新書習(xí)題答案

PAGE261．1概述數(shù)字計算機的發(fā)展經(jīng)過了哪幾個代？各代的基本特征是什么？略。1．2你學(xué)習(xí)計算機知識后，準(zhǔn)備做哪方面的應(yīng)用？略。1．3試舉一個你所熟悉的計算機應(yīng)用例子。略。1．4計算機通常有哪些分類方法？你比較了解的有哪些類型的計算機？略。1．5計算機硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有哪些？答：機器字長、存儲容量、運算速度、可配置外設(shè)等。答：計算機硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有：機器字長、存儲容量、運算速度等。1．6什么是機器字長？它對計算機性能有哪些影響？答：指CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。它影響著計算機的運算速度，硬件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等。1．7什么是存儲容量？什么是主存？什么是輔存？答：存儲容量指的是存儲器可以存放數(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CPU能夠通過地址線直接訪問的存儲器。如內(nèi)存等。輔存指的是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)下列題目的描述，找出最匹配的詞或短語，每個詞或短語只能使用一次。（1）為個人使用而設(shè)計的計算機，通常有圖形顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)。（2）計算機中的核心部件，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）計算機的一個組成部分，運行態(tài)的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)置于其中。（4）處理器中根據(jù)程序的指令指示運算器、存儲器和I/O設(shè)備做什么的部件。（5）嵌入在其他設(shè)備中的計算機，運行設(shè)計好的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。（6）在一個芯片中集成幾十萬到上百萬個晶體管的工藝。（7）管理計算機中的資源以便程序在其中運行的程序。（8）將高級語言翻譯成機器語言的程序。（9）將指令從助記符號的形式翻譯成二進制碼的程序。（10）計算機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、機器指令8、臺式機或個人計算機9、主存儲器10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7計算機系統(tǒng)有哪些部分組成？硬件由哪些構(gòu)成？答：計算機系統(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VonNeumann計算機的主要設(shè)計思想是什么？略。1．10計算機硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？略。1．11計算機軟件包括哪幾類？說明它們的用途。略。1．12簡述計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)的分層理由及各層的功能。略。1．13通過計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，你對計算機系統(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？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Vr（硅二極管約為0.7V，鍺二極管約為0.2V）2．3三極管何時處于截止?fàn)顟B(tài)，何時處于飽和狀態(tài)？答：當(dāng)輸入電壓Vi>0，且Vi<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，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，此時三極管進入飽和狀態(tài)。2．4雙極型邏輯門和單極型邏輯分別是怎樣形成的？它們各有何特點？略.2．5實現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本運算有哪幾種邏輯門？答：與，或，非。2．6分析圖2－41所示的邏輯電路圖，寫出表達(dá)式并進行化簡。答：（a）(b)F=AD+C+2．7請用代數(shù)化簡法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡式。（1）答：（2）答：2．8分析圖2－42所示的邏輯電路，列出真值表，說明其邏輯功能。2.8答：A1A0X0X1X2X300XXXXX001XXXXX110XXXXX211XXXXX3圖2－42是一個四選一電路2．9分析圖2－43所示的邏輯電路圖，列出真值表，說明其邏輯功能。答：ABCF1F20000000110010100110110010101011100111111圖2－43是一個一位全加器，A,B為加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進位,F1為和，F(xiàn)2為產(chǎn)生的進位。（圖中有錯誤，第4個與門的輸入少了）2．10請用卡諾圖法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡式。（1）（2）答：（1）（2）=2．11簡述組合邏輯電路的設(shè)計過程。略：2．12用與非門設(shè)計實現(xiàn)下列函數(shù)的組合邏輯電路。（1）；（2）。答：(1)＝=圖略。(2)==圖略。2．13用一位全加器組成4位并行進位加法器，其并行進位電路應(yīng)該如何實現(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計算機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求下列各數(shù)的十進制數(shù)值：（1）（267．3）8（2）（BD．C）16（3）（1011011．101）2答：.(1)183.375，(2)189.75，(3)91.625將下列十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制、八進制和十六進制數(shù)據(jù)（小數(shù)取四位二進制有效數(shù)據(jù)）：（1）-282．75（2）123．46（3）-115/512（4）44．9375答：2.序號十進制十六進制二進制八進制-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6123.467B.71111011.0111173.34(3)-115/512-0.388－0.001110011-0.163(4)44.93752C.F101100.111154.74寫出下列各數(shù)的原碼、反碼和補碼，機器數(shù)長度為8位：（1）0（2）-127（3）-0.5（4）-19/128（5）100（6）23/64序號真值原碼補碼反碼(1)000000000000000000000000010000000111111110.00000000.00000000.00000001.00000001.1111111(2)－127111111111000000110000000(3)－0.51.10000001.10000001.0111111(4)－19/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.0101110寫出下列各機器數(shù)的二進制真值X：（1）[X]補=0.1001（2）[X]補=1.1001（3）[X]原=0.1101（4）[X]原=1.1101（5）[X]反=0.1011（6）[X]反=1.1011（7）[X]移=0,1001（8）[X]移=1,1001（9）[X]補=1,0000000（10）[X]反=1,0000000（11）[X]原=1,0000000（12）[X]移=1,0000000答：(1)+1001(7)-0111(2)-0111(8)＋1001(3)+1101(9)-10000000(4)-1101(10)-01111111(5)+1011(11)-00000000(6)-0100(12)00000000設(shè)某機器數(shù)字長為8位，有兩個數(shù)的16進制表示形式為9CH和FFH，問：若它們分別表示為下列格式的機器數(shù)時，其對應(yīng)的十進制真值是多少？無符號整數(shù)；原碼表示的定點整數(shù)；原碼表示的定點小數(shù)；補碼表示的定點整數(shù)；補碼表示的定點小數(shù)；反碼表示的定點整數(shù)；移碼表示的定點整數(shù)。答：數(shù)9CHFFH無符號整數(shù)156255原碼表示的定點整數(shù)-12-127原碼表示的定點小數(shù)-(2-4+2-5)-(1-2-7補碼表示的定點整數(shù)-116-1補碼表示的定點小數(shù)-(2-1+2-2+2-3+2-5)=0.90625-2-7反碼表示的定點整數(shù)-115-0移碼表示的定點整數(shù)12127假設(shè)某規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)表示形式為M0.M1……Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿足。(2)若尾數(shù)用補碼表示，則尾數(shù)必須滿足。A．M0=0 B．M0=1 C．M1=0 D．M1=1E．M0.M1=0.0 F．M0.M1=1.1 G．M0.M1=0.1或 M0.M1=1.0 H．M0.M1=1.0答：（1）D；（2）G 浮點數(shù)的表示范圍取決于的位數(shù)，浮點數(shù)的表示精度取決于的位數(shù)，浮點數(shù)的正負(fù)取決于，在浮點數(shù)的表示中是隱含規(guī)定的。A．?dāng)?shù)符 B．階符 C．尾數(shù) D．階碼 E．階碼的底答：D,C,A,E設(shè)一浮點數(shù)格式為：字長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：(1)已知X=-25/64，Y=2.875，求數(shù)據(jù)X、Y的規(guī)格化的浮點數(shù)形式。(2)已知Z的浮點數(shù)以十六進制表示為9F4H，則求Z的十進制真值。答：X=－0.11001×2-1,[X]?。?.11001×2011111[X]?。?,111111.11001Y=0.10111×22,[Y]浮＝0.10111×2100010[Y]?。?,000100.10111（2）[Z]浮=－0.10100×2100111Z=－80設(shè)一機器數(shù)字長16位，求下列各機器數(shù)的表示范圍：無符號整數(shù)；原碼表示的定點整數(shù)；補碼表示的定點整數(shù)；補碼表示的定點小數(shù)；非規(guī)格化浮點表示，格式為：階碼8位，用移碼表示，尾數(shù)8位，用補碼表示（要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù)）；上述浮點格式的規(guī)格化浮點表示范圍（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(2)原碼定點整數(shù)－(215-1)~+215－1(3)補碼定點整數(shù)－215~+215－1(4)補碼定點小數(shù)－1~+1－2-15(5)、(6)階碼八位，移碼表示，尾數(shù)8位，補碼表示最大數(shù)最小數(shù)最大負(fù)數(shù)最小正數(shù)非規(guī)格化浮點數(shù)(1-2-7)×2+127-1×2+127-2-7×2-1282-7×規(guī)格化浮點數(shù)(1-2-7)×2+127-1×2+127-0.5＋2-7)×2-1280.5×將下列十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為IEEE754單精度浮點數(shù)格式：（1）＋36．75 （2）－35/256 答： +36.75=42130000H-35/256=BE0B0000H求下列各IEEE754單精度浮點數(shù)的十進制真值：（1）43990000H （2）00000000H答：(1)X=(-1)0×(1.0011001)×2135-127=(100110000)2=(304)10(2)X=(-1)0×(1.0000000)×20-127=(2-127)10在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼？它們各自有什么作用？略。漢字庫中存放的是漢字的哪一種編碼？漢字庫的容量如何計算？答：漢字庫中存放的是漢字字模碼。漢字庫的容量可按下列：存儲每個漢字字模點陣所需的字節(jié)數(shù)×漢字?jǐn)?shù)×點陣方法數(shù)。在一個應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個包含了100個漢字的漢字庫，假設(shè)采用16×16的漢字字形，問：該漢字庫所占存儲容量是多少字節(jié)？一篇由50個漢字構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲容量來存儲其純文本？答：16×2×100＝3200字節(jié)；2×50＝100字節(jié)。漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對于某個漢字來說，是惟一的。A.輸入碼B.字模碼C.機內(nèi)碼 答：C。若下面的奇偶校驗碼均正確，請指出哪些是奇校驗碼，哪些是偶校驗碼。10110110（2）01111110（3）11011000（4）10100001答：奇校驗碼：（1）、（4）；偶校驗碼：（2），（3）。在7位的ASCII碼的最高位前面添加一位奇（偶）校驗位后，即可構(gòu)成8位的ASCII碼的奇（偶）校驗碼。假設(shè)字符“A”的這樣的奇（偶）校驗碼為41H，則它是（1）；字符“C”的這樣的（1）是（2）。（1）：A.奇校驗碼B.偶校驗碼（2）：A.43HB.87HC.C3H D.86H答：（1）B;（2）C。對于3.6.2節(jié)所介紹的k=8，r=4的能糾錯一位的海明碼，若編碼為100110111100，試判斷該海明碼是否有誤，若有，請糾正，并寫出其8位正確的有效信息。答：10000111試設(shè)計有效信息為10位的能糾錯一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫出有效信息0110111001的海明碼。答：k=10，r=4的海明碼的排列如下：編碼:H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1D10D9D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1P4=D10D9D8D7D6D5P3=D10D9D8D4D3D2P2=D10D7D6D4D3D1P1=D9D7D5D4D2D1譯碼:S4=P4D10D9D8D7D6D5S3=P3D10D9D8D4D3D2S2=P2D10D7D6D4D3D1S1=P1D9D7D5D4D2D1指誤字：S4S3S2S1效信息0110111001的海明碼:01101101001110在3.6.2節(jié)所介紹有效信息為8位的能糾錯一位的海明碼基礎(chǔ)上，思考如何改進，使其能夠達(dá)到檢錯兩位并能糾錯一位的校驗?zāi)芰?。答：略設(shè)生成多項式為X3+X+1（即1011B），請計算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼。答：101010101試分析3.3節(jié)介紹的三種奇偶校驗、海明校驗和CRC校驗三種校驗碼的檢錯糾錯能力，它們的碼距各為多少？答：奇偶校驗碼只能檢錯，可檢單個、奇數(shù)個錯，碼距＝２；海明校驗可以糾一位錯。CRC校驗可以糾一位錯。在Motorola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，對照圖3.10寫出各數(shù)據(jù)在這種情況下的存儲方式。略習(xí)題4設(shè)X=0.1101，Y=-0.0110，求：（1）[X]補 （2）[-X]補 （3）[2X]補 （4）[-2X]補（5）[X/2]補 （6）[-X/2]補 （7）[Y]補 （8）[-Y]補（9）[2Y]補 （10）[-2Y]補 （11）[Y/2]補 （12）[-Y/2]補（13）[-Y/4]補1.（1）[X]補= 0.1101（2）[-X]補=1.0011（3）[2X]補=0.1010溢出（4）[-2X]補=1.0110溢出（5）[X/2]補=0.0110（6）[-X/2]補=1.1001（7）[Y]補=1.1010 （8）[-Y]補=0.0110 （9）[2Y]補=1.0100 （10）[-2Y]補=0.1100 （11）[Y/2]補=1.1101 （12）[-Y/2]補=0.0010 (13)[-Y/4]補=0.0001已知X和Y，用變形補碼計算X+Y和X-Y，并指出運算結(jié)果是否溢出：X=0.11011，Y=0.11111X=-0.1101，Y=0.0110答：. （1）[X+Y]補：溢出 [X－Y]補=1.11100 （２）[X+Y]補=1.1001 [X－Y]補：溢出試使用兩個4位二進制加法器和若干邏輯門電路，設(shè)計一位余3碼編碼的十進制加法器。（提示：余3碼加法的校正規(guī)則為：當(dāng)余3碼編碼的兩個數(shù)直接相加后，若結(jié)果有進位，則和數(shù)加3校正；否則和數(shù)減3校正）圖在ｗｏｒｄ下不好畫：略：使用原碼一位乘法計算X*Y：X=0.11101，Y=0.01111(2)X=-0.10011，Y=0.11010答：（１）［X*Y］原＝0.0110110011（２）［X*Y］原＝1.0111101110使用補碼Booth乘法計算X*Y：X=0.01111，Y=-0.11101(2)X=-0.10011，Y=-0.11010答：（１）［X*Y］補＝1.1001001101（２）［X*Y］補＝0.0111101110分別使用原碼恢復(fù)余數(shù)除法和原碼加減交替除法計算X/Y：X=0.0111，Y=0.1101(2)X=0.1011，Y=-0.1110答：（１）原碼恢復(fù)余數(shù)除法:[Qs]原=0.1000;[R]原=0.00001000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=0.00001000使用補碼不恢復(fù)余數(shù)除法計算X/Y：X=0.0111，Y=0.1101(2)X=0.1011，Y=-0.1110答：（１）[Qs]補=0.1001;[R]補=0.00001110（２）[Qs]補=1.0011;[R]補=0.00001100設(shè)浮點數(shù)的格式為：階碼5位，尾數(shù)6位，均用補碼表示，請計算X+Y和X-Y。（階碼和尾數(shù)均用補碼計算）。X=-1.625，Y=5.25(2)X=15/64，Y=-29/256答：（１）［X＋Y］補＝0,00100.11101;X+Y=0.11101×20010［X－Y］補＝0,00111.00101;X-Y=－0.11011×20011（２）［X＋Y］補＝1,11010.11111;X+Y=0.11111×2-0011［X－Y］補＝1,11110.10110;X-Y=0.101102-0001設(shè)浮點數(shù)的格式為：階碼5位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用補碼表示，請計算X*Y和X/Y（階碼用移碼計算，尾數(shù)用任何一種機器數(shù)的串行乘除算法計算）。X=5.25，Y=-1.625(2)X=-29/256，Y=15/64答：（１）［X×Y］浮=1,01001.01111;X*Y=－0.10001×20100［X/Y］浮=1,00101.00111;X/Y=－0.11001×20010（２）［X×Y］浮=0,10111.00101;X*Y=－0.11011×2-0101［X/Y］浮=0,11111.00001;X/Y=－0.11111×2-0001假設(shè)浮點數(shù)加減運算時，尾數(shù)采用變形補碼（模4補碼）進行運算，運算結(jié)果形式為：MS1MS2.M1……Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：若尾數(shù)運算結(jié)果形式滿足條件時，結(jié)果需要左規(guī)；若尾數(shù)運算結(jié)果形式滿足條件時，結(jié)果需要右規(guī)（1次）；若尾數(shù)運算結(jié)果形式滿足條件時，結(jié)果不需要規(guī)格化；A．MS1MS2.M1=00.0 B．MS1MS2.M1=00.1 C．MS1MS2.M1=D．MS1MS2.M1=01.1 E．MS1MS2.M1=10.0 F．MS1MS2.M1=G．MS1MS2.M1=11.0 H．MS1MS2.M1=11.1答：（１）A,H（２）D,E,F（３）B浮點數(shù)運算的溢出判斷，取決于。A．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：C設(shè)[X]補=X0.X1……Xn，X必須滿足條件時，X左移一位求2X時，才不會發(fā)生溢出。A．X0.X1=0.0 B．X0.X1=1.1 C．X0.X1=0.1 D．X0.X1=1.0 答：A,B設(shè)機器字長8位，若機器數(shù)DAH為補碼，則算術(shù)左移一位后為，算術(shù)右移一位后為。A．B4H B．B5H C．F4H D．6DH E．EDH答：A,E在計算機內(nèi)，減法一般用來實現(xiàn)。A．二進制減法器 B．十進制減法器 C．二進制加法器 D．十進制加法器答：C設(shè)某運算器由一個加法器Σ、兩個暫存器A和B（D型邊沿寄存器）、一個狀態(tài)寄存器、一個二選一多路選擇器構(gòu)成，如圖4.29所示。加法器具有F=A、F=B和F=A+B這3種功能；A、B均可接收加法器的輸出，A還可以接收外部輸入數(shù)據(jù)D。問：描述外部數(shù)據(jù)D傳送到暫存器B的過程，寫出發(fā)送的信號序列。如何實現(xiàn)操作A+B→A和A+B→B？寫出發(fā)送的信號序列?？梢詫崿F(xiàn)操作D+A→A和D+B→B嗎？如果可以，請寫出發(fā)送的信號序列。若A、B均為鎖存器（電平觸發(fā)的寄存器），那么實現(xiàn)操作A+B→A和A+B→B時有問題嗎？為什么？4.29習(xí)題4.15圖示答：（１）傳送過程：ＤＡ，Ａ∑Ｂ。控制信號：Ｓ＝0（選Ｄ），CPA,A∑,F=A,S=1(選∑)（２）A∑,B∑,F=A+B,S=１(選∑)，CPAA∑,B∑,F=A+B,CPB（３）S=0(選D),CPA,A∑,B∑,F=A+B,S=１(選∑)，CPAS=0(選D),CPA,A∑,B∑,F=A+B,CPB（４）結(jié)果不對。加法器會多次運算。如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOV AL，7FHADD AL，80H答：（AL）=FFH；ZF=0：因為運算結(jié)果非零；CF=0：因為加法運算的最高位沒產(chǎn)生進位，OF=0：因為C1⊕Cf=0，表明有符號數(shù)運算發(fā)生沒溢出，SF=1：因為運算結(jié)果的最高位為1,PF=1：結(jié)果中“1”的個數(shù)為偶數(shù)如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOV AL，7FHSUB AL，1答：（AL）=7EH；ZF=0：因為運算結(jié)果非零；CF=0：因為加法運算的最高位沒產(chǎn)生借位，OF=0：因為C1⊕Cf=0，表明有符號數(shù)運算發(fā)生沒溢出，SF=0：因為運算結(jié)果的最高位為0,PF=0：結(jié)果中“1”第五章5.1說明主存儲器的組成，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64K×16位的存儲器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片內(nèi)是128×128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2ms，則刷新信號周期是多少？（3）如果用集中刷新方式，存儲器刷新一遍最少用多少時間？答：（１）64;（２）15.625微秒（３）64微秒5.3某機字長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：MREQ#（存儲器訪問請求，低電平有效），R/W#（讀寫控制，低電平為寫信號，高電平為讀信號）。試問：（1）該機可以配備的最大主存容量為。（2）該機主存采用64K×1bit的DRAM芯片（內(nèi)部為4個128×128陣列）構(gòu)成最大主存空間，則共需個芯片；若采用異步刷新方式，單元刷新間隔為2ms，則刷新信號的周期為。（3）若為該機配備2K×16位的Cache，每塊8字節(jié)，采用2路組相聯(lián)映象，試寫出對主存地址各個字段的劃分（標(biāo)出各個字段的位數(shù)）；若主存地址為462EH，則該地址可映象到Cache的哪一組？（4）已知該機已有8K×16位的ROM存儲器，地址處于主存的最高端；現(xiàn)在再用若干個16K×8位的SRAM芯片形成128K×16位的RAM存儲區(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#（寫使能，低電平有效）信號控制端；試寫出RAM、ROM的地址范圍，并畫出SRAM、ROM與CPU的連接圖，請標(biāo)明SRAM芯片個數(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）256KW（２）64,15.625微秒（３）高位字塊標(biāo)記(８位)組地址(８位)塊內(nèi)地址(２位)（４）略5.4設(shè)有一個4體交叉存儲器，在使用時經(jīng)常遇到連續(xù)訪問同一個存儲體的情況，會產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？答：存儲器帶寬降低。5.5某計算機的存儲系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲的磁盤組成。CPU總是從Cache中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問的字在Cache中，則存取它只需要20ns，將所訪問的字從主存裝入Cache需要60ns，而將它從磁盤裝入主存則需要1200s。假定Cache的命中率為90%，主存的命中率為60%，計算該系統(tǒng)訪問一個字的平均存取時間。答：48.0098s5.6CPU執(zhí)行一段時間時，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，主存的存儲周期為240ns。求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間？答：e=8/9=89%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)，塊的大小為4個32位字。當(dāng)Cache未命中時，以分組方式從主存讀取4個字到Cache，假定主存容量為16M字節(jié)。請說明：（1）Cache共分多少組？（2）寫出主存的字節(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)；答：(1)128組;(2)高位字塊標(biāo)記(13位)組地址(7位)塊內(nèi)地址(4位)5.8計算機主存容量為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個行，每行有64個字。假設(shè)開始時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，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），然后又重復(fù)執(zhí)行20次。設(shè)Cache存取時間為主存的1/10。替換使用LRU算法，請計算上述操作總的存取時間與不用Cache相比，速度提高多少倍？答：約4.965倍5.9簡述虛擬存儲器的含義和作用。5.10當(dāng)τ=50ns時，T=4τ，4體交叉時，連續(xù)讀20字的時間T1=T+19*τ=200+19*50=1150ns，單體情況下連續(xù)讀20字的時間T2=20T=4000ns，4體交叉比單體快T2/T1=3.48倍當(dāng)τ=25ns時，T=8τ，8體交叉時，連續(xù)讀20字的時間T1=T+19*τ=200+19*25=775ns5.12主存3個頁時：頁342643743634846FIFONNNNYNNNYNNNNNL+FNNNNYNNYYNYNNN命中率H（FIFO）=2/14*100%=14.3%H（LRU+FIFO）=4/14*100%=28.6%主存4個頁時：頁342643743634846FIFONNNNYYNYNYYNNNL+FNNNNYYNYYYYNYY命中率H（FIFO）=5/14*100%=35.7%H（LRU+FIFO）=8/14*100%=57.1%略。習(xí)題六指令包括哪幾部分？各表示什么含意？略。在一地址指令、二地址指令中，如何指定二個操作數(shù)地址？如何存放操作結(jié)果？略。簡述指令操作碼的擴展技術(shù)的基本方法。略。某機器字長16位，采用單字長指令，每個地址碼6位。試采用操作碼擴展技術(shù)，設(shè)計14條二地址指令，80條一地址指令，60條零地址指令。請給出指令編碼示意圖。1．（7分）14條雙地址指令：操作碼（4位）地址碼A1(6位)地址碼A2(6位) 操作碼:000000～00110180條單地址指令：操作碼（10位）地址碼A（6位） 操作碼:1110××××××（64條中可選擇前63條） 1111××××××（64條中可選擇前17條）60條零地址指令：操作碼（16位） 操作碼:1111111111××××××（64條中選擇60個編碼即可） 其他編碼方案，只要符合操作碼擴展技術(shù)都可以什么是指令字長？什么是機器字長？它們之間有何關(guān)系？略：確定尋址方式的目的是什么？略請說明間接尋址和直接尋址的不同。略。簡述變址尋址和基址尋址的主要區(qū)別。略。單項選擇題（1）寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)在（）中。A.程序計算器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.保護程序現(xiàn)場D.輸入、輸出答：C（3）單地址指令中，為了完成兩個數(shù)的算術(shù)運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(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）指令中采用不同的尋址方式，其主要目的是（）。A.可以實現(xiàn)操作碼的擴展B.實現(xiàn)存儲程序和程序控制C.縮短指令長度、擴大尋址空間、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.前者是訪問存儲器，后者是訪問寄存器。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。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.前者指令功能簡單，后者指令功能復(fù)雜。答：Ａ，Ｄ某機16位字長指令格式如下：OPMD5位3位8位5位3位8位其中：D是形式地址，采用補碼表示（包括一位符號位）；M是尋址方式M=0立即尋址；M=1直接尋址（這時D為地址，是無符號數(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相對尋址。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？寫出各種尋址方式的有效地址的計算表達(dá)式。各種尋址方式時能訪問的最大主存空間范圍是多少？答：（１）32,0～255（２）直接尋址:EA＝D間接尋址:EA=(D)變址尋址:EA=(RI)＋Ｄ基址尋址:EA=（Rb）+D相對尋址: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,且只能取一個字節(jié))變址尋址：0～16K-1基址尋址:0~16K-1相對尋址:當(dāng)前指令地址的－128~+127一個較完整的指令系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些類型的指令？略假設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是操作碼和尋址方式，第二個字節(jié)是相對偏移量，用補碼表示。若當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H，且CPU每取出一個字節(jié)指令便會自動執(zhí)行（PC）+1→PC操作。請問當(dāng)轉(zhuǎn)移地址分別為0006H和0025H時，相對轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容是什么？答：EBH,0AH.某機器內(nèi)共有16個32位的通用寄存器，設(shè)計一種有60種操作，8種尋址方式的指令系統(tǒng)。假設(shè)指令字長等于機器字長，機器字長為32位，請回答：(1)若主存可直接尋址或間接尋址，采用“寄存器－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)若采用通用寄存器作基址寄存器，則“寄存器－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？答：（１）２19;操作碼(6位)尋址方式（3位）寄存器(4位)地址A(19位)（２）操作碼(6位)尋址方式（3位）寄存器(4位)地址A(19位)２32什么叫堆棧？它的操作特點是什么？堆棧主要用在哪里？略。簡述RISC的主要優(yōu)缺點。略設(shè)某機寄存器字長16位，用16進制表示，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指令為雙字長指令，格式如下：操作碼，尋址方式碼，寄存器號(16位)直接地址/間接地址/立即數(shù)/相對位移量/形式地址(16位)若當(dāng)前指令分別為下列尋址方式時，試求出操作數(shù)填入下表。尋址方式操作數(shù)直接間接立即變址答：000AH,0009H,0007H,0008H習(xí)題8簡述外設(shè)的編址方式，并比較它們的優(yōu)缺點。略當(dāng)控制器執(zhí)行訪存指令和I/O指令時，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I/O請求信號?；騃/O讀寫信號。為何要在CPU和外設(shè)之間設(shè)置一個接口？簡述接口的功能和組成。略主機和外設(shè)交換信息的方式有哪幾種？簡述各自的工作原理和特點。略CPU與外設(shè)接口交換信息的方式有以下幾種，其中A下，CPU被外設(shè)獨占，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，并由硬件實現(xiàn)。程序查詢方式程序中斷方式DMA方式并行傳送串行傳送答：(1)A,(2)B,(3)C程序中斷方式與DMA方式有何異同?略何謂中斷？簡述中斷的全部過程。略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。略什么是中斷屏蔽字？簡述中斷屏蔽技術(shù)的作用。略什么是中斷嵌套？它解決了什么問題？如何才能實現(xiàn)中斷嵌套？略中斷源可以分為哪幾類？各自有何特點？略有哪幾種中斷優(yōu)先級排隊方法？比較它們的優(yōu)缺點。略解釋下列名詞：（1）中斷向量（2