡稱內(nèi)存。用來存放經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù)。

外存：為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，又不使成本有很大的提高，在計(jì)算機(jī)

中還配備了存儲(chǔ)容量更大的

磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器，稱為外存儲(chǔ)器，簡稱外存。外

存可存儲(chǔ)大量的信息，計(jì)算

機(jī)需要使用時(shí)，再調(diào)入內(nèi)存。

CPU：包括運(yùn)算器和控制器?；竟δ転椋褐噶羁刂啤⒉僮骺刂?、

時(shí)間控制、數(shù)據(jù)加工。

適配器：連接主機(jī)和外設(shè)的部件，起一個(gè)轉(zhuǎn)換器的作用，以使主

機(jī)和外設(shè)協(xié)調(diào)工作。

9,計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件包括哪幾類？說明它們的用途。

解：系統(tǒng)軟件包括：（1）服務(wù)程序：診斷、排錯(cuò)等

（2）語言程序：匯編、編譯、解釋等

（3）操作系統(tǒng)

（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

用途：用來簡化程序設(shè)計(jì)，簡化使用方法，提高計(jì)算機(jī)的使用效

率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能

及用途。

10.說明軟件發(fā)展的演變過程。

（略）

11.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何進(jìn)行多級(jí)劃分？這種分級(jí)觀點(diǎn)對計(jì)算機(jī)設(shè)

計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？

高級(jí)語言級(jí)。

用這種分級(jí)的觀點(diǎn)來設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)，對保證產(chǎn)生一個(gè)良好的系統(tǒng)結(jié)

構(gòu)是有很大幫助的。

12.為什么軟件能夠轉(zhuǎn)化為硬件？硬件能夠轉(zhuǎn)化為軟件？實(shí)現(xiàn)這種

轉(zhuǎn)化的媒介是什么？

（略）

13.〃計(jì)算機(jī)應(yīng)用〃與〃應(yīng)用計(jì)算機(jī)〃在概念上等價(jià)嗎？用學(xué)科角度和

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)來壽命你的觀點(diǎn)。

（略）

第二章

1.寫出下列各數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示（用8位二進(jìn)制數(shù)）。

其中MSB是最高位（又是符號(hào)位）LSB是最低位。如果是小數(shù)，小數(shù)

點(diǎn)在MSB之后；如果是整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在LSB之后。

(1)-35/64(2)23/128(3)-127(4)用小數(shù)表示T(5)用整數(shù)

表示-1

解：(1)先把十進(jìn)制數(shù)-35/64寫成二進(jìn)制小數(shù):

(2)先把十進(jìn)制數(shù)23/128寫成二進(jìn)制小數(shù):

(3)先把十進(jìn)制數(shù)T27寫成二進(jìn)制小數(shù):

(-127)10=(-1111111)2

令x=-1111111B

???原碼、反碼無法表示

(5)令Y=-1二-0000001B

，［Y］原=10000001［Y］反二11111110

［Y］補(bǔ)=11111111［Y］移=01111111

解：a0=1,al=0,a2,a6=l…1。

3.有一個(gè)字長為32位的浮點(diǎn)數(shù)，階碼10位(包括1位階符)，用

移碼表示；尾數(shù)22位(包括1位尾符)用補(bǔ)碼表示，基數(shù)R=2。請

寫出：

(1)最大數(shù)的二進(jìn)制表示；

(2)最小數(shù)的二進(jìn)制表示；

(3)規(guī)格化數(shù)所能表示的數(shù)的范圍；

(4)最接近于零的正規(guī)格化數(shù)與負(fù)規(guī)格化數(shù)。

解：(1)11111111110111111111111111111111

(2)11111111111000000000000000000000

(3)11111111110111111111111111111111-0111111111

1000000000000000000000

(4)00000000000000000000000000000001-0000000000

1111111111111111111111

4.將下列十進(jìn)制數(shù)表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)，階碼3位，用補(bǔ)碼表示；

尾數(shù)9位，用補(bǔ)碼表示。

(1)27/64

(2)-27/64

解：(1)27/64=110118X2^*

浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù):11110110110000

(2)-27/64=-11011BX2-6B

浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)：11111001010000

5.已知X和Y,用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y,同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。

解：(1)先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和

(2)先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和

(3)先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和

6.已知X和Y,用變形補(bǔ)碼計(jì)算X-Y,同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。

解：(1)先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差

??,運(yùn)算結(jié)果雙符號(hào)不相等???為正溢出

(2)先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差

（3）先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差

???運(yùn)算結(jié)果雙符號(hào)不相等J為正溢出

7.用原碼陣列乘法器、補(bǔ)碼陣列乘法器分別計(jì)算XXY。

解：（1）用原碼陣列乘法器計(jì)算:

(0)11011

X)(1)00001

(0)11011

(0)00000

(0)00000

(0)00000

(0)00000

(0)(1)(1)(0)(1)(1)

(1)0010111011

8,用原碼陣列除法器計(jì)算X4-Yo

9.設(shè)階為5位（包括2位階符），尾數(shù)為8位（包括2位數(shù)符），階碼、

尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示，完成下列取值的[X+Y],[X-Y]運(yùn)算：

（1）X=

解：（1）將y規(guī)格化得：yF

①對階

[△E]補(bǔ)=[Ex]補(bǔ)+[-Ey]補(bǔ)=1101+0011=0000

，Ex=Ey

②尾數(shù)相加

相加相減

規(guī)

..x-y:

①對階

[△E]補(bǔ)=[Ex]補(bǔ)+[-Ey]補(bǔ)=1011+0100=1111

②尾數(shù)相加

相加相減

/.x+yO

13.某加法器進(jìn)位鏈小組信號(hào)為C4c3c2cl,低位來的信號(hào)為CO,

請分別按下述兩種方式寫出C4C3C2C1的邏輯表達(dá)式。

（1）串行進(jìn)位方式（2）并行進(jìn)位方式

解：(1)串行進(jìn)位方式：

C1=Gl+PlC0其中：Gl=AlBl,Pl=A1?B1

C2=G2+P2ClG2=A2B2,P2=A2?B2

C3=G3+P3C2G3=A3B3,P3=A3十B3

C4=G4+P4C3G4=A4B4,P4=A4十B4

(2)并行進(jìn)位方式：

Cl=Gl+PlCO

C2=G2+P2Gl+P2PlCO

C3=G3+P3G2+P3P2Gl+P3P2PlCO

C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2Gl+P4P3P2Pl

CO

其中G1-G4,P1-P4表達(dá)式與串行進(jìn)位方式相同。

14.某機(jī)字長16位，使用四片74181組成ALU,設(shè)最低位序標(biāo)注為0

位，要求：

(1)寫出第5位的進(jìn)位信號(hào)C6的邏輯表達(dá)式；

(2)估算產(chǎn)生C6所需的最長時(shí)間；

(3)估算最長的求和時(shí)間。

解：(1)組成最低四位的74181進(jìn)位輸出為：C4=G+PCO,CO為

向第0位的進(jìn)位

其中：G=y3+x3y2+x2x3yl+xlx2x3y0,P=x0xlx2x3

所以：C5=y4+x4C4

C6=y5+x5C5=y5+x5y4+x5x4C4

(3)最長求和時(shí)間應(yīng)從施加操作數(shù)到ALU算起：第一片74181

有3級(jí)〃與或非〃門（產(chǎn)生控制參數(shù)xO,yOCn+4）,第二、第三片74181

共2級(jí)反相器和2級(jí)〃與或非〃門（進(jìn)位鏈），第四片74181求和邏輯

（1級(jí)〃與或非〃門和1級(jí)半加器，其延遲時(shí)間為3T）,故總的加法時(shí)

間為：

17.設(shè)A,B,C是三個(gè)16位的通用寄存器，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)16位定點(diǎn)補(bǔ)

碼運(yùn)算器，能實(shí)現(xiàn)下述功能：

（1）A±B->A

（2）BXCfA,C（高位積在寄存器A中）

（3）A+B->C（商在寄存器C中）

解：設(shè)計(jì)能完成加、減、乘、除運(yùn)算的16位定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算器框圖。

分析各寄存器作用:

加減乘除

A被加數(shù)一和同左初始為0被除數(shù)一余

數(shù)

部分積f乘積（H）除數(shù)

B加數(shù)同左被乘數(shù)

c乘數(shù)f乘積(L)商

???A：累加器(16位)，具有輸入、輸出、累加功能及雙向移位功

能；

B：數(shù)據(jù)寄存器(16位)，具有輸入、輸出功能；

C：乘商寄存器(16位)，具有輸入、輸出功能及雙向移位功能。

畫出框圖：

第三章

1.有一個(gè)具有20位地址和32位字長的存儲(chǔ)器，問：

(1)該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少個(gè)字節(jié)的信息？

(2)如果存儲(chǔ)器由512Kx8位SRAM芯片組成，需要多少芯片?

(3)需要多少位地址作芯片選擇？

解:(1)V220=IM,J該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)的信息為：1MX32器二4存

(2)(1000/512)X(32/8)=8(片)

(3)需要1位地址作為芯片選擇。

2.已知某64位機(jī)主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其地址碼為26位，若使

用256KX16位的DRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用

模塊板結(jié)構(gòu)形式，問：

(1)每個(gè)模塊板為1024Kx64位，共需幾個(gè)模塊板？

(2)個(gè)模塊板內(nèi)共有多少DRAM芯片？

(3)主存共需多少DRAM芯片？CPU如何選擇各模塊板？

解：(1).共需模塊板數(shù)為ni：

m=4-￥64(塊)

(2).每個(gè)模塊板內(nèi)有DRAM芯片數(shù)為n:

n二(星/案］)X(64/16)=16(片)

(3)主存共需DRAM芯片為：16X64=1024(片)

每個(gè)模塊板有16片DRAM芯片，容量為1024Kx64位，需

20根地址線(A19~A0)完成模塊

板內(nèi)存儲(chǔ)單元尋址。一共有64塊模塊板，采用6根高位

地址線(A25、A20),通過

6：64譯碼器譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)對各模塊板進(jìn)行選擇，

3.用16Kx8位的DRAM芯片組成64Kx32位存儲(chǔ)器，要求：

(1)畫出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。

解：（1）組成64Kx32位存儲(chǔ)器需存儲(chǔ)芯片數(shù)為

N=（64K/16K）X（32位/8位）=16（片）

每4片組成16Kx32位的存儲(chǔ)區(qū)，有A13-A0作為片內(nèi)地址,

用Al5A14經(jīng)2：4譯碼器產(chǎn)生片選信號(hào)二連］,邏輯框圖如下所

示：

（2）依題意，采用異步刷新方式較合理，可滿足CPU在1uS內(nèi)至

少訪問內(nèi)存一次的要求。

設(shè)16Kx8位存儲(chǔ)芯片的陣列結(jié)構(gòu)為128行X128列，按行刷

新，刷新周期T=2ms,則異步

刷新的間隔時(shí)間為：

則兩次刷新的最大時(shí)間間隔發(fā)生的示意圖如下

可見，兩次刷新的最大時(shí)間間隔為tmax

對全部存儲(chǔ)單元刷新一遍所需時(shí)間為tR

7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為0000H-3FFFH的ROM區(qū)域。

現(xiàn)在再用一個(gè)RAM芯片（8KX8）形成40KX16位的RAM區(qū)域，起始地

址為6000H,假定RAM芯片有和信號(hào)控制端。CPU的地址總線為

A15-A0,數(shù)據(jù)總線為D15-D0,控制信號(hào)為R/九讀/寫），」合（訪

存），要求：

（1）畫出地址譯碼方案。

（2）將ROM與RAM同CPU連接。

解：（1）依題意，主存地址空間分布如右圖所示,可選用2片27128（16K

義8位）的EPROM作為

ROM區(qū)；10片的8KX8位RAM片組成40KX16位的RAM區(qū)。27128需

14位片內(nèi)地址，而RAM需13位

片內(nèi)地址，故可用A15-A13三位高地址經(jīng)譯碼產(chǎn)生片選信號(hào),方案如

下:

(2)

8.存儲(chǔ)器容量為64M,字長64位，模塊數(shù)m=8,分別用順序方式

和交叉方式進(jìn)行組織。存儲(chǔ)周期T=100ns,數(shù)據(jù)總線寬度為64位,

總線周期T=10ns.問順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬各是多少？

解：信息總量：q=64位X8=512位

順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器讀出8個(gè)字的時(shí)間分別是：

t2=mT=8X100ns=8X10看(s)

tl=T+(m-1)群(s)

順序存儲(chǔ)器帶寬是：

W2=q/t2=5124-(8X10船)=64X10l(位/S)

交叉存儲(chǔ)器帶寬是：

R)=301X10!(位/S)

9.CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為2420、次,主存完

成存取的次數(shù)為80

次，已知cache存儲(chǔ)周期為40ns,主存存儲(chǔ)周期為240ns,求cache/

主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時(shí)間。

解：先求命中率h

則平均訪問時(shí)間為ta

r=240+40=6

cache/主存系統(tǒng)的效率為e

10.已知Cache存儲(chǔ)周期40ns,主存存儲(chǔ)周期200ns,Cache/主存系

統(tǒng)平均訪問時(shí)間為50ns,求Cache的命中率是多少？

解：■:ta=tcXh+trX(l-h)

11.主存容量為4MB,虛存容量為1GB,則虛存地址和物理地址各為

多少位？如頁面大小為4KB,則頁表長度是多少？

解：已知主存容量為4MB,虛存容量為1GB

2?2=4M，物理地址為22位

又,??星=1G，虛擬地址為30位

頁表長度為1GB?4KB=230+212=218=256K

求采用LRU替換策略時(shí)的命中率。

解:

頁面訪問序列01242302132

A01242302132

LRUB0124230213

C011423021

命中前中命中

?,?命中率為

15.從下列有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案：

A.多體交叉存儲(chǔ)主要解決擴(kuò)充容量問題；

B.訪問存儲(chǔ)器的請求是由CPU發(fā)出的；

C.Cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一部分屬于Cache;

D.Cache的功能全由硬件實(shí)現(xiàn)。

解：D

16.從下列有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案：

A.在虛擬存儲(chǔ)器中，外存和主存一相同的方式工作，因此允許程

序員用比主存空間大得

多的外存空間編程；

B.在虛擬存儲(chǔ)器中，邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址是由硬件實(shí)現(xiàn)的，

僅在頁面失效時(shí)才由操

作系統(tǒng)將被訪問頁面從外存調(diào)到內(nèi)存，必要時(shí)還要先把被淘汰

的頁面內(nèi)容寫入外存；

C.存儲(chǔ)保護(hù)的目的是：在多用戶環(huán)境中，既要防止一個(gè)用戶程序

出錯(cuò)而破壞系統(tǒng)軟件或

其他用戶程序,又要防止一個(gè)用戶訪問不是分配給他的主存區(qū)，

以達(dá)到數(shù)據(jù)安全和保

密的要求。

解：C

第四章

1.ASCII碼是7位，如果設(shè)計(jì)主存單元字長為32位，指令字長為12

位，是否合理？為什

么？

解：指令字長設(shè)計(jì)為12位不是很合理。主存單元字長為32位，一個(gè)

存儲(chǔ)單元可存放4個(gè)ASCH碼，

余下4位可作為ASCII碼的校驗(yàn)位（每個(gè)ASCII碼帶一位校驗(yàn)位）,

這樣設(shè)計(jì)還是合理的。

但是，設(shè)計(jì)指令字長為12位就不合理了，12位的指令碼存放在

字長32位的主存單元中，

造成19位不能用而浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。

2?假設(shè)某計(jì)算機(jī)指令長度為20位，具有雙操作數(shù)、單操作數(shù)、無操

作數(shù)三類指令形式，每個(gè)操作數(shù)地址規(guī)定用6位表示。問：

若操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出m條雙操作數(shù)指令，n條無操

作數(shù)指令，在此情況下，這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出多少條單操作數(shù)

指令？

解：這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出256-m-n條單操作數(shù)指令

3.指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。

解：指令格式及尋址方式特點(diǎn)如下：

①單字長二地址指令；

②操作碼0P可指定能64條指令；

③RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在寄存器中，源和目標(biāo)都是通用寄

存器（可分別指定16個(gè)寄存器

之一）；

④這種指令格式常用于算術(shù)邏輯類指令C

4.指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。

解：指令格式及尋址方式特點(diǎn)如下：

①雙字長二地址指令；

②操作碼0P可指定三64條指令；

③RS型指令，兩個(gè)操作數(shù)一個(gè)在寄存器中（16個(gè)寄存器之一），

另一個(gè)在存儲(chǔ)器中；

④有效地址通過變址求得：E二（變址寄存器）土D,變址寄存

器可有16個(gè)。

5.指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。

I

?1

解：指令格式及尋址方式特點(diǎn)如下：

①單字長二地址指令；

②操作碼0P可指定三16條指令；

③有8個(gè)通用寄存器，支持8種尋址方式；

④可以是RR型指令、SS型指令、RS型指令、

6.一種單地址指令格式如下所示，其中I為間接特征，X為尋址模

式，D為形式地址。I,X,D組成該指令的操作數(shù)有效地址E。設(shè)R

為變址寄存器，R1為基值寄存器，PC為程序計(jì)數(shù)器，請?jiān)谙卤碇械?/p>

一列位置填入適當(dāng)?shù)膶ぶ贩绞矫Q。

解：①直接尋址

②相對尋址

③變址尋址

④基址尋址

⑤間接尋址

⑥基址間址尋址

7.某計(jì)算機(jī)字長16位，主存容量為64K字,采用單字長單地址指令，

共有40條指令，試采用直接、立即、變址、相對四種尋址方式設(shè)計(jì)

指令格式。

解：40條指令需占用操作碼字段（0P）6位，這樣指令余下長度為

10位。為了覆蓋主存640K字的地

址空間，設(shè)尋址模式（X）2位，形式地址（D）8位，其指令格

式如下:

尋址模式定義如下：

X-00直接尋址有效地址E二D（直接尋址為256個(gè)存儲(chǔ)單元）

X=01立即尋址D字段為操作數(shù)

X=10變址尋址有效地址E=（RX）+D（可尋址64K個(gè)存儲(chǔ)

單元）

X=11相對尋址有效地址E=（PC）+D（可尋址64K個(gè)存

儲(chǔ)單元）

其中RX為變址寄存器（16位），PC為程序計(jì)數(shù)器（16位），

在變址和相對尋址時(shí)，位移量D可正可負(fù)。

8.某機(jī)字長為32位，主存容量為1M,單字長指令，有50種操作碼,

采用頁面尋址、立即、直接等尋址方式。CPU中有PC,IR,AR,DR

和16個(gè)通用寄存器,頁面尋址可用PC高位部分與形式地址部分拼接

成有效地址。問：

（1）指令格式如何安排？

（2）主存能劃分成多少頁面？每頁多少單元？

（3）能否增加其他尋址方式？

解：（1）依題意，指令字長32位，主存1M字，需20位地址A19-A0。

50種操作碼，需6位OP,指令

尋址方式Mode為2位，指定寄存器Rn需4位。設(shè)有單地

址指令、雙地址指令和零地址指

令，現(xiàn)只討論前二種指令“

單地址指令的格式為:

Mode=00時(shí)為立即尋址方式，指令的23-0位為立即數(shù)；

Mode=01時(shí)為直接尋址方式，指令的19—0位為有效地址。

雙地址指令的格式為：

Mode1=01時(shí)為寄存器直接尋址方式，操作數(shù)S=(Rn)；

Model=ll時(shí)為寄存器間址尋址方式，有效地址E=(Rn)。

Mode2=00時(shí)為立即尋址方式，指令的13-0位為立即數(shù)；

Mode2=01時(shí)為頁面尋址方式；

Mode2=10時(shí)為變址尋址方式，E=(Rn)+D；

Mode2二11時(shí)為變址間址尋址方式，E=((Rn)+D)。

(2)由于頁面尋址方式時(shí)，D為14位，所以頁面大小應(yīng)為重=

16K字，則1M字可分為

星=64個(gè)頁面?？捎蒔C的高6位指出頁面號(hào)。

(3)能增加其它尋址方式，例上述間址方式、變址間址尋址方

式。

14.從以下有關(guān)RISC的描述中，選擇正確答案。

A.采用RISC技術(shù)后，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)又恢復(fù)到早期的比較簡單

的情況。

B.為了實(shí)現(xiàn)兼容，新設(shè)計(jì)的RISC,是從原來CISC系統(tǒng)的指令系統(tǒng)

中挑選一部分實(shí)現(xiàn)的。

C.RISC的主要目標(biāo)是減少指令數(shù)，提高指令執(zhí)行效率。

D.RISC設(shè)有乘、除法指令和浮點(diǎn)運(yùn)算指令。

解：C

15.根據(jù)操作數(shù)所在位置，指出其尋址方式（填空）：

（1）操作數(shù)在寄存器中，為（A）尋址方式。

（2）操作數(shù)地址在寄存器，為（B）尋址方式。

（3）操作數(shù)在指令中，為（C）尋址方式。

（4）操作數(shù)地址（主存）在指令中，為（D）尋址方式

（5）操作數(shù)的地址，為某一寄存器內(nèi)容與位移量之和可以是（E,F,

G）尋址方式。

解：A：寄存器直接；B：寄存器間接；C：立即；

D：直接；E：相對；F：基值；G：變址

第五章

1.請?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填入適當(dāng)答案。在CPU中：

（1）保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器是（指令寄存器IR）；

(2)保存當(dāng)前正要執(zhí)行的指令地址的寄存器是(程序計(jì)數(shù)器PC)；

(3)算術(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果通常放在(通用寄存器)和(數(shù)據(jù)緩沖寄存

器DR)。

流程圖，其含義是將寄存器R1的內(nèi)容傳送至(R2)為地址的主存

單元中。標(biāo)出各微操作信

號(hào)序列。

解：〃STAR1,(R2)〃指令是一條存數(shù)指令，其指令周期流程圖如下

圖所示：

其含義是將(R3)為地址的主存單元的內(nèi)容取至寄存器R0中，標(biāo)出

各微操作控制信號(hào)序列。

5.如果在一個(gè)CPU周期中要產(chǎn)生3個(gè)脈沖Tl=200ns,T2=400ns,T3

200ns,試畫出

時(shí)序產(chǎn)生器邏輯圖。

解：節(jié)拍脈沖Tl,T2,T3的寬度實(shí)際等于時(shí)鐘脈沖的周期或是它

的倍數(shù)，此時(shí)Tl=T3=200ns,

T2=400ns,所以主脈沖源的頻率應(yīng)為f=1/T1=5MHz。

為了消除節(jié)拍脈沖上的毛刺，環(huán)

型脈沖發(fā)生器可采用移位寄存器形式。下圖畫出了題目要求的邏

輯電路圖和時(shí)序信號(hào)關(guān)系。根據(jù)關(guān)

系，節(jié)拍脈沖Tl,T2,T3的邏輯表達(dá)式如下：

T1二C1?冷，T2二星，T3=

6.假設(shè)某機(jī)器有80條指令，平均每條指令由4條微指令組成，其中

有一條取指微指令是所有指

令公用的。已知微指令長度為32位，請估算控制存儲(chǔ)器容量。

解:微指令條數(shù)為：(4-1)X80+l=241條

取控存容量為：256X32位;1KB

7.某ALU器件使用模式控制碼M,S3,S2,SI,C來控制執(zhí)行不同的

算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作。

下表列出各條指令所要求的模式控制碼，其中y為二進(jìn)制變量，F(xiàn)

為0或1任選。

試以指令碼(A,B,H,D,E,F,G)為輸入變量，寫出控制參數(shù)

M,S3,S2,SI,C的邏

輯表達(dá)式。

解：M二G

S3=H+D+F

S2=l

C=H+D+(E+F)y

8.某機(jī)有8條微指令每條微指令所包含的微命令控制信號(hào)

如下表所示。

a-j分別對應(yīng)10種不同性質(zhì)的微命令信號(hào)。假設(shè)一條微指令的控

制字段為8位，請安排微指令的控制字段格式。

解：經(jīng)分析，（e,f,h）和（b,i,j）可分別組成兩個(gè)小組或兩個(gè)

字段，然后進(jìn)行譯碼，可得六個(gè)

微命令信號(hào)，剩下的a,c,d,g四個(gè)微命令信號(hào)可進(jìn)行直接控

制，其整個(gè)控制字段組成如

下:

11.已知某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲(chǔ)器容量為512X

48（位）。微程序可在整個(gè)控

制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共4個(gè)，微指令

采用水平型格式，后繼微

指令地址采用斷定方式。請問：

（1）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圖。

解：

（1）假設(shè)判別測試字段中每一位作為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有4

個(gè)轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位；

乂因?yàn)榭卮嫒萘繛?12單元，所以下地址字段為9位，。微命

令字段則是：

（48-4-9）=35位。

（2）對應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框圖如下圖所示。其

中微地址寄存器對應(yīng)下地址

字，P字段即為判別測試字段，控制字段即為微命令字段，后

兩部分組成微指令寄存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令

寄存器的0P碼、各種狀態(tài)條件以及判別測試字段所給的判別標(biāo)志

（某一位為1）,其輸出用于控制修改微地址寄存器的適當(dāng)位數(shù)，

從而實(shí)現(xiàn)微程序的分支轉(zhuǎn)移（此例微指令的后繼地址采用斷

定方式）。

12.今有4級(jí)流水線分別完成取值、指令譯碼并取數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果

四步操作,

今假設(shè)完成各步操作的時(shí)間依次為100ns,100ns,80ns,50ns0

請問：(1)流水線的操作周期應(yīng)設(shè)計(jì)為多少?

(2)若相鄰兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)，而且在硬件上不采

取措施，那么第二條指令要

推遲多少時(shí)間進(jìn)行。

(3)如果在硬件設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)，至少需推遲多少時(shí)間?

解:

(1)流水線的操作時(shí)鐘周期t應(yīng)按四步操作中最長時(shí)間來考慮，所

以t=100ns；

(2)兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)沖突情況：：

ADDR1,R2,R3;R2+R3->R1

SUBR4,RI,R5;R?R5flM

兩條指令在流水線中執(zhí)行情況如下表所示:

ADD指令在時(shí)鐘4時(shí)才將結(jié)果寫入寄存器R1中，但SUB指令在時(shí)

鐘3時(shí)就需讀寄存器R1了，顯然發(fā)生

數(shù)據(jù)相關(guān)，不能讀到所需數(shù)據(jù)，只能等待。如果硬件上不采取措施，

第2條指令SUB至少應(yīng)推遲2個(gè)

操作時(shí)鐘周期，即t=2X100ns=200ns；

⑶如果硬件上加以改進(jìn)(采取旁路技術(shù))，這樣只需推遲1個(gè)操作時(shí)

鐘周期就能得到所需數(shù)據(jù)，

即t=100nso

15.用定量描述法證明流水計(jì)算機(jī)比非流水計(jì)算機(jī)具有更高的吞吐率。

解：衡量并行處理器性能的一個(gè)有效參數(shù)是數(shù)據(jù)帶寬(最大吞吐量)，

它定義為單位時(shí)間內(nèi)可以產(chǎn)生

的最大運(yùn)算結(jié)果個(gè)數(shù)。

設(shè)P1是有總延時(shí)T1的非流水處理器，故其帶寬為1/T1。又設(shè)

Pm是相當(dāng)于Plm段流水處理器延遲時(shí)間Tr,故Pm的帶寬為1/

(Tc+Tr)。如果Pm是將P1劃分成相同延遲的若干段形成的，則T1

FnTc因

此P1的帶寬接近于1/mTc,由此可見，當(dāng)mTc>Tc+Tr滿足時(shí)，Pm

比Pl具有更大的帶寬。

16.流水線中有三類數(shù)據(jù)相關(guān)沖突:寫后讀(RAW)相關(guān);讀后寫(WAR)

相關(guān)；寫后寫

（WAW）相關(guān)。判斷以下三組指令各存在哪種類型的數(shù)據(jù)相關(guān)。

(1)IlLADRI,A；M(A)-RLM(A)是存儲(chǔ)器單元

12ADDR2,RI；(R2)+(RI)-R2

(2)13ADDR3,R4；(R3)+(R4)->R3

14MULR4,R5；(R4)X(R5)fR4

(3)15LADR6,B；M(B)-R6,M(B)是存儲(chǔ)器單元

16MULR6,R7；(R6)X(R7)-R6

解：(1)寫后讀(RAW)相關(guān);

(2)讀后寫(WAR)相關(guān)，但不會(huì)引起相關(guān)沖突；

(3)寫后讀(RAW)相關(guān)、寫后寫(WAW)相關(guān)

IlLADRI,B;M(B)-RI,M(B)是存儲(chǔ)器單元

12SUBR2,RI;(R2)-(R1)-R2

13MULR3,R4;(R3)X(R4)-R3

14ADDR4,R5;(R4)+(R5)-R4

15LADR6,A;M(A)-R6,M(A)是存儲(chǔ)器單元

16ADDR6,R7;(R6)+(R7)-R6

請畫出：(1)按序發(fā)射按序完成各段推進(jìn)情況圖。

(2)按序發(fā)射按序完成的流水線時(shí)空圖。

解：⑴

第八草

1.比較單總線、雙總線、三總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。

3.用異步通信方式傳送字符〃A〃和〃8〃，數(shù)據(jù)有7位，偶校驗(yàn)1位。

起始位1位，

停止位1位，請分別畫出波形圖。

解：字符A的ASCII碼為41H=1000001B；

字符8的ASCH碼為38H=0111000B；

串行傳送波形圖為：

注：B：起始位

C：校驗(yàn)位

S：停止位

8,同步通信之所以比異步通信具有較高的傳輸頻率,是因?yàn)橥酵ㄐ?/p>

A.不需要應(yīng)答信號(hào)；

B.總線長度較短；

C.用一個(gè)公共時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行同步；

D.各部件存取時(shí)間比較接近。

解：C

9.在集中式總線仲裁中，—方式響應(yīng)時(shí)間最快，—方式對—

最敏感。

A.菊花鏈方式B.獨(dú)立請求方式C.電路故障D.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式

解:BAC

10.采月串行接口進(jìn)行7位ASCH碼傳送，帶有1位奇校驗(yàn)位，1位

起始位和1位停止位,當(dāng)傳輸率為9600波特時(shí)，字符傳送速率為—o

解：A

11.系統(tǒng)總線中地址線的功能是。

A.選擇主存單元地址

B.選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備

C.選擇外存地址

D.指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址

解：D

12.系統(tǒng)總線中控制器的功能是o

A.提供主存、I/O接口設(shè)備的控制信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)

B.提供數(shù)據(jù)信息

C.提供時(shí)序信號(hào)

D.提供主存、I/O接口設(shè)備的響應(yīng)信號(hào)

解：D

14.PCI是一個(gè)與處理器無關(guān)的,它采用—時(shí)序協(xié)議和

式仲裁策略，并具有一能力。

A.集中B.自動(dòng)配置C.同步D.高速外圍總線

解：DCAB

15.PCI總線的基本傳輸機(jī)制是—傳送。利用—可以實(shí)現(xiàn)總線間

的—傳送，使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。PCI允許

—總線—工作。

A.橋B.猝發(fā)式C.并行D.多條E.猝發(fā)式

解：BACDE

17.PCI總線中三種橋的名稱是什么？橋的功能是什么？

解：PCI總線有三種橋，即HOST/PCI橋(簡稱HOST橋)，PCI/PCI

橋和PCI/LAGACY橋。

在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中，橋起著重要作用：

(1)接兩條總線，使總線間相互通信；

(2)是一個(gè)總線轉(zhuǎn)換部件，可以把一條總線的地址空間映射到

另一條總線的地址空間上，

從而使系統(tǒng)中任意一個(gè)總線主設(shè)備都能看到同樣的一份

地址表。

(3)利用橋可以實(shí)現(xiàn)總線間的卒發(fā)式傳送。

19.總線的一次信息傳送過程大致分哪幾個(gè)階段？若采用同步定時(shí)協(xié)

議，請畫出

讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖。

解:分五個(gè)階段：請求總線、總線仲裁、尋址（目的地址）、信息傳

送、狀

態(tài)返回（錯(cuò)誤報(bào)告）。讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖為:

20.某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)一個(gè)總

線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為70MHz，求總線帶

寬是多少?

解：設(shè)總線帶寬用Dr表示，總線時(shí)鐘周期用T1/f表示，一個(gè)總

線周期傳送的數(shù)據(jù)量用D表示,

根據(jù)定義可得：

Dr=T/D=DXl/f=8BX70X106/s=560MB/

第七章

1.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指（）

A.輸入/輸出設(shè)備B.外存儲(chǔ)器

C.輸入/輸出設(shè)備及外存儲(chǔ)器D.除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)

備

解：D

2.打印機(jī)根據(jù)印字方式可以分為（）和（）兩大類，在（）類打

印機(jī)中，只有（）型打印機(jī)能打印漢字，請從下面答案中選擇填空。

A.針型打印機(jī)B.活字型打印機(jī)

C.擊打式D.非擊打式

解：CDCA

7.試推導(dǎo)磁盤存貯器讀寫一塊信息所需總時(shí)間的公式。

解：設(shè)讀寫一塊信息所需總時(shí)間為Tb,平均找道時(shí)間為Ts,平均等

待時(shí)間為TL,讀寫一塊信息的

傳輸時(shí)間為Tm,貝ij：Tb=Ts+TL+Tm。假設(shè)磁盤以每秒r轉(zhuǎn)速率

旋轉(zhuǎn)，每條磁道容量為N個(gè)字，

則數(shù)據(jù)傳輸率=rN個(gè)字/秒。又假設(shè)每塊的字?jǐn)?shù)為n,因而一旦讀

寫頭定位在該塊始端，就能在

Tni"(n/rN)秒的時(shí)間中傳輸完畢。TL是磁盤旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)

間，TL=(l/2r)秒，

由此可得：

Tb=Ts+l/2r+n/rN秒

8.某磁盤存貯器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄面，每毫米5

道，每道記錄信息為12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm,共有275

道。問：

(1)磁盤存貯器的容量是多少？

(2)最高位密度與最低位密度是多少？

(3)磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

(4)平均等待時(shí)間是多少？

(5)給出一個(gè)磁盤地址格式方案。

解：

(1)每道記錄信息容量=12288字節(jié)

每個(gè)記錄面信息容量二275X12288字節(jié)

共有4個(gè)記錄面，所以磁盤存儲(chǔ)器總?cè)萘繛椋?/p>

4X275X12288字節(jié)二13516800字節(jié)

(2)最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算(R1=115mln)：

Di=12288字節(jié)/2nRl=17字節(jié)/mm

最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算：

R2=R1+(2754-5)=115+55=170mm

(3)磁盤傳輸率C=r-N

r=3000/60=50周/秒

N=12288字節(jié)(信道信息容量)

C二r?N二50X12288二614400字節(jié)/秒

(4)平均等待時(shí)間=l/2r=1/(2X50)=10毫秒

(5)磁盤存貯器假定只有一臺(tái)，所以可不考慮臺(tái)號(hào)地址。有‘4個(gè)記

錄面，每個(gè)記錄面有275個(gè)磁

道。假定每個(gè)扇區(qū)記錄1024個(gè)字節(jié)，則需要12288+1024字

節(jié)=12個(gè)扇區(qū)。由此可得如

下地址格式：

14.有一臺(tái)磁盤機(jī)，其平均尋道時(shí)間為了30ms,平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間為

120nls，數(shù)據(jù)傳輸速率為500B/ms,磁盤機(jī)上存放著1000件每件3000B

的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走，更新后在放回原地，假設(shè)一次取出或

寫入所需時(shí)間為:

平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間

另外，使用CPU更新信息所需時(shí)間為4ms,并且更新時(shí)間同輸入

輸出操作不相重疊C

試問：

（1）盤上全部數(shù)據(jù)需要多少時(shí)間？

（2）若磁盤及旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍，更新全部數(shù)據(jù)

需要多少間？

解：（1）磁盤上總數(shù)據(jù)量二1000X3000B=3000000B

讀出全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為3000000B+500B/ms=

6000ms

重新寫入全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間二6000ms

所以，更新磁盤上全部數(shù)據(jù)所需的時(shí)間為：

2X（平均找道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間）+CPU

更新時(shí)間

=2（30+120+6000）ms+4ms=12304ms

（2）磁盤機(jī)旋轉(zhuǎn)速度提高一倍后，平均等待時(shí)間為60ms；

數(shù)據(jù)傳輸率提高一倍后，數(shù)據(jù)傳送時(shí)間變?yōu)椋?/p>

3000000B4-1000B/ms=3000ms

更新全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為：

2X(30+60+3000)ms+4ms=6184ms

17.刷新存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。若顯示工作方式采用分

辨率為1024X768,顏色深度為24位，幀頻（刷新速率）為72HZ,

求：

（1）刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？

（2）刷新存儲(chǔ)器的貸款是多少？

解：（1）因?yàn)樗⑿麓鎯?chǔ)器所需存儲(chǔ)容量二分辨率X每個(gè)像素點(diǎn)顏

色深度

???1024X768X3B4MB

（2）因?yàn)樗⑿滤鑾?分辨率X每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度X

刷新速度

.??1024X768X3BX72/S=165888KB/Sy

162MB/S

第八章

1.如果認(rèn)為CPU等待設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)是處于非工作狀態(tài)（即踏步等

待），那么在下面幾種主機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送中：（）主機(jī)與

設(shè)備是串行工作的；（）主機(jī)與設(shè)備是并行工作的：（）主程序與

設(shè)備是并行運(yùn)行的c

A.程序查詢方式B.程序中斷方式C.DMA方式

解:ACB

2.中斷向量地址是o

A.子程序入口地址B.中斷服務(wù)程序入口地址

C.中斷服務(wù)程序入口地址指示器C.例行程序入口地址

解：C

3.利用微型機(jī)制作了對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，

每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU一次，中斷處理程序接受采樣的數(shù)

據(jù)，將其放到主存的緩沖區(qū)內(nèi)。該中斷處理需時(shí)X秒，另一方面緩沖

區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)n個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進(jìn)行處理，這種處理需時(shí)y

秒。因此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒次的中斷請求。

A.N/(nXx+y)B,N/(x+y)XnC.Min(l/x,n/y)

解：A

4.采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就要占用一個(gè)—的

時(shí)間。

A.指令周期B.機(jī)器周期

C.存儲(chǔ)周期D.總線周期

解：C

5.通道的功能是：(1),(2)。按通道的工作方

式分，通道有通道、通道和通道三種類型。

解：（1）執(zhí)行通道指令，組織外圍設(shè)備和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;

（2）執(zhí)行CPU的I/O指令，以及向CPU報(bào)告中斷。

選擇通道、字節(jié)多路通道、數(shù)組多路通道

解：（1）CPU不能響應(yīng)中斷

（2）因?yàn)橥?jí)中斷不能嵌套，而A、B設(shè)備屬于同級(jí)中斷

（3）如果想要設(shè)備B一提出請求即能得到服務(wù)，則應(yīng)該使設(shè)備

B為最高優(yōu)先級(jí)，這里可將設(shè)備B單獨(dú)接至3級(jí)TR,處于

最高優(yōu)先級(jí)。

8.設(shè)某機(jī)有5級(jí)中斷：LO,LLL2,L3,L4,其中斷響應(yīng)優(yōu)先次序

為：L0最高，L1次

之，L4最低?，F(xiàn)在要求將中斷處理次序改為L1-L3-L0-L4fL2,

試問：

（1）下表中各級(jí)中斷處理程序的各中斷級(jí)屏蔽值如何設(shè)置（每級(jí)對

應(yīng)一位，該位

為"0"表示允許中斷，該位為〃1〃表示中斷屏蔽）？

（2）若這5級(jí)中斷同時(shí)都發(fā)出中斷請求，按更改后的次序畫出進(jìn)入

各級(jí)中斷處理程

序的過程示意圖。

解：（1）

(2)

9.某機(jī)器CPU中有16個(gè)通用寄存器，運(yùn)行某中斷處理程序時(shí)僅用到

其中2個(gè)寄存器，請問響應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，是否要將

通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去？需保存幾個(gè)寄存器?

解：響應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，需將通用寄存器內(nèi)容保存到

主存中去，但為減少中斷處

理時(shí)間，不必保存所有通用寄存器內(nèi)容，這里只需將?2個(gè)中斷處

理程序中用到的寄存器內(nèi)容

保存起來。

12.下列陳述中正確的是o

A.在DMA周期內(nèi)，CPU不能執(zhí)行程序

B.中斷發(fā)生時(shí)，CPU首先執(zhí)行入棧指令將程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容保護(hù)起來

C.DMA傳送方式中，DMA控制器每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就竊取一個(gè)指令周

期

D.輸入輸出操作的最終目的是要實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸

解：D

13.Pentium系統(tǒng)有兩類中斷源：①由CPU外部的硬件信號(hào)引發(fā)的稱

為,它分為可屏蔽和非屏蔽;②由指令引發(fā)的稱為

,其中一種是執(zhí)行，另一種是。

解：①外部中斷INTRNMI

②異常中斷執(zhí)行軟件中斷指令引發(fā)的出錯(cuò)或故障引發(fā)的

14.IEEE1394是I/O標(biāo)準(zhǔn)接口，與SCSII/O標(biāo)準(zhǔn)接口相

比，它具有更高的,更強(qiáng)的,提及,連接方便。

解：BACDE

15.SCSI是系統(tǒng)級(jí),是處于主適配器和智能設(shè)備控制器之間的

I/O接口。SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)允許SCSI總線上連接的設(shè)備由

個(gè)提高到個(gè)，可支持位數(shù)據(jù)傳輸。

A.并行B.接口C.16D.8E.32

解：BADCD

18.若設(shè)備的優(yōu)先級(jí)依次為CD-ROM、掃描儀、硬盤、磁帶機(jī)、打印

機(jī)，請用標(biāo)準(zhǔn)接口SCSI進(jìn)行配置，畫出配置圖。

解:PCIHBA-CD-ROM一掃描儀-硬盤->磁帶機(jī)一打印機(jī)

終端器

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論習(xí)題答案

1

第1章緒論

1.試述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念。

答：

(1)數(shù)據(jù)(Data)：描述事物的符號(hào)記袤稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有

數(shù)字、文字、圖形、圖

像、聲音、正文等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。解析在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系

統(tǒng)中數(shù)據(jù)的概念是廣義

的。早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于科學(xué)計(jì)算，處理的數(shù)據(jù)是整數(shù)、實(shí)數(shù)、

浮點(diǎn)數(shù)等傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中

的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)和處理的對象十分廣泛，表示這些對象的

數(shù)據(jù)也越來越復(fù)雜。數(shù)

據(jù)與其語義是不可分的。500這個(gè)數(shù)字可以表示一件物品的價(jià)格是

500元，也可以表示一

個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議參加的人數(shù)有500人，還可以表示一袋奶粉重500克。

（2）數(shù)據(jù)庫（DataBase,簡稱DB）：數(shù)據(jù)庫是長期儲(chǔ)存在計(jì)算

機(jī)內(nèi)的、有組織的、可

共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)

存，具有較小的冗余度、

較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBas。Sytem,簡稱DBS）：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中

引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開

發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、

數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成。解析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫是兩個(gè)概念。數(shù)據(jù)庫系

統(tǒng)是一個(gè)人一機(jī)系統(tǒng)，

數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。但是在日常工作中人們常常把

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)

庫。希望讀者能夠從人們講話或文章的上下文中區(qū)分“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”

和“數(shù)據(jù)庫”，不要引

起混淆。

(4)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementsytem，簡稱DBMs)：

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是

位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學(xué)地組織和存

儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和

維護(hù)數(shù)據(jù)。DBMS的主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、

數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能、

數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。解析DBMS是一個(gè)大型的復(fù)雜的軟件系

統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)中的基礎(chǔ)

軟件。目前，專門研制DBMS的廠商及其研制的DBMS產(chǎn)品很多。

著名的有美國IBM公

司的DBZ關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和IMS層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、美國

Oracle公司的orade

關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、s油ase公司的s油ase關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)、美國微軟公司的

SQLServe,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。

2.使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？

答：

使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)決定的。使

用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處很

多，例如，可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護(hù)

的負(fù)擔(dān)，等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率。因?yàn)?/p>

在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應(yīng)用程

序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由

DBMS來完成。用一

個(gè)通俗的比喻，使用了DBMS就如有了一個(gè)好參謀、好助手，許多

具體的技術(shù)工作都由這

個(gè)助手來完成。開發(fā)人員就可以專注于應(yīng)用邏輯的設(shè)計(jì)，而不必為數(shù)

據(jù)管理的許許多多復(fù)雜

的細(xì)節(jié)操心。還有，當(dāng)應(yīng)用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)也需要改變時(shí)，

由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供

了數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變是DBA的責(zé)任,

開發(fā)人員不必修改應(yīng)

用程序，或者只需要修改很少的應(yīng)用程序，從而既簡化了應(yīng)用程序的

編制，又大大減少了應(yīng)

用程序的維護(hù)和修改。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員

維護(hù)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因?yàn)?/p>

DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控

制，包括數(shù)據(jù)的完整性、

安全性、多用戶并發(fā)控制、故障恢復(fù)等，都由DBMS執(zhí)行?？傊?

使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的利用

率和一致性，又有利于

應(yīng)用程序的開發(fā)和維護(hù)。讀者可以在自己今后的工作中結(jié)合具體應(yīng)用,

認(rèn)真加以體會(huì)和總結(jié)。

3.試述文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。

答：

文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是：文件系統(tǒng)而向某一應(yīng)用程序，共享

性差，冗余度大，數(shù)據(jù)

獨(dú)立性差，記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)，由應(yīng)用程序自己控制。數(shù)據(jù)

庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實(shí)世界，

共享性高，冗余度小，具有較高的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性,

整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模

型描述，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和

恢復(fù)能力。

文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系是：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟

件。解析文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的重要組成部分；而DBMS是獨(dú)立于

操作系統(tǒng)的軟件。但是

DBMS是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)

是通過操作系統(tǒng)中的文

件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。

4.舉出適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的例子；再舉出適合用數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用例子。

(1)適用于文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用例子數(shù)據(jù)的備份、軟

件或應(yīng)用程序使用過程

中的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般使用文件比較合適。早期功能比較簡單、比較

固定的應(yīng)用系統(tǒng)也適合

用文件系統(tǒng)。

(2)適用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而非文件系統(tǒng)的應(yīng)用例子目前，幾乎所有企

業(yè)或部門的信息系統(tǒng)

都以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，都使用數(shù)據(jù)庫。例如，一個(gè)工廠的管理信息

系統(tǒng)(其中會(huì)包括許多

子系統(tǒng)，如庫存管理系統(tǒng)、物資采購系統(tǒng)、作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備管理

系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)等)，

學(xué)校的學(xué)生管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)，圖書館的圖書管理系統(tǒng),等等，

都適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

希望讀者能舉出自己了解的應(yīng)用例子。

5.試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)。

答：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，這是數(shù)據(jù)庫的

主要特征之一，也是數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。解析注意這里的“整體'夕兩個(gè)字。

在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)

據(jù)不再針對某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。不僅

數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，而且

數(shù)據(jù)的存取單位即一次可以存取數(shù)據(jù)的大小也很靈活，可以小到某一

個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（如一個(gè)學(xué)生

的姓名），大到一組記錄（成千上萬個(gè)學(xué)生記錄）。而在文件系統(tǒng)中，

數(shù)據(jù)的存取單位只有一

個(gè)：記錄，如一個(gè)學(xué)生的完整記錄。

（2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某

個(gè)應(yīng)用而是面向整個(gè)

系統(tǒng)，因此可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用以多種不同的語言共享使用。

由于數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，

是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個(gè)應(yīng)用共享使用，而且容易增加新的

應(yīng)用，這就使得數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。解析數(shù)據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約

存儲(chǔ)空間，同時(shí)還能夠

避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。所謂“數(shù)據(jù)面向某個(gè)應(yīng)用”是

指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是針對某個(gè)

應(yīng)用設(shè)計(jì)的，只被這個(gè)應(yīng)用程序或應(yīng)用系統(tǒng)使用，可以說數(shù)據(jù)是某個(gè)

應(yīng)用的“私有資源”。

所謂“彈性大”是指系統(tǒng)容易擴(kuò)充也容易收縮，即應(yīng)用增加或減少時(shí)

不必修改整個(gè)數(shù)據(jù)庫的

結(jié)構(gòu)，只需做很少的改動(dòng)?？梢匀≌w數(shù)據(jù)的各種子集用于不同的應(yīng)

用系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用需求改

變或增加時(shí)，只要重新選取不同的子集或加上一部分?jǐn)?shù)據(jù)，便可以滿

足新的需求。

(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯

獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)和二級(jí)映像功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的

物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立

性。

(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的共享，

即多個(gè)用戶可以同時(shí)存

3

取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中同一個(gè)數(shù)據(jù)。為此，

DBMS必須提供統(tǒng)一的

數(shù)據(jù)控制功能，包括數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)、數(shù)據(jù)的完整性檢查、并發(fā)控

制和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。解析

DBMS數(shù)據(jù)控制功能包括四個(gè)方面：數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)：保護(hù)數(shù)據(jù)

以防止不合法的使用造

成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞；數(shù)據(jù)的完整性檢查：將數(shù)據(jù)控制在有效的范

圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間

滿足一定的關(guān)系；并發(fā)控制：對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)，調(diào),

保證并發(fā)操作的正確性；

數(shù)據(jù)庫恢復(fù)：當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生硬件故障、軟件故障，或者由于操作

員的失誤以及故意的破

壞影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟

失時(shí)，能將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)

誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)(亦稱為完整狀態(tài)或一致狀態(tài))。

下面可以得到“什么是

數(shù)據(jù)庫”的一個(gè)定義：數(shù)據(jù)庫是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的大量的

共享的數(shù)據(jù)集合，它可

以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。DBMS

在數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和

維護(hù)時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在

多用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫

時(shí)進(jìn)行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)

使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)

據(jù)的程序?yàn)橹行霓D(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心的新階段。

6.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？

答：

(1)數(shù)據(jù)庫定義功能；

(2)數(shù)據(jù)存取功能；

(3)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理；

(4)數(shù)據(jù)庫的建