計(jì)算機(jī)組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課后答案

1、1.1 概述數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了哪幾個(gè)代？各代的基本特征是什么？略。2 你學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)后，準(zhǔn)備做哪方面的應(yīng)用？略。3 試舉一個(gè)你所熟悉的計(jì)算機(jī)應(yīng)用例子。略。1.4 計(jì)算機(jī)通常有哪些分類(lèi)方法？你比較了解的有哪些類(lèi)型的計(jì)算機(jī)？略。1 .5 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有哪些？答：機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、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(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度等。6 什么是機(jī)器字長(zhǎng)？它對(duì)計(jì)算機(jī)性能有哪些影響？答：指 CPU 次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。它影響著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，硬件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等。1 .7 什么是存儲(chǔ)容量？什么是主存？什么是輔存？答：存儲(chǔ)容量指的是

2、存儲(chǔ)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 CPU 能夠通過(guò)地址線直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器。如內(nèi)存等。輔存指的是 CPU 不能直接訪問(wèn)，必須通過(guò)I/O 接口和地址變換等方法才能訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，如硬盤(pán)， u 盤(pán)等。8 根據(jù)下列題目的描述，找出最匹配的詞或短語(yǔ)，每個(gè)詞或短語(yǔ)只能使用一次。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(pán)和鼠標(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(cè)試和控制其他部件的功能。計(jì)算機(jī)的一個(gè)組成部分，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(chǔ)器和I/O 設(shè)備做什么的部件。嵌入在其他設(shè)備中的計(jì)算

3、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。在一個(gè)芯片中集成幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)個(gè)晶體管的工藝。管理計(jì)算機(jī)中的資源以便程序在其中運(yùn)行的程序。將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序。將指令從助記符號(hào)的形式翻譯成二進(jìn)制碼的程序。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(yǔ)：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(tái)式機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)9、主存儲(chǔ)器10 、VLSI答：(1) 8,(2)3, (3)9,( 4)6,(5)2,(6) 10,(7)5, (8)4,( 9)1 , (10)7計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些部分組成？硬件由哪些構(gòu)成？答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和

4、軟件系統(tǒng)組成。硬件由控制器、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件構(gòu)成1.9 馮?諾伊曼Von Neumann計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？略。110 計(jì)算機(jī)硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？略。11 計(jì)算機(jī)軟件包括哪幾類(lèi)？說(shuō)明它們的用途。略。12 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)的分層理由及各層的功能。略。1.13 通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，你對(duì)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(hào)和模擬信號(hào)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V（硅二極管約為0.7V ，鍺二極管約

5、為0.2V ）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Vi0，且 V i 死區(qū)電壓Vr 三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)輸入電壓 Vi 增大，基極電流IB、 集電極電流IC 隨之增大，輸入電壓VCE = Vcc IcRc 不斷下降，當(dāng)VCE 降到 0.7V 以下時(shí)，發(fā)射結(jié)仍正向偏置，集電結(jié)則由反向偏置轉(zhuǎn)為正向偏置，此時(shí)三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。4 雙極型邏輯門(mén)和單極型邏輯分別是怎樣形成的？它們各有何特點(diǎn)？略?2.5 實(shí)現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有哪幾種邏輯門(mén)？答：與，或，非。6 分析圖 2 41 所示的邏輯電路圖，寫(xiě)出表達(dá)式并進(jìn)行化簡(jiǎn)。F二AB（b） F=AD+C + BD2.7 請(qǐng)用代數(shù)化

6、簡(jiǎn)法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。（1）F 二 AB B C Be A B2答：F=ABACBC(2) F = AD AD AB AC BD ACEF BEF DEFG答：F =ACBDBEF8 分析圖 2 42 所示的邏輯電路，列出真值表，說(shuō)明其邏輯功能。ABC圖2 42習(xí)題2.8圖圖2 43習(xí)題2.9圖2.8答:A1A0Xo XiX2 X3XoX1X2X3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，列出真值表，說(shuō)明其邏輯功能。 答：ABC0 0 00 0 1F1F20 1 0000 1 1101 0 01001101010 131100 11111 1圖

7、 2- 43 曰是 個(gè)一位全加器， A, B 為加數(shù)和被加數(shù)， C 為低位進(jìn)位 ，F(xiàn)1 為和， F2 為產(chǎn)生的進(jìn)位。( 圖中有錯(cuò)誤，第4 個(gè)與門(mén)的輸入少了A )10 請(qǐng)用卡諾圖法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。F 二 AB ABD AC BCDF = AC AB BCD BCE CDE答： ( 1) F =Ac AB(2)F=ABBDCEAC11 簡(jiǎn)述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。略：12 用與非門(mén)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)的組合邏輯電路。F(A, B,C,D) 八 m(0,2,6,7,10,13,14,15) ；F ( 代 B,C,D) = ? m(2,4,5,6,7,10) 亠二 ( 0,3,8,15) 。

8、答: (1)F = ABCD ABCD ABC D ABCD ABCD ABCD ABC D ABCDBC CD ABD ABD=BCCDABD ABD圖略。(2)F =ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ：! (ABC D ABCD ABC D - ABCD )=AC AB BCD= AC ABBC D圖略。13 用一位全加器組成 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。414 請(qǐng)畫(huà)出 74LS273 的典型用法的接線圖。2.15什么是三態(tài)門(mén)？一般應(yīng)用在什么場(chǎng)合？略2.16計(jì)算機(jī)中常用的寄存器有哪些？請(qǐng)說(shuō)明如何使用? 略2.17請(qǐng)說(shuō)明 74LS299的功

9、能及使用方法。略2.18請(qǐng)說(shuō)明 74LS161的功能及使用方法。略習(xí)題 3移碼（ 8 位）11111111100000000111111100000000補(bǔ)碼（ 8 位）01111111000000001111111110000000對(duì)應(yīng)的真值+ 1270- 1128編碼對(duì)應(yīng)的+255+ 128+ 1270無(wú)符號(hào)數(shù)值1 求下列各數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：(1) ( 267 .3)8(2)( BD . C) 16( 3) ( 1011011 . 101 ) 2答： .(1 ) 183.375 ,(2)189.75 ,(3 ) 91.6253.2 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)取四

10、位二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)):( 1)-282 . 75( 2) 123. 46( 3) -115/512( 4) 44. 9375答： 2.序號(hào)十進(jìn)制十八進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制(1)-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6(2)123.467B.71111011.0111173.34(3)-115/512-0.3980.001110011-0.16353. 3 寫(xiě)出下列各數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼，機(jī)器數(shù)長(zhǎng)度為8 位：(1)0( 2) -127( 3) -0.5( 4) -19/128( 5) 100( 6) 23/64序號(hào)真值原碼補(bǔ)碼反碼00000000000000000000000

11、0010000000111111110.00000000.00000000.00000001.00000001.1111111(2) 1271111111110000001100000000.51.10000001.10000001.011111119/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.01011103. 4寫(xiě)出下列各機(jī)器數(shù)的二進(jìn)制真值X:54.7444.93752C.F101100.1111(1)X補(bǔ) =0.1001( 2)X 補(bǔ)=1.1001( 3)

12、 X原=0.1101( 4) X 原=1.1101(5)X反 =0.1011( 6)X 反=1.1011( 7) 兇移=0,1001( 8) X移 =1,1001(9)X補(bǔ) =1,0000000( 10)X 反=1,0000000( 11) X 原=1,0000000(12 ) 兇 移=1,0000000攵.=1 .(1)0.1001(7)- 0111(2)-0. 0111(8) +1001(3)+0.1101(9)-10000000(4)-0.1101(10)- 01111111(5)+0.1011(11)- 00000000(6)-0.0100(12)000000003. 5 設(shè)某機(jī)器數(shù)字

13、長(zhǎng)為 8 位，有兩個(gè)數(shù)的16 進(jìn)制表示形式為 9CH 和 FFH ，問(wèn)：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值是多少？無(wú)符號(hào)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。答 :數(shù)9CH ( 10011100 )FFH ( 11111111)無(wú)符號(hào)整數(shù)156255原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-28-127原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)/o-3-4-5-7-(2 +2 +2 ) = 0.21875-(1-2 )補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-100-16補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)，亠? 1-2- 5-2-7-(2 +2 +2 )=-0.7832

14、5反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)-99-0移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)281273.6 假設(shè)某規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)表示形式為Mo .Mi Mn, 選擇正確的答案寫(xiě)在橫線上：(1) _若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿(mǎn)足 _ 。2 若尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，則尾數(shù)必須滿(mǎn)足_。A.M0=0B .M0=1C.M1 =0D .M1=1E.M 0.M 1=0.0F.M 0.M 1=1.1G.Mo. M 1=0.1 或 M 0.M 1=1.0H .M0.M 1=1.0答：(1) D ;( 2) G3.7 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于_ 的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的表示精度取決于_ 的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)取決于_ ,_ 在浮點(diǎn)數(shù)的表示中是隱含規(guī)定的。A.數(shù)符B

15、.階符C .尾數(shù)D .階碼E.階碼的底答：D, C, A, E3.8 設(shè)一浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長(zhǎng)12 位，階碼 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：已知 X=-25/64 , Y=2.875 ，求數(shù)據(jù) X、 Y 的規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)形式。(2) 已知 Z 的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F4H ，則求 Z 的十進(jìn)制真值。答：(1)X= 0.11001 X 2-1 , X 浮= 1.11001 X2011111X 浮=0,11111 1.110012 100010Y=0.10111X 2 , Y 浮 =0.10111 X 2 Y 浮=1,00010

16、0.10111, 、 100111Z 浮= 0.10100 X 2 Z= 809 設(shè)一機(jī)器數(shù)字長(zhǎng) 16 位，求下列各機(jī)器數(shù)的表示范圍：無(wú)符號(hào)整數(shù)；(2)原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；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(xiě)出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù))；(6)上述浮點(diǎn)格式的規(guī)格化浮點(diǎn)表示范圍( 要求寫(xiě)出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最7小正數(shù))。6 答：機(jī)器字長(zhǎng) 16 位，下列各術(shù)的表示范圍(1)無(wú)符號(hào)整數(shù)02 -1(2)原碼定點(diǎn)整數(shù)-(2345678910111213(3)補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)14 15-1)

17、? +2 15- 1- 215? +215 -1(4)補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)/c-151?+12、 ( 6)階碼八位，移碼表示，尾數(shù)8 位，補(bǔ)碼表示最大數(shù)最小數(shù)最大負(fù)數(shù)最小正數(shù)非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)A.輸入碼答： C。(1-2 -7)X 2+127-1X 2+ 1272-7 X 2-128-2 -7X 2-128(1-2 -7 ) X 2+127-1X2+1270.5 X 2-128-(0.5 + 2-7 ) X 2-128B.字模碼C.機(jī)內(nèi)碼16 若下面的奇偶校驗(yàn)碼均正確，請(qǐng)指出哪些是奇校驗(yàn)碼，哪些是偶校驗(yàn)碼。（ 1） 10110110（ 2）01111110（ 3） 11011000（ 4） 1

18、0100001答：奇校驗(yàn)碼： （1 ）、（4）; 偶校驗(yàn)碼： （2）, （3）。3. 17 在 7 位的 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）校驗(yàn)碼。假設(shè)字符“A 的這樣的奇（偶）校驗(yàn)碼為41H ，則它是（ 1） ;字符 C”的這樣的（ 1 ）是（ 2）。(1)：A.奇校驗(yàn)碼B.偶校驗(yàn)碼(2)：A. 43HB. 87HC. C3HD. 86H答：（ 1） B; ( 2)C。310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)+ 36 .75(2)-35/256答：11求下列各 IEEE754 單精度浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制真值：(1

19、) 43990000H( 2)00000000H答： (1) x=(-1)x (1.0011001) X2135-127=(100110000 )2=(304)10(2) X=(-1)0X (1.0000000)X 20-127=(2 -127 ) 1。12 在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼？它們各自有什么作用？略。13 漢字庫(kù)中存放的是漢字的哪一種編碼？漢字庫(kù)的容量如何計(jì)算？答：漢字庫(kù)中存放的是漢字字模碼。漢字庫(kù)的容量可按下列：存儲(chǔ)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)。3.14在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個(gè)包含了100 個(gè)漢字的漢字庫(kù)，假設(shè)采用16X 16的漢字字形，問(wèn)：該漢字庫(kù)

20、所占存儲(chǔ)容量是多少字節(jié)？一篇由50 個(gè)漢字構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲(chǔ)容量來(lái)存儲(chǔ)其純文本？答： 16X 2 X 100 = 3200 字節(jié)； 2 X 50= 100 字節(jié)。3.15漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對(duì)于某個(gè)漢字來(lái)說(shuō)，是_ 惟一的。83. 18 對(duì)于3.6.2 節(jié)所介紹的k-8 , r=4 的能糾錯(cuò)位的海明碼，若編碼為 100110111100 ,試判斷該海明碼是否有誤，若有，請(qǐng)糾正，并寫(xiě)出其8 位正確的有效信息。答： 100001113.19 試設(shè)計(jì)有效信息為10 位的能糾錯(cuò)一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫(xiě)出有效信息 0110111001 的海明碼。答： k=10 ,r=4 的海明

21、碼的排列如下：編碼：H 14H 13 H12H11 H10H9H8H7H6H 5H4H:H2H1D10D9D8D7 D6D5P4D4D3D 2P3D1P2P1P4= D10 二 D9二D8 二 D7二 D6 二 D5P3= D10 二 D9二D8 二 D4二 D3 二 D2P2= D10 二 D7二D6 二 D4二 D3 二 D1P1=D9二 D7二 D5二 D4二 D2二 D1譯碼：S4=P4 二D10 二D9 二 D8 二 D7二 D6 二 D5S3=P3 二D10 二D9 二 D8 二 D4二 D3 二 D2S2=P2 二D10 二D7 二 D6 二 D4二 D3 二 D1S1=P1二

22、D9二 D7二 D5二 D4二 D2二 D1指誤字： S4 S3S2S1效信息0110111001的海明碼 ：3.20 在節(jié)所介紹有效信息為8 位的能糾錯(cuò)一位的海明碼基礎(chǔ)上，思考如何改進(jìn)，使其能夠達(dá)到檢錯(cuò)兩位并能糾錯(cuò)一位的校驗(yàn)?zāi)芰Α４穑郝?設(shè)生成多項(xiàng)式為X +X+1 （即 1011B ），請(qǐng)計(jì)算有效數(shù)據(jù)10101 的 CRC 編碼。答： 1010101013.21 試分析 3.3 節(jié)介紹的三種奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和CRC 校驗(yàn)三種校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力，它們的碼距各為多少？答：奇偶校驗(yàn)碼只能檢錯(cuò)，可檢單個(gè)、奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，碼距=2;海明校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。CRC 校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。3.22 在 Motor

23、ola 系列的微處理器中，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的規(guī)則是高位字節(jié)存放在低地址單元的，對(duì)照?qǐng)D 3.10 寫(xiě)出各數(shù)據(jù)在這種情況下的存儲(chǔ)方式。略習(xí)題 43 .23 設(shè) X=0.1101 ,Y= -0.0110 , 求：9( 1)X 補(bǔ)( 2)-X 補(bǔ)( 3)2X補(bǔ)( 4)-2X 補(bǔ)( 5)X/2 補(bǔ)( 6)-X/2 補(bǔ)( 7)Y補(bǔ)( 8)-Y 補(bǔ)( 9)2Y 補(bǔ)( 10)-2Y 補(bǔ)( 11) Y/2 補(bǔ)( 12)-Y/2 補(bǔ)(13) -Y/4 補(bǔ)1. (1)X補(bǔ)=0.1101( 2)-X 補(bǔ)=1.0011( 3)2X 補(bǔ)=1.1010溢出( 4)-2X 補(bǔ)=0.0110溢出( 5)X/2 補(bǔ) =0.0110

24、( 6)-X/2 補(bǔ)=1.1001( 7)Y補(bǔ) =1.1010( 8)-Y補(bǔ) =0.0110( 9)2Y補(bǔ) =1.0100( 10)-2Y 補(bǔ) =0.1100( 11)Y/2 補(bǔ) =1.1101( 12)-Y/2 補(bǔ)=0.0010(13)-Y/4 補(bǔ)=0.00013 .24 已知 X 和 Y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y 和 X-Y，并指岀運(yùn)算結(jié)果是否溢岀:X=0.11011 , Y=0.11111X=-0.1101 , Y=0.0110答： .( 1)X+Y 補(bǔ)： 溢岀X Y補(bǔ) =1.11100X+Y 補(bǔ)=1.1001 X Y補(bǔ)： 溢岀3 .25 試使用兩個(gè) 4 位二進(jìn)制加法器和若干邏輯門(mén)電路，設(shè)計(jì)

25、一位余 3 碼編碼的十進(jìn)制加法器。( 提示：余 3 碼加法的校正規(guī)則為：當(dāng)余 3 碼編碼的兩個(gè)數(shù)直接相加后，若結(jié)果有進(jìn)位 ,則和數(shù)加 3 校正；否則和數(shù)減3 校正 )圖在 word 下不好畫(huà)：略：104.4 使用原碼一位乘法計(jì)算X*Y :X=0.11101 , Y=0.01111X=-0.10011 , Y=0.11010答： ( 1) X*Y 原 =0.0110110011: X*Y 原 =1.01111011104.5 使用補(bǔ)碼 Booth 乘法計(jì)算 X*Y :X=0.01111 , Y=-0.11101X=-0.10011 , Y=-0.11010答： ( 1) X*Y 補(bǔ) =1.100

26、1001101: X*Y 補(bǔ) =0.01111011104.6 分別使用原碼恢復(fù)余數(shù)除法和原碼加減交替除法計(jì)算X/Y :X=0.0111 , Y=0.1101X=0.1011 , Y=-0.1110答： ( 1)原碼恢復(fù)余數(shù)除法：Qs 原=0.1000 ;R原=0.0000100011原碼加減交替除法：Qs 原=0.1000;R 原=0.00001000（2） 原碼恢復(fù)余數(shù)除法：Qs 原=1.1100 ;R原=0.00001000原碼加減交替除法 ：Qs 原=1.1100 ;R原=0.000010004.7 使用補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)除法計(jì)算X/Y :(7)X=0.0111 ，Y=0.1101(8)X

27、=0.1011 ，Y=-0.1110答：( 1)Qs 補(bǔ) =0.1001;R補(bǔ) =0.00001110(2) Qs 補(bǔ) =1.0011 ;R補(bǔ) =0.000011004.8 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5 位，尾數(shù) 6 位，均用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X+Y 和 X-Y 。（階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼計(jì)算）。(9)X= - 1.625 ，Y=5.25( 10) X=15/64 ， Y= - 29/256答： (1) X= - 0.11010111X 2, 丫 =0.10101 X 2:X + Y 補(bǔ) =0,00100.11101; X+Y=0.11101X 20010:X - Y 補(bǔ) =0,00111.00101;

28、 X-Y= - 0.11011X 20011X= - 0.1111 X 2- 0010 , Y=0.11101 X 2- 0011:X + Y 補(bǔ)=1,1101 X 0.11111; X+Y=0.11111X 2-0011 Y補(bǔ) =1,11110.10110;X-Y=0.10110-0001X 24.9 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5 位，用移碼表示，尾數(shù)6 位，用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X*Y 和 X/Y（階碼用移碼計(jì)算，尾數(shù)用任何一種機(jī)器數(shù)的串行乘除算法計(jì)算）。(11)X=5.25 ，Y= - 1.625(12)X= -29/256 ， Y=15/64答：) X X Y 浮=1,01001.01111;

29、X*Y= - 0.10001 X 20100（ 1:X/Y 浮 =1,00101.00111;X/Y= -0.11001X 20010( 2) X X Y 浮=0,10111.00101;X*Y= -0.11011X 2-0101X/Y 浮1.00001;-0001X/Y= -0.11111X 2=0,11113 .26假設(shè)浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算時(shí)，尾數(shù)采用變形補(bǔ)碼（模4 補(bǔ)碼）進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果形式為MS1 MS2 .M1 Mn，選擇正確的答案寫(xiě)在橫線上:1） 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿(mǎn)足_ 條件時(shí)，結(jié)果需要左規(guī)；2） 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿(mǎn)足_ 條件時(shí)，結(jié)果需要右規(guī)（ 1 次）；（3） 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式

30、滿(mǎn)足條件時(shí)，結(jié)果不需要規(guī)格化；A.M S1M S2.M1=00.0B .D . M S1 M S2.M 1 =01.1E.G. M S1 M S2 .M 1=11.0H.答：( 1) A, H(2)D,E,F3 . 27 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的溢岀判取決于斷，M S1M M S1M M S1MBS2.M 1=00.1S2.M 1=10.0S2.M 1=11.1。C. M S1 M S2.M 1=01.0F . M S1 M S2.M 1=10.112A ?尾數(shù)是否上溢B ?尾數(shù)是否下溢C. 階碼是否上溢D ?階碼是否下溢答： C3 ?28 設(shè)X補(bǔ)=Xo .Xi Xn,X 必須滿(mǎn)足 _ 條件時(shí)， X 左移

31、一位求 2X 時(shí)，才不會(huì)發(fā)生溢出。oioioioi=1.OA ? X.X =O.OB ?X.X =1.1C ? X.X =O.1D . X.X答：A,B3 .29 設(shè)機(jī)器字長(zhǎng) 8 位，若機(jī)器數(shù) DAH 為補(bǔ)碼，則算術(shù)左移一位后為_(kāi)，算術(shù)右移一位后為 _。B4HB . B5HC . F4HD . 6DHE . EDH 答：A,E3 .30 在計(jì)算機(jī)內(nèi)，減法一般用_ 來(lái)實(shí)現(xiàn)。A. 二進(jìn)制減法器B . 十進(jìn)制減法器C. 二進(jìn)制加法器D . 十進(jìn)制加法器答： C31 設(shè)某運(yùn)算器由一個(gè)加法器藝、兩個(gè)暫存器A 和 B （ D 型邊沿寄存器）、一個(gè)狀態(tài)寄存器、一個(gè)二選一多路選擇器構(gòu)成，如圖4.29所示。加法

32、器具有F=A 、F=B和F=A+B 這 3種功能； A、B 均可接收加法器的輸岀，A 還可以接收外部輸入數(shù)據(jù)Do問(wèn)：(1)描述外部數(shù)據(jù)D 傳送到暫存器 B 的過(guò)程，寫(xiě)出發(fā)送的信號(hào)序列。(2)如何實(shí)現(xiàn)操作A+B f A 和 A+B f B ?寫(xiě)岀發(fā)送的信號(hào)序列。(3)可以實(shí)現(xiàn)操作D+Af A 和 D+B fB 嗎？如果可以，請(qǐng)寫(xiě)岀發(fā)送的信號(hào)序列。(4)若 A、B 均為鎖存器（電平觸發(fā)的寄存器），那么實(shí)現(xiàn)操作A+B f A 和 A+B f B 時(shí)有問(wèn)題嗎？為什么？4.29 習(xí)題 4.15 圖示答： （ 1） 傳送過(guò)程： D A ，A ? E Bo13控制信號(hào) ： S=0 （選 D） , CPA,

33、A E ,F=A,S=1 （選 X ）2） AE,BE,F=A+B,S= 1（選E）,CPA A ? E ,B E ,F=A+B,CPB（ 3）S=0 （選 D）,CPA, A ? E ,B E ,F=A+B,S= 1 （選 E ）, CPA S=0 （選 D）,CPA, A 一E ,B E ,F=A+B,CPB4） 結(jié)果不對(duì)。加法器會(huì)多次運(yùn)算。3 .32 如果將例 4.12 中的兩條指令修改如下，試寫(xiě)岀運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOVAL ,7FHADDAL ,80H答：（ AL ） =FFH ;ZF=0 : 因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0 : 因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒(méi)產(chǎn)生進(jìn)位，OF

34、=0 : 因?yàn)?C1 ? C=0 , 表明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒(méi)溢岀，SF=1 : 因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為1,PF=1 : 結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)，所以PF=1 。3 .33 如果將例 4.12 中的兩條指令修改如下，試寫(xiě)岀運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位,并分析各標(biāo)志的意義。MOV AL ，7FHSUBAL， 1答：（ AL ） =7EH ;ZF=0 : 因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0 : 因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒(méi)產(chǎn)生借位，OF=0 : 因?yàn)?C1 ? G=0 , 表明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒(méi)溢岀,SF=0 : 因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為0,PF=0 : 結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)，所以PF=0 。第五章5.1 說(shuō)明主存

35、儲(chǔ)器的組成，并比較 SRAM 和 DRAM 有什么不同之處？為什么DRAM 的地址一般要分兩次接收？略。5.2 有一個(gè) 64K X 16 位的存儲(chǔ)器，由16K X 1 位的 DRAM 芯片（芯片內(nèi)是128X128 結(jié) 構(gòu)）構(gòu)成，存儲(chǔ)器讀 /寫(xiě)周期為 500ns , 問(wèn)：（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(guò)2ms , 則刷新信號(hào)周期是多少?（3）如果用集中刷新方式，存儲(chǔ)器刷新一遍最少用多少時(shí)間？答：（ 1） 64;142 ） 15.625 微秒3） 64 微秒5.3 某機(jī)字長(zhǎng) 16 位， CPU 地址總線 18 位，數(shù)據(jù)總線16 位，存儲(chǔ)器按字編址，C

36、PU 的 控制信號(hào)線有： MREQ （存儲(chǔ)器訪問(wèn)請(qǐng)求，低電平有效）， R/W# （讀寫(xiě)控制，低電平為寫(xiě)信 號(hào)，高電平為讀信號(hào)）。試問(wèn)：（1） 該機(jī)可以配備的最大主存容量為_(kāi) 。（2） 該機(jī)主存采用64K X 1bit 的 DRAM 芯片（內(nèi)部為4 個(gè) 128 X 128 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2ms, 則刷新信號(hào)的周期為 _ 。（3） 若為該機(jī)配備2KX 16 位的 Cache ，每塊 8 字節(jié)，采用2 路組相聯(lián)映象，試寫(xiě)出對(duì)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, 則該地址可映象到 Cache 的哪一組？（4

37、） 已知該機(jī)已有8KX 16 位的 ROM 存儲(chǔ)器，地址處于主存的最高端；現(xiàn)在再用若干個(gè)16K X 8 位的 SRAM 芯片形成 128K X 16 位的 RAM 存儲(chǔ)區(qū)域，起始地址為00000H ,假設(shè) SRAM芯片有 CS# （片選，低電平有效）和WE# （寫(xiě)使能，低電平有效）信號(hào)控制端；試寫(xiě)出RAM 、ROM 的地址范圍，并畫(huà)出SRAM 、ROM 與 CPU 的連接圖，請(qǐng)標(biāo)明SRAM 芯片個(gè)數(shù)、譯碼器的輸入輸出線、地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接。答： （ 1 ） 256KW2 ） 64, 15.625 微秒高位字塊標(biāo)記 （8 位） 組地址 （8 位 ） 塊內(nèi)地址 （2 位 :（4）略5.

38、4 設(shè)有一個(gè) 4 體交叉存儲(chǔ)器，在使用時(shí)經(jīng)常遇到連續(xù)訪問(wèn)同一個(gè)存儲(chǔ)體的情況，會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？答：存儲(chǔ)器帶寬降低。5.5 某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache 、主存和用于虛擬存儲(chǔ)的磁盤(pán)組成。CPU 總是從Cache 中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問(wèn)的字在Cache 中，則存取它只需要20ns , 將所訪問(wèn)的字從主存裝入 Cache 需要 60ns , 而將它從磁盤(pán)裝入主存則需要1200 七。假定 Cache 的命中率為90% ，主存的命中率為60% ，計(jì)算該系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)字的平均存取時(shí)間。答： 48.0098 七5.6 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

39、次，已知 cache 的存儲(chǔ)周期為40ns , 主存的存儲(chǔ)周期為240ns 。求 cache/ 主存系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間？答： e=3900/4000=97.5%Ta=45ns5.7 某處理器包含一片內(nèi)Cache ，容量為 8K 字節(jié)，且采用4 路組相聯(lián)結(jié)構(gòu)，塊的大15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4 個(gè)字到 Cache ，假定主存容量為 16M 字節(jié)。請(qǐng)說(shuō)明：（1） Cache 共分多少組？（2） 寫(xiě)出主存的字節(jié)地址的格式，并說(shuō)明地址格式中的不同字段的作用和位數(shù)；答： 128 組;（2）高位字塊標(biāo)記 （ 13 位 ）組地址（7塊內(nèi)地址 （4 位）

40、位）5.8 計(jì)算機(jī)主存容量為 256K字， Cache 為 8K 字。主存與Cache 之間按組相聯(lián)映射， Cache 的每組有 4 個(gè)行，每行有64 個(gè)字。假設(shè)開(kāi)始時(shí) Cache 為空， CPU 按順序從主存地址為 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?gòu)?Cache 中把需要的字讀出送CPU的方法），然后又重復(fù)執(zhí)行20 次。設(shè) Cache 存取時(shí)間為主存的1/10 。替換使用 LRU 算法，請(qǐng)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？答：約 4.965 倍5.9 簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的含義和作用。略。習(xí)

41、題六6.1指令包括哪幾部分？各表示什么含意？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(jiǎn)述指令操作碼的擴(kuò)展技術(shù)的基本方法。略。6.4某機(jī)器字長(zhǎng)16 位，采用單字長(zhǎng)指令，每個(gè)地址碼6 位。試采用操作碼擴(kuò)展技術(shù) ,設(shè)計(jì) 14條二地址指令， 80 條一地址指令，60 條零地址指令。請(qǐng)給出指令編碼示意圖。1.（7 分）14 條雙地址指令 :操作碼（ 4 位）地址碼 A1（6 位） 地址碼 A2（ 6操作碼 ：000000 ?位）00110180 條單地址指令：操作碼（ 10 位）地址碼 A（ 6 位）操作碼 :1110 XXXXXX（ 64 條中可選擇前

42、63 條）1111 XXXXXX （ 64 條中可選擇前17 條）60 條零地址指令 :操作碼（ 16 位）操作碼 ：1111111111xxxxxx （ 64 條中選擇 60 個(gè)編碼即可）其他編碼方案，只要符合16操作碼擴(kuò)展技術(shù)都可以6.5什么是指令字長(zhǎng)？什么是機(jī)器字長(zhǎng)？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(qǐng)說(shuō)明間接尋址和直接尋址的不同。略。6.8簡(jiǎn)述變址尋址和基址尋址的主要區(qū)別。略。6.9單項(xiàng)選擇題（1）寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)在（）中。程序計(jì)算器B. 堆棧 C. 寄存器 D. 主存答： D（2）堆棧常用于（）。A.數(shù)據(jù)移位 B.程序轉(zhuǎn)移C. 保護(hù)程序現(xiàn)場(chǎng)D.

43、輸入、輸出答： C3） 單地址指令中，為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(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(duì)某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱(chēng)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17（5）指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(chǔ)程序和程序控制C.縮短指令長(zhǎng)度、擴(kuò)大尋址空間、提高編程的靈活性。D.降低指令譯碼的難度。答： C（6）指令尋址和數(shù)據(jù)尋址的不同在于（）。A.前者是訪問(wèn)存儲(chǔ)器，后者是訪問(wèn)寄存器。B.前者是確定程序轉(zhuǎn)移地址，后者取操作數(shù)。C.前者是

44、確定程序順序執(zhí)行，后者是取操作數(shù)地址。D.前者是短指令，后者是長(zhǎng)指令。答： C（ 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.變址寄存器的內(nèi)容加上基址寄存器的內(nèi)容答： C（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，后者指令條數(shù)多。B.前者執(zhí)行速度慢，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(jiǎn)單，后者指令功能復(fù)雜。18答：A,D10 某機(jī) 16 位字長(zhǎng)指令格式如下 :OPMD5位3位8位其中： D 是形式地址

45、，采用補(bǔ)碼表示（包括一位符號(hào)位）；是尋址方式M=0 立即尋址；M=1 直接尋址（這時(shí)D 為地址，是無(wú)符號(hào)數(shù)）；M=2 間接尋址；M=3 變址尋址（變址寄存器RI， 16 位）；M=4 基址尋址（基址寄存器Rb,16 位）；M=5 相對(duì)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)范圍是多少？2） 寫(xiě)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)能訪問(wèn)的最大主存空間范圍是多少？答：（1） 32,0 ? 2552） 直接尋址 ：EA = D間接尋址 ：EA= （D）變址尋址 ：EA= （RI） +D19基址尋址 ：EA= （ Rb ） +D相對(duì)尋址 ：EA= （PC

46、 ）+D3） 直接尋址 ：0? 255間接尋址 :0? 255 （設(shè)存儲(chǔ)器長(zhǎng)度為8 位，且只能取一個(gè)字節(jié) ）變址尋址： 0? 16K-1基址尋址 :016K-1相對(duì)尋址 ：當(dāng)前指令地址的128+1276.11一個(gè)較完整的指令系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些類(lèi)型的指令？6.12假設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)是相對(duì)偏移量，用補(bǔ)碼表示。若當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H ,且 CPU 每取出一個(gè)字節(jié)指令便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行（PC +1 PC 操作。請(qǐng)問(wèn)當(dāng)轉(zhuǎn)移地址分別為 0006H 和 0025H 時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容是什么？答： EBH, 0AH.6.13 某

47、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(zhǎng)等于機(jī)器字長(zhǎng)，機(jī)器字長(zhǎng)為32 位，請(qǐng)回答：（1）若主存可直接尋址或間接尋址，采用“寄存器- 存儲(chǔ)器”型指令，能尋址最大存儲(chǔ)空間是多少？畫(huà)出指令格式并說(shuō)明各字段的含意。2）若采用通用寄存器作基址寄存器， 則“寄存器 - 存儲(chǔ)器”型指令的指令格式是怎樣尋址最大存儲(chǔ)空間是多少？答 ：（ 1）2 19操作碼（6尋址方式（ 3 位）寄存器（4 位） 地址 A（19 位）位）操作碼 （6尋址方式（ 3 位）寄存器 （4地址 A（19 位）位）位）6. 14 什么叫堆棧？它的操作特點(diǎn)是什么？堆棧主要用在

48、哪里? 略。(2)322206.15 簡(jiǎn)述 RISC 的主要優(yōu)缺點(diǎn)。略6.16 設(shè)某機(jī)寄存器字長(zhǎng)16 位，用 16 進(jìn)制表示，已知：變址寄存器內(nèi)容為0004H ,PC 的內(nèi)容為0003H ，內(nèi)存中部分單元內(nèi)容如下：地址：內(nèi)容地址：內(nèi)容0002H: 000AH0007H: 000AH0003H: 0002H0008H: 0002H0004H: 0007H0009H: 0003H0005H: 0004H000AH: 0009H0006H: 0005H000BH: 0008H指令為雙字長(zhǎng)指令，格式如下：操作碼，尋址方式碼，寄存器號(hào)（16 位）直接地址 /間接地址 /立即數(shù) /相對(duì)位移量 /形式地址

49、（16位）若尋址方式操作數(shù)直接間接立即變址答： OOOAH, 0009H,0007H, 0008H習(xí)題 8簡(jiǎn)述外設(shè)的編址方式，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。略當(dāng)控制器執(zhí)行訪存指令和 I/O 指令時(shí)，發(fā)出的讀寫(xiě)控制信號(hào)有何不同？答：訪存指令發(fā)出存儲(chǔ)器請(qǐng)求信號(hào)或存儲(chǔ)器讀寫(xiě)信號(hào)，訪 I/O 指令發(fā)出 I/O 請(qǐng)求信號(hào)?；?I/O 讀寫(xiě)信號(hào)。為何要在 CPU 和外設(shè)之間設(shè)置一個(gè)接口？簡(jiǎn)述接口的功能和組成。略主機(jī)和外設(shè)交換信息的方式有哪幾種？簡(jiǎn)述各自的工作原理和特點(diǎn)。略5.CPU 與外設(shè)接口交換信息的方式有以下幾種，其中下， 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；C 用于高速、大批量的數(shù)據(jù)傳送，并由硬件實(shí)現(xiàn)。A.程序查詢(xún)方式B.程序中斷方式21DMA 方式并行傳送串行傳送答： A , B ,C程序中斷方式與 DMA 方式有何異同 ？略何謂中斷？簡(jiǎn)述中斷的全部過(guò)程。略簡(jiǎn)要說(shuō)明中斷請(qǐng)求線的幾種傳送方式，并對(duì)比它們的優(yōu)缺點(diǎn)。略什么是中斷屏蔽字？簡(jiǎn)述中斷屏蔽技術(shù)的作用。略. 什么是中斷嵌套？它解決了什么問(wèn)題？如何才能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套？略中斷源可以分為哪幾類(lèi)？各自有何特點(diǎn)？略. 有哪幾種中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)方法？比較它