電腦計(jì)算機(jī)的組成原理相關(guān)習(xí)題解答素材累積資料

電腦計(jì)算機(jī)的組成原理相關(guān)習(xí)題解答

第一章思考題與習(xí)題

1.什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件

哪個(gè)更重要？

2.如何理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)？

3.說(shuō)明高級(jí)語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的差別和聯(lián)系。

4.如何理解計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)？

5.馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？

6.畫出計(jì)算機(jī)硬件組成框圖，說(shuō)明各部件的作用及計(jì)算機(jī)硬件

的主要技術(shù)指標(biāo)。

7.解釋下列概念：

主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、

存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長(zhǎng)、指令字長(zhǎng)。

8.解釋下列英文代號(hào)：

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、

CPI、FLOPSo

x?lx(yn?)2yn,設(shè)初態(tài)yO=l,要求精度為*試編制求x的解題

程序

9.根據(jù)迭代公式

(指令系統(tǒng)自定)，并結(jié)合所編程序簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)的解題過(guò)程。

10.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論習(xí)題答案

1、答：

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。

硬件即指計(jì)算機(jī)的實(shí)體部分，它由看得見(jiàn)摸的著的各種電子元器

件，各類光電、機(jī)設(shè)備的實(shí)物組成，如主機(jī)、外設(shè)等。

軟件時(shí)看不見(jiàn)摸不著的，由人們事先編制成具有各類特殊功能的

信息組成，用來(lái)充分發(fā)揮硬件功能，提高機(jī)器工作效率，便于人們使

用機(jī)器，指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)工作的程序集合。

軟件和硬件都很重要。

2、答：

從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)來(lái)看，它通常可有五個(gè)以上的不同級(jí)組

成，每一個(gè)上都能進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。由下至上可排序?yàn)椋旱谝患?jí)微程序

機(jī)器級(jí)，微指令由硬件直接執(zhí)行；第二級(jí)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)，用微程序解釋

機(jī)器指令；第三級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)，一般用機(jī)器語(yǔ)言程序解釋作業(yè)控制語(yǔ)

句；第四級(jí)匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，這一級(jí)由匯編程序支持合執(zhí)行；第五級(jí)

高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，采用高級(jí)語(yǔ)言，由各種高級(jí)語(yǔ)言編譯程序支持合執(zhí)

行，還可以有第六級(jí)應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，采用各種面向問(wèn)題的應(yīng)用語(yǔ)言。

3、答：

機(jī)器語(yǔ)言由0、1代碼組成，是機(jī)器能識(shí)別的一種語(yǔ)言。匯編語(yǔ)

言是面向機(jī)器的語(yǔ)言，它由一些特殊的符號(hào)表示指令，高級(jí)語(yǔ)言是面

向用戶的語(yǔ)言，它是一種接近于數(shù)學(xué)的語(yǔ)言，直觀，通用，與具體機(jī)

器無(wú)關(guān)。

4、答：

計(jì)算機(jī)組成是指如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，它包含

了許多對(duì)程序員來(lái)說(shuō)是透明的硬件細(xì)節(jié)。

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所見(jiàn)到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的

屬性，即概念性的結(jié)構(gòu)與功能特性，通常是指用機(jī)器語(yǔ)言編程的程序

員所看到的傳統(tǒng)機(jī)器的屬性，包括指令集、數(shù)據(jù)類型、存儲(chǔ)器尋址技

術(shù)、I/O機(jī)理等等，大都屬于抽象的屬性。

5、答：

特點(diǎn)是：

(1)計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器和輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五

大部件組成(2)指令和數(shù)據(jù)以同等的地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可以

按地址尋訪(3)指令和數(shù)據(jù)均可以用二法制代碼表示(4)指令由

操作碼和地址碼組成，操作碼用來(lái)表示操作的性質(zhì)，地址碼用來(lái)表示

操作數(shù)所在存儲(chǔ)器中的位置

(5)指令在存儲(chǔ)器內(nèi)按順序存放。通常，指令是順序執(zhí)行的，在

特定情況下，可根據(jù)運(yùn)算結(jié)果或根據(jù)設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序

(6)機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送通

過(guò)運(yùn)算器。

6、答：

見(jiàn)下圖

ACCMQCU控制單元IRPCMDR主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)體ALUXACCMAR

I/O

運(yùn)算器用來(lái)完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算的中間結(jié)果暫存再運(yùn)

算器內(nèi)，它內(nèi)部各部分用途如下：

ACC：累加器，用于存放操作數(shù)，如被加數(shù)及和，被減數(shù)及差，

乘積高位、被除數(shù)及系數(shù)等。

MQ：乘商寄存器，用于存放乘數(shù)及乘積地位、商。

X：操作數(shù)寄存器，用于存放加數(shù)、減數(shù)、被乘數(shù)、除數(shù)。ALU：

算邏部件，用來(lái)完成算術(shù)邏輯運(yùn)算。

控制器用來(lái)控制，指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入，運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)

果。它內(nèi)部各部分用途如下：

CU：控制但愿，用來(lái)分析當(dāng)前指令所需完成的操作，并發(fā)出各種

微操作命令序列，用以控制所有被控對(duì)象。

PC：程序計(jì)數(shù)器，用來(lái)存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，而且具有計(jì)

數(shù)功能。IR：指令寄存器，存放當(dāng)前指令。

存儲(chǔ)器：用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序。它內(nèi)部各部分用途如下：MAR：

存放欲訪問(wèn)的存儲(chǔ)但愿和地址。

MDR：存放從存儲(chǔ)體某但愿取出的代碼或者準(zhǔn)備往某存儲(chǔ)單元存

入的代碼。硬件的主要技術(shù)指標(biāo)：

(1)機(jī)器字長(zhǎng)：指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄

存器位數(shù)有關(guān)(2)存儲(chǔ)容量：包括主存容量和輔存容量，存放二進(jìn)

制代碼的總數(shù)=存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)X存

CPU儲(chǔ)字長(zhǎng)

（3）運(yùn)算速度：主頻、Gibson法、MIPS每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令、

CPI執(zhí)行一條指令所需時(shí)鐘周期數(shù)、FLOPS每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)

7、答：

主機(jī)：中央處理器，CPU與主存儲(chǔ)器合起來(lái)稱為主機(jī)。CPU：運(yùn)

算器合控制器合起來(lái)稱為中央處理器。

主存：是存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的一類，用來(lái)存放程序合數(shù)據(jù)，可直接與

CPU交換信息。存儲(chǔ)單元：由若干個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)元件構(gòu)成，是組成

存儲(chǔ)體的單位

存儲(chǔ)（基）元：即存儲(chǔ)元件，是構(gòu)成存儲(chǔ)單元的單位，每個(gè)存儲(chǔ)（基）

元只能寄存一位二進(jìn)制代碼0或1。

存儲(chǔ)字：一個(gè)存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)一串二進(jìn)制代碼，稱這串二進(jìn)制代

碼為一個(gè)存儲(chǔ)字。存儲(chǔ)字長(zhǎng)：存儲(chǔ)字所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼的個(gè)數(shù)稱

為存儲(chǔ)字長(zhǎng)。

存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)X存儲(chǔ)字長(zhǎng)，存儲(chǔ)容量包括主存容量合

輔存容量。機(jī)器字長(zhǎng)：指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU

寄存器位數(shù)有關(guān)。指令字長(zhǎng)：一條指令在計(jì)算機(jī)中用一串二進(jìn)制代

碼表示，此二進(jìn)制代碼的個(gè)數(shù)稱為指令字長(zhǎng)。

8、答：

CPU:centralprocessingunit中央處理器PC:program

counter程序計(jì)數(shù)器

IR:instructionregister指令寄存器CU:controlunit控

制單元

ALU:arithmeticlogicunit算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ACC:

accumulator累加器

MQ:multiplier-quotientregister乘商寄存器X:操作數(shù)寄

存器

MAR:memoryaddressregister存儲(chǔ)器地址寄存器MDR:memory

dataregister存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器I/O:input/outputequipment

輸入與輸出設(shè)備

MIPS:millioninstructionpersecond每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令

CPI:cycleperinstruction執(zhí)行一條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)

FLOPS:floatingpointoperationpersecond每秒浮點(diǎn)運(yùn)算

次數(shù)來(lái)衡量運(yùn)算速度。

9、答：

主要有以下步驟：⑴取X到ACC(2)加1存于ACC

(3)除2存于MQ,又主存單元m(4)取X到ACC

(5)將yl從m中取出，執(zhí)行[m]fX,[ACC]4-[X]fMQ,得x/yn(6)

[MQ1-ACC,執(zhí)行yn+x/yn,BP[ACC]+[X]-ACC(7)除2得結(jié)果于

MQ,又[MQ]fACC,(8)[ACC]-：X]-ACC,然后判斷[ACC]

與￡的大小，若|[ACC]]三￡則到⑼，否則返回(5)

(9)打印H(10)停機(jī)

10、答：

在取指階段從存儲(chǔ)器取出的信息即為指令，在執(zhí)行階段從存儲(chǔ)器

取出的信息為數(shù)據(jù)。

第三章思考題與習(xí)題

1.什么是總線？總線傳輸有何特點(diǎn)？為了減輕總線的負(fù)載，總

線上的部件都應(yīng)具備什么特點(diǎn)？

2.總線如何分類？什么是系統(tǒng)總線？系統(tǒng)總線又分兒類？它們

各有何作用？是單向的還是雙向的？它們與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存

儲(chǔ)單元有何關(guān)系？

3.常用的總線結(jié)構(gòu)有幾種？不同的總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的性能有

什么影響？舉例說(shuō)明。4.為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見(jiàn)的集中

式總線控制有幾種？各有何特點(diǎn)？哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快？哪種方

式對(duì)電路故障最敏感？

5.解釋下列概念：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。6.試比較同步

通信和異步通信。

7.畫圖說(shuō)明異步通信中請(qǐng)求與回答有那幾種互鎖關(guān)系？8.為

什么說(shuō)半同步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)？9.分離

式通信有何特點(diǎn)？主要用于什么系統(tǒng)？

10.為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)？你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪

些？什么叫plugandplay?哪

些總線有這一特點(diǎn)？

11.畫一個(gè)具有雙向傳送功能的總線邏輯圖。

12.設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D、四個(gè)寄存器，要求選用合適

的74系列芯片，完成下

列邏輯設(shè)計(jì)：

(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)D-A、D-B和D-C寄存

器間的傳送；(2)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)下列操作：TO時(shí)刻完成D

f總線；T1時(shí)刻完成總線一A；T2時(shí)刻完成A-總線；T3時(shí)刻

完成總線一B。

第三章系統(tǒng)總線習(xí)題部分答案

1、答：

①總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是個(gè)部件共享的傳輸介

質(zhì)。

②總線傳輸特點(diǎn)：在某一時(shí)刻，只允許有一個(gè)部件向總線發(fā)送

信息，而多個(gè)部件可以同時(shí)從總線上接受相同的信息。

③為減輕總線上的負(fù)載，各種I/O設(shè)備要通過(guò)I/。接口接在總

線上，而且還要通過(guò)三態(tài)門掛在總線上，沒(méi)有數(shù)據(jù)交換時(shí)置成高阻態(tài)。

2、答：

①分類：按數(shù)據(jù)傳輸方式，可分為并行傳輸總線和串行傳輸總線。

按使用范圍，可分為計(jì)算機(jī)總線，控制總線，網(wǎng)絡(luò)通信總線。按連

接部件，可分為片內(nèi)總線，系統(tǒng)總線，通信總線。

②系統(tǒng)總線指CPU,主存，I/O各大部件之間的信息傳輸線，按

系統(tǒng)總線傳輸信息的不同，分為數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。

數(shù)據(jù)總線：用來(lái)傳輸各功能部件之間的數(shù)據(jù)信息，是雙向傳輸總

線，其位數(shù)與機(jī)器字長(zhǎng)，存儲(chǔ)字長(zhǎng)有關(guān)，一般為8位，16位或32位。

地址總線：用來(lái)指出數(shù)據(jù)總線上的源數(shù)據(jù)或目的數(shù)據(jù)在貯存單元

的地址，是單向傳輸?shù)模湮粩?shù)與存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)有關(guān)（幾次尿的關(guān)

系）

控制總線：用來(lái)發(fā)出各種控制信號(hào)的，對(duì)任意控制線，是單向的；

對(duì)與機(jī)器字長(zhǎng)，存儲(chǔ)字長(zhǎng)，存儲(chǔ)單元尢關(guān)系。

3、答：

常用的總線結(jié)構(gòu)有單總線結(jié)構(gòu)，雙總線結(jié)構(gòu)，三總線結(jié)構(gòu)，四總

線結(jié)構(gòu)。

①單總線結(jié)構(gòu)：將CPU,主存，I/O設(shè)備都掛在一組總線上，允

許I/O之間或I/O與主存之間直接交換信息、。因?yàn)樗械膫魉投纪ㄟ^(guò)

這組共享總線，極易形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸，不允許兩個(gè)以上部件在

同一時(shí)刻向總線傳輸信息，必然會(huì)影響系統(tǒng)工作效率的提高，其結(jié)構(gòu)

圖見(jiàn)課本圖3.2ISA.EISA總線是單總線結(jié)構(gòu)

②雙總線結(jié)構(gòu)：雙總線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將速度較低的設(shè)備從總線

上分離出來(lái)，形成主存總線與I/O總線分開(kāi)的結(jié)構(gòu)，見(jiàn)課本圖3.5。

途中通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，CPU將一部分功能下放給通

道，使其對(duì)I/O設(shè)備具有統(tǒng)一管理的功能，系統(tǒng)的吞吐能力可以相當(dāng)

大。如果將不同速率的I/O設(shè)進(jìn)行分類，然后將它們連接在不同的通

道上，將成為總線結(jié)構(gòu)。

③三總線結(jié)構(gòu)：圖3.6：主存總線用于CPU與主存間的傳輸；I/O

總線供CPU與各類I/O之間傳遞信息，DMA總線用于高速外設(shè)（磁盤,

磁帶等）與主存之間直接交換信息。圖3.7:處理器于高速緩沖存儲(chǔ)

器Cache之間怎叫一條局部總線，Cache可以通過(guò)系統(tǒng)總線與主存?zhèn)?/p>

輸信息，I/O與主存之間也不必通過(guò)CPU。還有一條擴(kuò)展總線，可以

支持相當(dāng)多的I/O設(shè)備。

④四總線結(jié)構(gòu)〔見(jiàn)圖3.8）在三總線基礎(chǔ)上，增加一條與計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)機(jī)密相連的高速總線，這種結(jié)構(gòu)對(duì)高速設(shè)備而言，其自身的工作

可以很少依賴處理器，同時(shí)他們又比擴(kuò)展總線上的設(shè)備更貼近處理

器。

4、答：

①如多個(gè)主設(shè)備同時(shí)要使用總線時(shí)，就由總線控制器的判優(yōu)，

仲裁邏輯按一定的優(yōu)先級(jí)順序，確定那個(gè)主設(shè)備能使用總線，只有獲

得總線使用權(quán)的主設(shè)備才能開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。

②常見(jiàn)的集中式總線控制有三種

⑴鏈?zhǔn)讲樵儯浩涮攸c(diǎn)是只需很少幾根線就能按一定優(yōu)先次序?qū)?/p>

現(xiàn)總線控制，并且很容易擴(kuò)充設(shè)備，但對(duì)電路故障很敏感。

⑵計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢：其特點(diǎn)是，計(jì)數(shù)可以從“0”開(kāi)始，此時(shí)設(shè)

備的優(yōu)先次序是固定的，計(jì)數(shù)也可以從終止點(diǎn)開(kāi)始，既是一種循環(huán)方

式，此時(shí)設(shè)備使用總線的優(yōu)先級(jí)相等，計(jì)數(shù)器的初始值還可以由程序

設(shè)置，故優(yōu)先次序可以改變。此外，對(duì)電路故障不如鏈?zhǔn)讲樵兎绞矫?/p>

感，但增加了主控線數(shù)，控制也較復(fù)雜。

⑶獨(dú)立請(qǐng)求方式：其特點(diǎn)是：響應(yīng)速度快，優(yōu)先次序控制靈活

（通過(guò)程序改變），但控制線數(shù)量多，總線控制更復(fù)雜。

③獨(dú)立請(qǐng)求方式響應(yīng)時(shí)間最快，鏈?zhǔn)讲樵儗?duì)電路故障最敏感。

第四章思考題與習(xí)題

1.解釋下列概念主存、輔存、Cache.RAM、SRAM、DRAM、ROM、

PROM、EPROM、EEPROM、CDROM.FlashMemory

2.計(jì)算機(jī)中哪些部件可用于存儲(chǔ)信息，請(qǐng)按其速度、容量和價(jià)

格/位排序說(shuō)明。

3.存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層

次，計(jì)算機(jī)如何管理這些層次？

4.說(shuō)明存取周期和存取時(shí)間的區(qū)別。

5.什么是存儲(chǔ)器的帶寬？若存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存

取周期為200ns，則存儲(chǔ)器的帶寬是多少？

6.某機(jī)字長(zhǎng)為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB,按字編址它的尋址范

圍是多少？若主存以字節(jié)

編址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。

7.一個(gè)容量為16K?32位的存儲(chǔ)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(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？

1K?4位，2K?8位，4K?4位，16K?1位，4K?8位，8K?8位8.試

比較靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAMo

9.什么叫刷新？為什么要刷新？說(shuō)明刷新有幾種方法。10.半

導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？

11.畫出用1024?4位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)容量為64K?8位的存

儲(chǔ)器邏輯框圖。要求將64K

①

分成4個(gè)頁(yè)面，每個(gè)頁(yè)面分16組，指出共需多少片存儲(chǔ)芯片。

12.設(shè)有一個(gè)64K?8位的RAM芯片，試問(wèn)該芯片共有多少個(gè)基本單元

電路（簡(jiǎn)稱存儲(chǔ)基元）？

欲設(shè)計(jì)一種具有上述同樣多存儲(chǔ)基元的芯片，要求對(duì)芯片字長(zhǎng)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(shuō)明有幾種解答。

13.某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4K?4位的RAM芯片組

成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，

試問(wèn)：

（1）該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？

（2）若每個(gè)模塊板為32K?8位，共需幾個(gè)模塊板？（3）每個(gè)

模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？（4）共有多少片RAM?

（5）CPU如何選擇各模塊板？14.設(shè)CPU共有16根地址線，8

根數(shù)據(jù)線，并用MREQ（低電平有效）作訪存控制信號(hào)，RW作讀寫命

令信號(hào)（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲(chǔ)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(chǔ)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）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量；（3）詳細(xì)畫出

片選邏輯。

15.CPU假設(shè)同上題，現(xiàn)有8片8K?8位的RAM芯片與CPU相連，

試回答：

(1)用74138譯碼器畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；(2)寫

出每片RAM的地址范圍；

(3)如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以AOOOH為

起始地址的存儲(chǔ)芯片

都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。

(4)根據(jù)(1)的連接圖，若出現(xiàn)地址線A13與CPU斷線，并搭

接到高電平上，將出

現(xiàn)什么后果？

16.反映主存和外存的速度指標(biāo)有何不同？

17.某機(jī)字長(zhǎng)16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為64K字，若想不改用其

他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪

存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫圖說(shuō)明。

18.什么是“程序訪問(wèn)的局部性”？存儲(chǔ)系統(tǒng)中哪一級(jí)采用了程

序訪問(wèn)的局部性原理？19.計(jì)算機(jī)中設(shè)置Cache的作用是什么？能

不能把Cache的容量擴(kuò)大，最后取代主存，為什

么？

20.Cache做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令Cache和數(shù)據(jù)

Cache分開(kāi)又有什么好處？21.設(shè)某機(jī)主存容量為4MB,Cache容量

為16KB,每字塊有8個(gè)字，每字32位，設(shè)計(jì)一

個(gè)四路組相聯(lián)映象（即Cache每組內(nèi)共有4個(gè)字塊）的Cache

組織，要求：（1）畫出主存地址字段中各段的位數(shù)；

（2）設(shè)Cache的初態(tài)為空，CPU依次從主存第0、1、2、……99

號(hào)單元讀出100個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀8

次，問(wèn)命中率是多少？

（3）若Cache的速度是主存的6倍，試問(wèn)有Cache和無(wú)Cache

相比，速度約提高多少

①

將存儲(chǔ)器分成若干個(gè)容量相等的區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域可看作一個(gè)頁(yè)

面。

倍？

22.簡(jiǎn)要說(shuō)明提高訪存速度可采取那些措施？

23.畫出NR、NRZ、NRZ1、PE、FM寫入數(shù)字串1011001的寫入電

流波形圖。24.以寫入10010110為例，比較調(diào)頻制和改進(jìn)調(diào)頻制的

寫電流波形圖。

25.畫出調(diào)相制記錄01100010的驅(qū)動(dòng)電流、記錄磁通、感應(yīng)電

勢(shì)、同步脈沖及讀出代碼等

幾種波形。

26.磁盤組有六片磁盤，每片有兩個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑22cm,

外徑33cm,道密度為

40道/cm,內(nèi)層密度為400位/cm,轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)/分，問(wèn)：（1）

共有多少存儲(chǔ)面可用？（2）共有多少柱面？

（3）盤組總存儲(chǔ)容量是多少？（4）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？27.某

磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄盤面，每毫米5道，每

道記錄信息12288

字節(jié)，最小磁道直徑為230nlm,共有275道，求：（1）磁盤存

儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量；

（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（3）

磁盤數(shù)據(jù)傳輸率；（4）平均等待時(shí)間。

28.磁表面存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器記錄信息的原理有何不同？

29.試從存儲(chǔ)容量、存取速度、使用壽命和應(yīng)用場(chǎng)合方面比較磁

盤、磁帶和光盤存儲(chǔ)器。30.寫出1100、1101、1110、1111對(duì)應(yīng)的

海明碼。

（1）按配偶原則配置；（2）按配奇原則配置。

31.已知接受到的海明碼（按配偶原則配置）為1100100,1100111,

1100000,1100001,

檢查上述代碼是否出錯(cuò)？第幾位出錯(cuò)？

32.已知接收到下列海明碼，分別寫出它們所對(duì)應(yīng)的欲傳送代碼。

1100000（按偶性配置）；1100010（按偶性配置）；1101001

（按偶性配置）；0011001（按奇性配置）；1000000（按奇性配置）；

1110001（按奇性配置）；

33.欲傳送的二進(jìn)制代碼為1001101,用奇校驗(yàn)來(lái)確定其對(duì)應(yīng)的

海明碼，若在第六位出錯(cuò)，

說(shuō)明它的糾錯(cuò)過(guò)程。

34.為什么海明碼糾錯(cuò)過(guò)程中，新的檢測(cè)位P4P2Pl的狀態(tài)即指

出了編碼中錯(cuò)誤的信息位？35.設(shè)有效信息為1100,試用生成多項(xiàng)

式G(x)=1011,將其編成循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

36.有一個(gè)(7,4)碼,其生成多項(xiàng)式G(x)=x3+x+1,寫出

代碼1001的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

第四章存儲(chǔ)器習(xí)題部分答案

1、答：

主存：與CPU直接交換信息，用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)器。

輔存：主存的后援存儲(chǔ)器，用來(lái)存放當(dāng)前暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù),

不予CPU直接交換信息。

CACHE：為了解決CPU和主存的速度匹配，提高訪存速度的一種

存儲(chǔ)器，它設(shè)在主存與CPU間，起緩沖作用。

RAM：可讀可寫存儲(chǔ)器，是隨機(jī)存取的，在程序執(zhí)行過(guò)程中既可

讀出也可寫入，而且存取時(shí)間與存儲(chǔ)單元所在位置無(wú)關(guān)。

SRAM：靜態(tài)RAM,以觸發(fā)器原理寄存信息。DRAM：動(dòng)態(tài)RAM,以

電容充放電原理寄存信息。

ROM：只能對(duì)其存儲(chǔ)的內(nèi)容讀出，而不能對(duì)其寫入的只讀存儲(chǔ)器。

PROM：可實(shí)現(xiàn)一次性編程的只讀存儲(chǔ)器。

EPROM：可擦洗可編程的只讀存儲(chǔ)器，用紫外線照射進(jìn)行擦寫。

EEPROM：用電氣方法進(jìn)行擦寫的可擦洗可編程的只讀存儲(chǔ)器。

CDROM：只讀型光盤，此中光盤內(nèi)數(shù)據(jù)程序由廠家事先寫入，用

戶只能讀出，不能修改或?qū)懭胄碌膬?nèi)容。

FlashMemory：快擦型存儲(chǔ)器，是性能價(jià)格比號(hào)，可靠性高的可

擦寫非易失型存儲(chǔ)器。

2、答：

計(jì)算機(jī)中有以下部件可以存儲(chǔ)信息：寄存器、緩存、主存、磁盤、

磁帶等。速度上：寄存器〉緩存》主存〉磁盤》磁帶容量上：寄存器〈

緩存〈主存〈磁盤〈磁帶價(jià)格/位：寄存器＞緩存》主存〉磁盤》磁帶

3、答：

（1）存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在：緩存一主存和主存一緩存這

兩個(gè)存儲(chǔ)層次上。（2）從CPU的角度來(lái)看，緩存一主存這一層次的

速度接近于緩存，高于主存，其容量和位價(jià)卻接近于主存。從主存一

緩存這一層次，其速度接近于主存，容量接近輔存，平均位價(jià)也接近

于輔存，從而解決了速度、容量、成本這三者間的矛盾。

（3）主存與緩存之間的數(shù)據(jù)調(diào)動(dòng)是由硬件自動(dòng)完成的，CPU不能

直接訪問(wèn)輔存，輔存只能與主存交換數(shù)據(jù)，他們之間的信息調(diào)動(dòng)均由

硬件和操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4、答：

存取周期：是指存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作（如連續(xù)

兩次讀操作）所需的最小間隔時(shí)間。

存取時(shí)間：是指啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作（讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮魉?/p>

需的全部時(shí)間。由概念可知，這兩個(gè)概念是有很大區(qū)別的，通常存

取周期大于存取時(shí)間。

5、答:

(1)存儲(chǔ)器帶寬：每秒從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量。(2)帶

寬=32bit/200ns=160M位/秒

7、答：

因?yàn)槿萘繛?6K義32,所以需地址線14根，數(shù)據(jù)線32根，總和

是46根。

需要128片1KX4,32片2K義8,32片4KX4,32片16KX1,16

片4KX8,8片8KX8

8、答：

靜態(tài)RAM是觸發(fā)器存儲(chǔ)信息，因此即使信息讀出后，它仍保持其

原狀態(tài)，不需要在城，但電源掉電時(shí)，原存信息丟失。動(dòng)態(tài)RAM靠電

容存儲(chǔ)電荷的原理來(lái)寄存信息，即使電源不掉電，信息也會(huì)自動(dòng)消失。

動(dòng)態(tài)RAM的優(yōu)點(diǎn)：

①在同樣大小的芯片中，動(dòng)態(tài)RAM的集成度遠(yuǎn)高于靜態(tài)RAM,如

動(dòng)態(tài)RAM的基本單元電路為一個(gè)MOS管，靜態(tài)RAM的基本單元電路為

六個(gè)MOS管；②動(dòng)態(tài)RAM行、累地址按先后順序輸送，減少了芯片

引腳，封裝尺寸也減少；③動(dòng)態(tài)RAM的功耗僅為靜態(tài)RAM的1/6；

動(dòng)態(tài)RAM的價(jià)格僅為靜態(tài)RAM的1/4

動(dòng)態(tài)RAM的缺點(diǎn)：

①由于使用動(dòng)態(tài)元件，因此他的速度比靜態(tài)RAM低；②動(dòng)態(tài)RAM

需要再生，故需配置再生電路，也需要消耗一部分功率。

15、答：

(1)見(jiàn)下圖

(2)第一片OOOOH~1FFFH,第二片2000H~3FFFH,??,第八片

EOOOH^FFFFH(3)說(shuō)明譯碼器有誤，第六根線的輸出始終是0。

24、答：

見(jiàn)下圖

30、答：

配奇：1010100,0111101,1111110,0010111配偶：0111100,

1010101,0010110,1111111

31、答：

1100100第6位錯(cuò),1100111第7位錯(cuò)，1100000第3位錯(cuò)，1100001

第4位錯(cuò)

32、答：

1100000欲傳送代碼是1000,1100010欲傳送代碼是0110,

1101001欲傳送代碼是0001,0011001欲傳送代碼是1000,1000000

欲傳送代碼是0010,1110001欲傳送代碼是1001

35、答：

1101100

36、答：

1001110

第五章思考題與習(xí)題1.2.3.4.5.6.7.8.

I/。有哪些編址方式？各有何特點(diǎn)？

簡(jiǎn)要說(shuō)明CPU與I/O之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？它們

分別用于什么場(chǎng)合？I/O與主機(jī)交換信息時(shí)，共有哪幾種控制方式？

簡(jiǎn)述它們的特點(diǎn)。

試比較程序查詢方式、程序中斷方式和DMA方式對(duì)CPU工作效率

的影響。圖形顯示和圖像顯不有何區(qū)別？

字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器，各有何

作用？試比較針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)。

某計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符

信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位檢驗(yàn)位和一位停止位。

若要求每秒鐘傳送480個(gè)字符，那么該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率為多少？

什么是多媒體技術(shù)？簡(jiǎn)要說(shuō)明研制多媒體計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。

什么是I/O接口？為什么要設(shè)置I/O接口？I/O接口如何分類？簡(jiǎn)

述I/O接口的功能和基本組成。

結(jié)合程序查詢方式的接口電路，說(shuō)明其工作過(guò)程。說(shuō)明中斷向

量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。

在什么條件下，I/O設(shè)備可以向CPU提出中斷請(qǐng)求？什么是中斷

允許觸發(fā)器？它有何作用？

在什么條件和什么時(shí)間，CPU可以響應(yīng)I/O的中斷請(qǐng)求？

某系統(tǒng)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣處理，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，CPU就

要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲(chǔ)器的緩沖區(qū)中，該中斷處理

需P秒。此外，緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)N個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就要將其取出進(jìn)行

處理，這個(gè)處理需Q秒。試問(wèn)該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請(qǐng)

求？

試用鍵盤設(shè)備為例，結(jié)合中斷接口電路，說(shuō)明其工作過(guò)程。

在程序中斷方式中，磁盤申請(qǐng)中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)。當(dāng)打印

機(jī)正在進(jìn)行打印時(shí).，磁盤申請(qǐng)中斷請(qǐng)求。試問(wèn)是否要將打印機(jī)輸出停

下來(lái)，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行？為什么？

試比較單重中斷和多重中斷服務(wù)程序的處理流程，說(shuō)明他們不同

的原因。DMA方式有何特點(diǎn)？什么樣的I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息時(shí)

采用DMA方式，舉例說(shuō)明。CPU對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間

是否一樣？為什么？結(jié)合DMA接口電路說(shuō)明其工作過(guò)程。

DMA的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流

程有何不同，畫圖說(shuō)明。

假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是40K次/秒，而相應(yīng)的

中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40us,試問(wèn)該外設(shè)是否可用程序中斷

方式與主機(jī)交換信息，為什么？

設(shè)磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，分8個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1K

字節(jié)，主存與磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位（即每次傳送16位）。

假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是25ns,是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束

時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？

試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和DMA三種方式的綜

合性能。（1）數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件：（2）傳送數(shù)據(jù)BJ基

本單位：（3）并行性；（4）主動(dòng)性；（5）傳輸速度；（6）

經(jīng)濟(jì)性；（7）應(yīng)用對(duì)象。

解釋周期挪用，分析周期挪用可能會(huì)出現(xiàn)的幾種情況。試從五

個(gè)方面比較程序中斷和DMA方式有何區(qū)別。什么是多重中斷？實(shí)現(xiàn)

多重中斷的必要條件是什么？

9.10.11.12.13.14.15.16.17.

18.19.

20.21.22.23.24.25.26.

27.

28.29.30.

第五章輸入輸出系統(tǒng)習(xí)題部分答案

1、答：

I/O的編制方式有兩種：統(tǒng)一編址和不統(tǒng)一編址。統(tǒng)一編址就是

將I/O地址看作是存儲(chǔ)器地址的一部分。不統(tǒng)一編址就是將I/O地址

和存儲(chǔ)器地址分開(kāi)，所有對(duì)I/O的訪問(wèn)必須有專用的I/O指令。統(tǒng)一

編址占用了存儲(chǔ)空間，減少了主存容量，但無(wú)需專用的I/O指令。不

統(tǒng)一編址由于不占用主存空間，所以不影響主存容量，但是需要設(shè)置

I/O專用指令。

2、答：

CPU與I/O之間傳遞信息可以采用以下3種聯(lián)絡(luò)方式。第一種是

立即響應(yīng)方式，它適用于一些工作速度十分緩慢的I/O設(shè)備。第二種

是異步工作采用應(yīng)答信號(hào)聯(lián)絡(luò)，這種方式適用于I/O設(shè)備與主機(jī)工作

速度不匹配時(shí)的情況。第三種是同步工作采用同步時(shí)標(biāo)聯(lián)絡(luò)，這種方

式用于I/O設(shè)備與CPU的工作速度完全同步。

3、答：

(1)程序查詢方式。特點(diǎn)是主機(jī)與I/O串行工作，CPU啟動(dòng)I/O

后，時(shí)刻查詢I/O是否準(zhǔn)備好，若設(shè)備準(zhǔn)備就緒，CPU便轉(zhuǎn)入處理I/O

與主機(jī)間傳送信息的程序；若設(shè)備沒(méi)有準(zhǔn)備就緒，則CPU反復(fù)查詢，

踏步等待，直到I/O準(zhǔn)備就緒為止，這種方式CPU效率很低。

(2)程序中斷方式。特點(diǎn)為主機(jī)與I/O并行工作。CPU啟動(dòng)I/O

后，不必時(shí)刻查詢I/O是否準(zhǔn)備好，而是繼續(xù)執(zhí)行程序，當(dāng)I/O準(zhǔn)備

就緒時(shí)，向CPU發(fā)出中斷信號(hào)，CPU在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候相應(yīng)I/O的中斷請(qǐng)

求，暫?，F(xiàn)行的程序?yàn)镮/O服務(wù)，此方式消除了踏步現(xiàn)象，提高了

CPU的效率。

(3)DMA方式。其特點(diǎn)是主機(jī)與1/()并行工作，主存和I/O之間

有一條直接數(shù)據(jù)通路，CPU啟動(dòng)I/O后，不必查詢I/O是否準(zhǔn)備好，

當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出DMA請(qǐng)求，此時(shí)CPU不直接參與I/O和主存

間的信息交換，只是把外部總線的使用權(quán)暫時(shí)交付DMA,仍然可以完

成自身內(nèi)部的操作，所以不必中斷現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存取周期

訪存，CPU效率更高。

(4)通道方式，通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，CPU把部分

權(quán)力下放給通道，由它實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備的同意管理和外圍設(shè)備與內(nèi)存

之間的數(shù)據(jù)交換，大大提高了CPU的效率，但是它是以花費(fèi)更多的硬

件為代價(jià)的。

(5)I/O處理機(jī)方式。他是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，CPU將I/O

的操作以及外圍設(shè)備的管理全部給I/O處理機(jī)，其實(shí)質(zhì)是多機(jī)系統(tǒng)，

因而效率有很大的提高。

4、答:

程序查詢方式要求CPU時(shí)刻查詢1/(),直到I/O準(zhǔn)備好為止，這

種方式CPU工作效率很低。程序中斷方式比程序中斷方式提高了CPU

的工作效率，消除了“踏步”現(xiàn)象。DMS方式中CPU的工作效率是這

三種之中最高的一個(gè)。CPU啟動(dòng)I/O后，不必查詢I/O是否準(zhǔn)備好，

當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒后，發(fā)出DMA請(qǐng)求，此時(shí)CPU不直接參與I/O和主存

間的信息交換，只是把外部總線的使用權(quán)暫時(shí)交付DMA,仍然可以完

成自身內(nèi)部的操作，所以不必中斷現(xiàn)行程序，只需暫停一個(gè)存取周期

訪存，CPU效率更高。

5、答：

圖形顯示器是用點(diǎn)、線、面組合而成的平面或立體圖形。并可以

做平移、比例變化、旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)變換、投影變換、透視變換、透視投

影、軸側(cè)投影、單點(diǎn)透視、兩點(diǎn)或三點(diǎn)透視以及隱線處理等操作°主

要用于CAD和CAM等。圖形顯示器所顯示的圖形是由計(jì)算機(jī)用一定的

算法形成的點(diǎn)、線、面、陰影等，它來(lái)自主觀世界，因此又稱主觀圖

像或叫做計(jì)算機(jī)圖像。圖像顯示器所顯示的圖像通常來(lái)自客觀世界，

故又稱客觀圖像。圖像顯示器是把由計(jì)算機(jī)處理后的圖像，以點(diǎn)陣列

的形式顯示出來(lái)。

6、答：

(i)緩沖存儲(chǔ)器做為顯示存儲(chǔ)器，存放欲顯示的字符的ASH碼,

其容量與顯示屏能顯示的字符個(gè)數(shù)有關(guān)，每個(gè)字符所在存儲(chǔ)單元的地

址與字符所在熒光屏上的位置一一對(duì)應(yīng)。

(2)只讀存儲(chǔ)器做為字符發(fā)生器，將ASH碼轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M光點(diǎn)矩

陣信息ROM的個(gè)數(shù)與顯示器所能顯示的字符種類有關(guān)。

7、答：

針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)都配有一個(gè)字符發(fā)生器，

它們的共同特點(diǎn)是都能將字符編碼信息變?yōu)辄c(diǎn)陣信息，不同的是這些

點(diǎn)陣信息的控制對(duì)象不同。點(diǎn)陣針式打印機(jī)的字符點(diǎn)陣用于控制打印

機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路；激光打印機(jī)的字符點(diǎn)陣脈沖信號(hào)用于控制激光束；噴

墨打印機(jī)的字符點(diǎn)陣信息控制墨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡。

此外，點(diǎn)陣針式打印機(jī)是屬于擊打式打印機(jī)，可以逐字打印也可

以逐行打印，噴墨打印機(jī)只能逐字打印，激光打印機(jī)數(shù)據(jù)頁(yè)式輸出設(shè)

備，后兩種都屬于非擊打式打印機(jī)。

不同種類的打印機(jī)其性能和價(jià)格差別很大，用戶可以根據(jù)不同的

需要合理選用。要求印字質(zhì)量高的場(chǎng)合可以選用激光打印機(jī)；要求價(jià)

格便宜的或是只需要具有文字處理功能的個(gè)人用計(jì)算機(jī)，可配置串行

點(diǎn)陣針式打印機(jī)；要求處理的信息量很大，速度要求快，應(yīng)該配置行

式打印機(jī)或是高速激光打印機(jī)。

8、答：

數(shù)據(jù)傳送速率為480X(1+7+1+1)=4800位/秒

9、答：

多媒體技術(shù)是指強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)與聲音、活動(dòng)圖像和文字相結(jié)合的技

術(shù)。多媒體技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有：視撅和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓

縮技術(shù)、多媒體專用芯片、大容量存儲(chǔ)器、適用于多媒體技術(shù)的軟件。

第六章思考題與習(xí)題

1.最少用幾位二進(jìn)制數(shù)即可表示任一五位長(zhǎng)的十進(jìn)制正整數(shù)？

2.已知X=0.ala2a3a4a5a6（ai為0或1）,討論下列幾種情況時(shí)

ai各取何值。（1）X>

1（2）X281412

（3）

3.設(shè)x為整數(shù)，［x］補(bǔ)=1,X1X2X