组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第九章
当芯片改变后,相应参数变为: 机器周期=0.4µ s×4=1.6µs 平均指令周期=1.6µs×2.5=4µ s 平均指令执行速度=1/4µ s =0.25MIPS 若要得到平均每秒80万次的指令 执行速度,则应采用的主频为: 平均指令周期=1/0.8MIPS =1.25 ×10-6=1.25µ s 机器周期=1.25µ s÷2.5=0.5µs 时钟周期= 0.5µ s÷4=0.125µ s 主频=1/0.125µ s=8MHz 应采用主频为8MHz的CPU芯片。
LDA PC+D(IR)EAR EARBusMAR M(MAR)MDR MDRBus ACC
PCo,IRo,+,EARi EARo,MARi
R/-W=R
MDRo,ACCi
(2)“SUB D(XR)”指令周期流程图及控制信号序列:
PC Bus MAR M(MAR) MDR MDR Bus IR PC+1 PC OP=?
解:先通过主频求出时钟周期时 间,再进一步求出机器周期和平均指 令周期。 时钟周期=1/10MHz=0.1×10-6 =100ns 机器周期=100ns×4=400ns=0.4µ s 平均指令周期=1/1MIPS =1×10-6=1µ s 每个指令周期所含机器周期个数 = 1µ s/0.4µs=2.5个
4. 能不能说CPU的主频越快,计 算机的运行速度就越快?为什么? 解:不能说机器的主频越快,机 器的速度就越快。因为机器的速度不 仅与主频有关,还与数据通路结构、 时序分配方案、ALU运算能力、指令 功能强弱等多种因素有关,要看综合 效果。
5. 设机器A的CPU主频为8MHz, 机器周期含4个时钟周期,且该机的平 均指令执行速度是0.4MIPS,试求该机 的平均指令周期和机器周期,每个指 令周期中含几个机器周期?如果机器B 的CPU主频为12MHz,且机器周期也 含4个时钟周期,试问B机的平均指令 执行速度为多少MIPS? 解:先通过A机的平均指令执行速 度求出其平均指令周期,再通过主频 求出时钟周期,然后进一步求出机器 周期。B机参数的算法与A机类似。 计算如下:
计算机组成原理课后习题-参考答案
习题参考答案
5-2:计算机为什么要设置时序部件? 周期、节拍、脉冲三级时序关系如何 表示?
一条指令运行的各种操作控制信号在时间上有严格 的定时关系, 的定时关系,时序部件用以控制时序以保证指令 的正确执行。 的正确执行。 将指令周期划分为几个不同的阶段, 将指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段称为 一个机器周期。 一个机器周期。 一个机器周期又分为若干个相等的时间段, 一个机器周期又分为若干个相等的时间段,每个时 时间段称为一个时钟周期(节拍)。 时间段称为一个时钟周期(节拍)。 在一个时钟周期(节拍)内可设置几个工作脉冲, 在一个时钟周期(节拍)内可设置几个工作脉冲, 用于寄存器的清除、接收数据等工作。 用于寄存器的清除、接收数据等工作。
9
习题什么特点?
依据控制器中的时序控制部件和微操作控制信号形 成部件的具体组成与运行原理不同,通常把控制 成部件的具体组成与运行原理不同, 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 微程序控制方式是用一个ROM做为控制信号产生 微程序控制方式是用一个 做为控制信号产生 的载体, 中存储着一系列的微程序, 的载体,ROM中存储着一系列的微程序,组成微 中存储着一系列的微程序 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号, 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号,这 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充, 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充, 但指令执行速度较慢。 但指令执行速度较慢。 硬布线控制方式采用组合逻辑电路实现各种控制功 在制造完成后, 能,在制造完成后,其逻辑电路之间的连接关系 就固定下来,不易改动。其运行速度快, 就固定下来,不易改动。其运行速度快,但构成 复杂。 复杂。
13
习题参考答案
《计算机组成原理》课后习题答案
第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习:5,6,7,8,101、已知X=19,Y=35,用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数:-5,-1.5,1/16,-6,384,-1/32。
3、已知X=-0.1000101×2-111,Y=0.0001010×2-100。
试计算X+Y,X-Y,X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位,其中阶符1位,阶码数值3位,尾符1位,尾数数值7位,阶码和尾数均用补码表示。
它所能表示的最大正数是多少?最小规格化正数是多少?绝对值最大的负数是多少?5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习:5解释下列概念:PROM,EPROM,E2PROM,Flash memory,FPGA,SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习:4,5,71.一个容量为16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时,各需要多少片?1K×4位,2K×8位,4K×4位,16K×l位,4K×8位,8K×8位2.现有1024×l的存储芯片,若用它组成容量为16K×8的存储器。
(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上,每块板的容量为4K×8,该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。
计算机组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案习题解答第一章思考题与习题1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
硬件即指计算机的实体部分。
软件是由计算机运行所需的程序及相关文档硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要4.如何理解计算机组成和计算机体系结构?计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性,通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性,包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
5.冯·诺依曼计算机的特点是什么?(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内,并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
6.画出计算机硬件组成框图,说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
硬件的主要技术指标:(1) 机器字长:指 CPU 一次能处理数据的位数,通常与 CPU 的寄存器位数有关(2) 存储容量:包括主存容量和辅存容量,存放二进制代码的总数=存储单元个数×存储字长(3) 运算速度:主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数7.解释下列概念:主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
主机——是计算机硬件的主体部分,由CPU+MM(主存或内存)组成;CPU——中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器+控制器组成;存储字长——存储器一次存取操作的最大位数;存储容量——存储器中可存二进制代码的总量;机器字长——CPU能同时处理的数据位数;等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数;8.解释下列英文代号:CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
第1-3章计算机组成原理课后习题答案
第1章计算机系统概论1.1 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?解:计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件即指计算机的实体部分,它由看得见摸得着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外设等。
软件是看不见摸不着的,由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成,用来充分发挥硬件功能,提高机器工作效率,便于人们使用机器,指挥整个计算机硬件系统工作的程序、资料、数据集合。
硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。
1.2 如何理解计算机系统的层次结构?解:(1)第一级:实际机器M1 (机器语言机器),机器语言程序直接在M1上执行;(2)第二级:虚拟机器M2(汇编语言机器),将汇编语言程序先翻译成机器语言程序,再在M1-上执行;(3)第三级:虚拟机器M3(高级语言机器),将高级语言程序先翻译成汇编语言程序,再在M2、M1(或直接到M1)上执行;(4)第零级:微程序机器M0(微指令系统),由硬件直接执行微指令。
(5)实际上,实际机器M1和虚拟机器M2之间还有一级虚拟机,它是由操作系统软件构成,该级虚拟机用机器语言解释操作系统。
(6)虚拟机器M3还可以向上延伸,构成应用语言虚拟系统。
1.3 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及联系。
解:机器语言由0、1代码组成,是机器能识别的一种语言。
用机器语言编写程序时要求程序员对他们所使用的计算机硬件及其指令系统十分熟悉,编写程序难度很大,操作过程也极易出错。
汇编语言是符号式的程序设计语言,汇编语言是面向机器的语言,它由一些特殊的符号表示指令。
用汇编语言编写的汇编语言程序必须先被翻译成机器语言程序,才能被机器接受并自动运行。
汇编语言的每一条语句都与机器语言的某一条语句(0、1代码)一一对应。
高级语言是面向用户的语言,与具体的计算机指令系统无关、对问题的描述更接近于人们习惯,且易于掌握和书写。
它具有较强的通用性,程序员完全不必了解、掌握实际机器M1的机型、内部的具体组成及其指令系统,只要掌握这类高级语言的语法和语义,便可直接用这种高级语言来编程,给程序员带来了极大的方便。
计算机组成原理课后作业答案(包健第二版)完整
P156 4.1X=0.1101 Y=-0.0110(设机器数长度为8位)[X]补=0.1101000[-X]补=1.0011000[2X]补=溢出[-2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[-Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[-2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P156:2、(1)(2)P156:4-46-1原码恢复余数算法6-2原码加减交替算法P156:4.8阶码(5位补码)尾数(6位补码)(1)X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX-Y:1、对阶同上2、尾数相减:11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理:[E X-Y]补=1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101P108:9-1阶码(5位移码)尾数(6位补码)(1)X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225:2、 (1) 片641641161664=⨯=⨯⨯K K(2) s msμ625.151282=(3) s ns μ64500128=⨯ P225:3、(1) 最大主存容量=bit 16218⨯(2) 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片;若采用异步刷新,则刷新信号的周期为s msμ625.151282= (3) 每块8字节,则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ,即c=9,Cache 采用2路组相联映射,则r=1。
主存容量为块161828162=⨯Bytebit,即m=16。
每块包含4个字,每字包含2个字节。
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P156 4.1X=0.1101 Y=-0.0110(设机器数长度为8位)[X]补=0.1101000[-X]补=1.0011000[2X]补=溢出[-2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[-Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[-2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P156:2、(1)(2)P156:4-46-1原码恢复余数算法6-2原码加减交替算法P156:4.8阶码(5位补码)尾数(6位补码)(1)X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX-Y:1、对阶同上2、尾数相减:11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理:[E X-Y]补=1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101P108:9-1阶码(5位移码)尾数(6位补码)(1)X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225:2、 (1) 片641641161664=⨯=⨯⨯K K(2) s msμ625.151282=(3) s ns μ64500128=⨯ P225:3、(1) 最大主存容量=bit 16218⨯(2) 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片;若采用异步刷新,则刷新信号的周期为s msμ625.151282= (3) 每块8字节,则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ,即c=9,Cache 采用2路组相联映射,则r=1。
主存容量为块161828162=⨯Bytebit,即m=16。
每块包含4个字,每字包含2个字节。
计算机组成原理课后习题参考答案
计算机组成原理答案第一章计算机系统概论1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。
解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的;数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行。
两者主要区别见P1 表1.1。
2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么?解:分类:数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
4.冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些主要组成部分?解:冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。
存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中;程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分有:(控制器、运算器)(CPU的两部分组成)、存储器、输入设备、输出设备(I/O设备)。
5.什么是存储容量?什么是单元地址?什么是数据字?什么是指令字?解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB、MB、GB来度量,存储容量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。
单元地址:简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地址。
数据字:若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据,则称数据字。
指令字:若某计算机字代表一条指令或指令的一部分,则称指令字。
6.什么是指令?什么是程序?解:指令:计算机所执行的每一个基本的操作。
程序:解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序,简称程序。
7.指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据?解:一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
计算机组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案一、选择题1.使CPU与I/O设备完全并行工作方式是()方式。
A.程序直接传送B.中断C.通道D.程序查询2.迄今为上,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示,其理由是()。
A.运算速度快B.信息处理方便C.节约元件D.物理器件性能决定3.在计算机中能直接被接受的语言为()。
A.机器语言B.汇编语言C.高级语言D.数据库语言4.设二进制代码内容为01111111,其原码对应的真值是()。
A.-128B.-127C.-126D.+1275.(1011.101)2对应的十进制数是()。
A.10.62B.11.625C.11.5D.11.106.运算器的主要功能是进行()。
A.算术运算C.累加器运算B.逻辑运算D.算术运算和逻辑运算7.若RAM芯片的存储容量为1M某8bit,则该芯片的地址线的数目是()。
A.10B.16C.20D.88.某计算机字长32位,存储容量为1MB,若按字编址,它的寻址范围是()。
A.1MB.512KBC.256KBD.256K9.通常人们把依据某种需要而编制的指令序列称为计算机中的()。
A.程序B.文件C.记录D.集合10.在计算机的指令系统中,通常采用多种确定操作数的方式。
当操作数的地址由某个指定的变址寄存器内容与位移量相加得到时,称为()。
A.直接数B.间接寻址C.变址寻址第1页共22页D.相对寻址11.某型计算机系统的微处理器的主频为100MHZ,四个时钟周期组成一个机器周期,平均三个机器周期完成一条指令,则它的机器周期为()。
A.40nB.50nC.80nD.100n12.在计算机中的寄存器里的值有时是地址,这只有计算机的()能识别它。
A.时序信号B.判断程序C.指令D.译码器13.程序计数器属于()A.控制器B.运算器C.存储器D.输入输出接口14.计算机CPU芯片中的总线属于()A.外部总线B.内部总线C.系统总线D.板级总线15.在串行传输时,按顺序传输表示一个数据所有二进制的脉冲信号,每次一位。
计算机组成原理 课后答案
第一章计算机系统概论p.191。
1 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?计算机系统:计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体计算机硬件:计算机的物理实体计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要1.2如何理解计算机系统的层次结构?实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器,机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0,硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0,软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机1。
3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系.机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址,使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯,并且还具有较强的通用性1。
4如何理解计算机组成和计算机体系结构?计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性计算机组成对程序员透明,如何实现计算机体系结构所体现的属性1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么?由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成指令和数据以同一形式(二进制形式)存于存储器中指令由操作码、地址码两大部分组成指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行以运算器为中心(原始冯氏机)1。
6画出计算机硬件组成框图,说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
计算机硬件各部件运算器:ACC, MQ, ALU, X控制器:CU, IR,PC主存储器:M,MDR, MARI/O设备:设备,接口计算机技术指标:机器字长:一次能处理数据的位数,与CPU的寄存器位数有关存储容量:主存:存储单元个数×存储字长运算速度:MIPS, CPI, FLOPS1。
7解释概念主机:计算机硬件的主体部分,由CPU+MM(主存或内存)组成CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器+控制器组成主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位存储元件/存储基元/存储元:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,不能单独存取存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位存储字长:一个存储单元所存二进制代码的位数存储容量:存储器中可存二进制代码的总量机器字长:CPU 能同时处理的数据位数指令字长:一条指令的二进制代码位数1.8解释英文代号CPU:Central Processing UnitPC:Program CounterIR: Instruction RegisterCU: Control UnitALU: Arithmetic Logic UnitACC:AccumulatorMQ: Multiplier—Quotient RegisterX:操作数寄存器MAR: Memory Address RegisterMDR:Memory Data RegisterI/O: Input/OutputMIPS: Million Instructions Per SecondCPI: Cycle Per InstructionFLOPS:Floating-point Operation Per Second1。
计算机组成原理课后习题答案
作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容?答:基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。
系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件,通常作为系统资源提供给用户使用。
包括:操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成?它们的主要功能是什么?答:计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。
输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息,用于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进行加工处理,完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤,控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。
1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么?什么叫存储程序方式?答:冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面:1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。
2) 采用二进制形式表示数据和指令。
3) 采用存储程序方式。
存储程序是指在用计算机解题之前,事先编制好程序,并连同所需的数据预先存入主存储器中。
在解题过程(运行程序)中,由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行,直到获得所要求的结果为止。
1.4 早期计算机组织结构有什么特点?现代计算机结构为什么以存储器为中心?答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的,其它部件都通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步,人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里构成了微处理器。
同时随着半导体存储器代替磁芯存储器,存储容量成倍地扩大,加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。
《计算机组成原理》课后题答案_清华大学出版_秦磊华_吴非··
1.l 解释下列名词摩尔定律:对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测,其主要内容是:成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番,性能将提高一倍,而其价格将降低一半。
主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取。
控制器:计算机的指挥中心,它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期:时钟周期是时钟频率的倒数,也称为节拍周期或T周期,是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器:多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长:运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI:指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS:用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标,该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间:计算某个任务时CPU实际消耗的时间,也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构:计算机系统的层次结构由多级构成,一般分成5级,由低到高分别是:微程序设计级,机器语言级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级。
基准测试程序:把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性:从逻辑功能的角度来看,硬件和软件在完成某项功能上是相同的,称为软/硬件功能是等价的,如浮点运算既可以由软件实现,也可以由专门的硬件实现。
固件:是一种软件的固化,其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性:可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内,完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”:“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF:平均无故障时间,指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR:系统的平均修复时间。
MTBF:平均故障间隔时间,指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性:指系统在任意时刻可使用的概率,可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
计算机组成原理课后答案
2.5 术语:存储元、存储单元、存储体、存储 单元地址,有何联系和区别? 答:存储元:存储一位二进制信息的基本单元
ABC CB A ABC C B A ABC ABC
得证。
AB AC BC C 1
证明: 左Leabharlann AB AC BC C BC) (
AB AC BC C BC) ( =AB AC B C AB B)(AC C) ( =A B A C 1 B C 1 右边
1.10 把下列各数译成8位的二进制数补码:
解:真值 补码
+19
-19
00010011
11101101
+75
-56 +37 -48
01001011
11001000 00100101 11010000
真值
+1
补码
00000001
-1
+2
11111111
00000010
-2
+4
11111110
00000100
(4)具体实现:
2.14 某存储器容量为4KB,其中,ROM 2KB, 选用EPROM 2Kx 8 /片、RAM 2KB , 选用芯 片RAM 1K×8/片、地址线A15~A0。写出全部 片选信号的逻辑式。 解:(1) 确定芯片:根据要求ROM的容量为 2KB,故只需1 片EPROM;而RAM的容量为 2KB,故需RAM芯片2 片。(2)片内地址: 对于ROM片内地址为11位,用了地址线的 A10~A0。这11根地址线;RAM片内地址为10 位,用了地址线的A9~A0。
组成原理课后习题答案
+ 11.100010
11.110100(1)
(3)规格化
可见尾数运算结果的符号位与最高位相同,应执行左规格化处理,每左移尾数两
次,相应阶码减2,所以结果尾数为1.010010,阶码为11 100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(4)舍入处理 ,对本题不需要。
(5)判溢出阶码两符号位为11,不溢出,故最后结果为[x]浮+[y]浮=11 100,1.010010
解:先写出x和y的变形补码,再计算它们的差 [x]补=0011011 [y]补=1101101
[-y]补=0010011 [x-y]补=[x]补+[-y]补=0011011
+0010011
= 0101110
∵运算结果双符号不相等
∴ 01为正溢出
7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分 别计算X×Y。
00000
01101
00000
001110101
向左规格化: = 26 *(-0.1110101)
11、某加法器进位链小组信号为C4 C3 C2 C1 ,低位来的进位信号 为C0 ,请分另按下述两种方法写出C4 C3 C2 C1 逻辑表达式:
(1)串行进位方式
(2)并行进位方式
课后作业答案
第二章
1. 写出下列各数的原码、反码、补码表示 (用8位二进制数)。其中MSB是最高位 (又是符号位)LSB是最低位。
(1)[-35]原=10100011;[-35]反=11011100
[-35]补=11011101 (2) [127]原= [127]反=[127]补= 01111111; (3) [-127 ]原=11111111; [-127]反=10000000; [-127]补=10000001;
计算机组成原理课后习题及解答-唐朔飞(完整版)
• 7. 解释下列概念: • 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、
存储容量、机器字长、指令字长。
• 解:P9-10 • 主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。 • CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;(早期的运
运算。 • ACC:Accumulator,累加器,是运算器中既能存放运算前的操作数,又能存放运算结果的寄存器
。 • MQ:Multiplier-Quotient Register,乘商寄存器,乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 • X:此字母没有专指的缩写含义,可以用作任一部件名,在此表示操作数寄存器,即运算器中工作
第一章 计算机系统概论
• 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件 ?硬件和软件哪个更重要?
• 解:P3 • 计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成
的综合体。 • 计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置
。 • 计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料
。 • 硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可
控制器组成。 • PC:Program Counter,程序计数器,其功能是存放当前欲执行指令的地址,并可自动计数形成下
一条指令地址。 • IR:Instruction Register,指令寄存器,其功能是存放当前正在执行的指令。 • CU:Control Unit,控制单元(部件),为控制器的核心部件,其功能是产生微操作命令序列。 • ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元,为运算器的核心部件,其功能是进行算术、逻辑
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就要中断CPU一次,中断处理程序接收采样的数据,将其放到主存的缓冲区内。
该中断处理需时x秒,另一方面缓冲区内每存储n个数据,主程序就将其取出进行处理,这种处理需时y秒。
因此该系统可以跟踪到每秒次的中断请求。
A.n/(n*x+y) B.n/(x+y)·n C.min(1/x,n/y) 答:A
4.采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要占用一个的时间。
A.指令周期 B.机器周期 C.存储周期 D.总线周期答:C
5.通道的功能是:(1) ,(2) 。
按通道的工作方式分,通道有通道、通道和通道三种类型。
答:组织外围设备和内存进行数据传输;控制外围设备;选择;数组多路;字节多路6.在图8.7中,当CPU对设备B的中断请求进行服务时,如设备A提出请求,CPU能够响应吗?为什么?如果设备B一提出请求总能立即得到服务,问怎样调整才能满足此要求? 答:能响应,因为设备A的优先级比设备B高。
若要设备B总能立即得到服务,可将设备B从第二级取出来,单独放在第三级上,使第三级的优先级最高,即令IM3 = 0。
7.在图8.7中,假定CPU取指并执行一条指令的时间为t1,保护现场需t2,恢复现场需t3,中断周期需t4,每个设备的设备服务时间为tA,tB,…,tG。
试计算只有设备A,D,G 时的系统中断饱和时间。
答:依次处理设备A,设备D,设备G的时间为: T1 = t1+t2+t3+t4+tA T2 = t1+t2+t3+t4+tD T3 = t1+t2+t3+t4+tG
总时间为T = T1+T2+T3 = 3*( t1+t2+t3+t4)+ tA + tD + tG
8.设某机有5级中断;L0,L1,L2,L3,L4,其中断响应优先次序为:L。
最高,L1次之,L4最低。
现在要求将中断处理次序改为L1->L3->L0->L4->L2,试问: (1) (1) 表8.2中各级中断处理程序的各中断级屏蔽值如何设置(每级对应一
位,该位为“0”表示允许中断,该位为“1”表示中断屏蔽)?
(2) (2) 若这5级中断同时都发出中断请求,按更改后的次序画出进入各级中
断处理程序的过程示意图。
表8.2 各级中断处理程序的各中断级屏蔽位中断处理程序中断处理级屏蔽位 L0级 L1级 L2级 L3级 L4级 L0中断处理程序 L1中断处理程序 L2中断处理程序 L3中断处理程序 L4中断处理程序
解:(1) 按题意,各级中断处理程序的各中断级屏蔽值设置如下表中断处理程序中断处理级屏蔽位
L0级
L1级 L2级 L3级 L4级 L0中断处理程序 L1中断处理程序 L2中断处理程序 L3中断处理程序 L4中断处理程序
1 1 0 1 0
0 1 0 0 0
1 1 1 1 1
0 1 0 1 0
1 1 0 1 1
(2) 若这5级中断同时都发出中断请求,按更改后的次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图如下:
9. 某机器CPU中有16个通用寄存器,运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器,请问响应中断而进入该中断处理程序时是否要将通用寄存器内容保存到主存中去?需保存几个寄存器?
解:虽然CPU中有16个通用寄存器,但因运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器,因此在响应中断而进入该中断处理程序时,不需要将所有通用寄存器内容保存到主存中,需保存的只是在中断处理程序中要用到的2个寄存器。
10.画出二维中断结构判优逻辑电路,包括;(1)主优先级判定电路(独立请求),(2)次优先级判定电路(链式查询)。
在主优先级判定电路中应考虑CPU程序优先级。
设CPU执行程序的优先级分为4级(CPU7_CPU4),这个级别保存在PSW寄存器中(7,6,5三位)。
例如CPU5时,其状态为101。
解:(略)
11.参见图8.7所示的二维中断系统。
(1)若CPU现执行E的中断服务程序,IM2,IM1,IM0的状态是什么?(2)CPU现执行H的中断服务程序,IM2,IM1,IM0的状态是什么?(3)若设备B一提出中断请求,CPU立即进行响应,应如何调整才能满足要求? 解:(1)若CPU现执行E 的中断服务程序,IM2,IM1,IM0的状态是011; (2)CPU现执行H的中断服务程序,IM2,IM1,IM0的状态是001;
(3)若设备B一提出中断请求,CPU立即进行响应,可将B调整到A的前面。
12.下列陈述中正确的是。
A.在DMA周期内,CPU不能执行程序
B.中断发生时,CPU首先执行入栈指令将程序计数器内容保护起来
C.DMA传送方式中,DMA控制器每传送一个数据就窃取一个指令周期 D.输入输出操作的最终目的是要实现CPU与外设之间的数据传输答:D
13.Pentium系统有两类中断源:①由CPU外部的硬件信号引发的称为,它分为可屏和非屏蔽;②由指令引发的称为,其中一种是执行,另一种是。
答:外部中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、内部中断,异常,执行软件中断指令
14.IEEEl394是 I/O标准接口,与SCSI I/O标准接口相比,它具有更高的,更强的,体积,连接方便。
A.并行 B.串行 C.数据传输速率 D.数据传输实时性 E.小答:B,A,C,D,E 15.SCSI
是系统级,是处于主适配器和智能设备控制器之间的 I/O接口。
SCSI-3标准允许SCSI 总线上连接的设备由个提高到个,可支持位数据传输。
A.并行 B.接口 C.16 D.8 E.16 答:B,A,D,C,E
16.比较通道、DMA、中断三种基本I/O方式的异同点。
答:通道是通过执行通道指令来实现输入/输出的;DMA是由DMA控制器在获得总线控制权后,直接在内存与外设之间实现数据传送的;中断是通过CPU在响应中断时,转入中断服务程序,执行输入/输出指令来完成输入/输出的。
17.用多路DMA控制器控制光盘、软盘、打印机三个设备同时工作。
光盘以20us的间隔向控制器发DMA请求,软盘以90us的间隔向控制器发DMA请求,打印机以180us的间隔发DMA请求。
请画出多路DMA控制器的工作时空图。
答:
20us
90us
180us
光盘
软盘
打印机DMA控制器
18.若设备的优先级依次为CD-ROM、扫描仪、硬盘、磁带机、打印机,请用SCSI进行配置,画出配置图。
(略)。