计算机组成原理第五章部分课后题答案(唐朔飞版)
计算机组成原理课后答案(唐朔飞第二版)
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，因此同样重要。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
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；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。
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；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：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，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；（通常主、辅存容量分开描述）。
机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
指令字长：一条指令的二进制代码位数。
8. 解释下列英文缩写的中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。
唐朔飞 《计算机组成原理》课后答案
唐朔飞《计算机组成原理》课后答案第一章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——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。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯氏计算机的特点是：P9• 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）。
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：P10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（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）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；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——存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，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；（通常主、辅存容量分开描述）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；讲评：一种不确切的答法：CPU与MM合称主机；运算器与控制器合称CPU。
这两个概念应从结构角度解释较确切。
8. 解释下列英文缩写的中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分。
唐朔飞 计算机组成原理习题答案
对应十进制数 FFH
对应十进制数
12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数 11位（含1位数符）。写出51/128、-27/1024、7.375、86.5所对应的机器数。要求如下： （1）阶码和尾数均为原码。 （2）阶码和尾数均为补码。 （3）阶码为移码，尾数为补码。 解：据题意画出该浮点数的格式 阶符1位 阶码4位 数符1位 尾数10位
第4章 存储器
11. 一个8K×8位的动态RAM芯片，其内部结构 排列成256×256形式，存取周期为0.1μ s。试问采用 集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔 各为多少？ 解：采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms，其中 刷新死时间为：256×0.1μ s=25.6μ s 采用分散刷新方式刷新间隔为： 256×（0.1μ s+0.1μ s）=51.2μ s 采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms
38. 磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面可以记录，存 储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内 层密度为400位/cm，转速3600转/分，问： （1）共有多少存储面可用？ （2）共有多少柱面？ （3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据传输率是多少？ 解：（1）共有：6×2=12个存储面可用。 （2）有效存储区域=（33-22）/ 2 = 5.5cm 柱面数 = 40道/cm × 5.5= 220道 （3）内层道周长=×22=69.08cm 道容量=400位/cm×69.08cm= 3454B 面容量=3454B×220道=759，880B 盘组总容量=759，880B ×12面= 9，118，560B
计算机组成原理第五章部分课后题答案(唐朔飞版)
5.1 I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址·I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式， I/O设备与主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。
·I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。
5.3 I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。
·程序直接控制方式：也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。
·程序中断方式：外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU，在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务可明显提高CPU的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工作，但硬件结构负载，服务开销时间大·DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA 方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂。
5.4 比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。
·程序查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。
无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。
·中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理· DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。
唐朔飞 计算机组成原理习题答案
（2）由于每个字块中有8个字，而且初态为空，因 此CPU读第0号单元时，未命中，必须访问主存，同时 将该字所在的主存块调入Cache第0组中的任一块内， 接着CPU读第1~7号单元时均命中。同理，CPU读第8， 16，…，88号时均未命中。可见，CPU在连续读90个字 中共有12次未命中，而后8次循环读90个字全部命中， 命中率为：
将代码左移3位后再被生成多项式模2处，即：
M ( x) x3 1001000
M ( x) x3 1001000 110 1010 G ( x) 1011 1011
故CRC码为：M ( x) x3 R( x) 1001000 110 1001110
第5章 输入输出系统
9BH 原码 -27 原码 -128 补码 -101 补码 -1 反码 -100 反码 -0 移码 +27 移码 +128 无符号数 155 无符号数 256
对应十进制数 FFH
对应十进制数
12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数 11位（含1位数符）。写出51/128、-27/1024、7.375、86.5所对应的机器数。要求如下： （1）阶码和尾数均为原码。 （2）阶码和尾数均为补码。 （3）阶码为移码，尾数为补码。 解：据题意画出该浮点数的格式 阶符1位 阶码4位 数符1位 尾数10位
RAM1
RAM2
RAM3
CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示：
MREQ G1 G2A A15 A14 A13 A12 A11 A0 G2B A B C Y7
74138
Y3 Y2 Y1 Y0
...
...
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞(完整版)
5. 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复 用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备 （或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。 解： 总线宽度——指数据总线的位（根）数，用 bit（位）作单位。 总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的 数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工 作频率与总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质且不同时出现的 信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时 复用”。
4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集 中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响 应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？ 解：总线判优控制解决多个部件同时申请总 线时的使用权分配问题； 常见的集中式总线控制有三种： 链式查询、计数器查询、独立请求； 特点：链式查询方式连线简单，易于扩充， 对电路故障最敏感；计数器查询方式优先级设置 较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂； 独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大， 连线多，成本较高。
• 5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？ • 解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8 • 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 五大部件组成； • 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址 访问； • 指令和数据均用二进制表示； • 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操 作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； • 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； • 机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
总线的主设备（主模块）——指一次总 线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）； 总线的从设备（从模块）——指一次总 线传输期间，配合主设备完成传输的设备（模 块），它只能被动接受主设备发来的命令； 总线的传输周期——总线完成一次完整 而可靠的传输所需时间； 总线的通信控制——指总线传送过程中 双方的时间配合方式。
《计算机组成原理》课后答案 唐朔飞版
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后
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义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、 MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、 CPI、FLOPS 解： CPU——Central Processing Unit，中央处理机（器），见7题； PC——Program Counter，程 序计数器，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 址的计数器； IR——Instruction Register， 指令寄存器，存放当前正在执行的指 令的寄存器；
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计算机系统概论
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第 一 章
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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——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。
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5. 冯·诺依曼计算机的特点是什
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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：P10 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（机）， 是计算机硬件的核心部件，由运算 器+控制器组成；
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(完整版)计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案
第1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，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：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，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；●机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
计算机组成原理 唐朔飞 习题解答
习题解答（唐朔飞版）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？2．如何理解计算机系统的层次结构？3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？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。
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。
8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
9．根据迭代公式)(21nn yxyx+=，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。
10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？第一章计算机系统概论习题答案1、答：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，它由看得见摸的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。
软件时看不见摸不着的，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集合。
软件和硬件都很重要。
2、答：从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的不同级组成，每一个上都能进行程序设计。
由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持合执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持合执行，还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
3、答：机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。
计算机组成原理作业1-10章答案(唐朔飞)
第1章计算机系统概论1、指令和数据都存放在存储器中计算机如何区分答：存储器有代码段和数据段的分，不是存在一个区域。
CPU通过代码段寄存器、堆栈段寄存器、数据段寄存器、附加段寄存器对存储器进行管理。
计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
•①从机器使用者的角度来说，粗分为应用软件、系统软件和硬件三个层次。
•②从程序设计员和机器硬件设计者的角度来说，细分为：高级语言虚拟机、汇编语言虚拟机、操作系统虚拟机、机器语言机器、微程序机器。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：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，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：①有运算器、控制器、存储器、输入、输出五大部分组成。
②指令和数据用二进制表示，两者形式上没有差别。
③指令和数据存放在存储器中，按地址访问。
④指令由操作码和地址码组成，操作码指定操作性质，地址码指定操作数地址。
⑤采用“存储程序控制”方式进行工作。
计算机组成原理(唐朔飞)课后答案全-第5章
该键盘的原理性逻辑框图如下：
七位 计数器 时钟 发生器 列译码器4:16 行 译 码 器 3:8
ROM 128B -RD CPU -CS
地址译码输入
单 稳
8X16 键盘矩阵
延 迟
中断 触发器
6
1. I/O有哪些编址方式？各有何特点？ 解：常用的I/O编址方式有两种： I/O与内存统一编址和I/O独立编址； 特点： I/O与内存统一编址方式的 I/O地址采用与主存单元地址完全一样 的格式，I/O设备和主存占用同一个地 址空间，CPU可像访问主存一样访问 I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。 I/O独立编址方式时机器为I/O设备 专门安排一套完全不同于主存地址格式 的地址编码，此时I/O地址与主存地址 是两个独立的空间，CPU需要通过专门 的I/O指令来访问I/O地址空间。
讨论： 1、VRAM、ROM容量应以字或字节为 单位； 2、字模点阵在ROM中按行存放，一 行占一个存储单元； 3、显存中存放的是ASCII码而不是 像素点； 4、计算计数器的模及点频时应考 虑回扫时间。
二、有一编码键盘，其键阵列为8 行×16列，分别对应128种ASCII码字符， 采用硬件扫描方式确认按键信号，问： 1）扫描计数器应为多少位？ 2）ROM容量为多大？ 3）若行、列号均从0开始编排，则 当第5行第7列的键表示字母“F”时， CPU从键盘读入的二进制编码应为多少 （设采用奇校验） ？ 4）参考教材图5.15，画出该键盘的 原理性逻辑框图； 5）如果不考虑校验技术，此时 ROM是否可省？
13. 说明中断向量地址和入口地址的 区别和联系。 解： 中断向量地址和入口地址的区别： 向量地址是硬件电路（向量编码器） 产生的中断源的内存中断向量表表项地 址编号，中断入口地址是中断服务程序 首址。 中断向量地址和入口地址的联系： 中断向量地址可理解为中断服务程 序入口地址指示器（入口地址的地址）， 通过它访存可获得中断服务程序入口地 址。 (两种方法：在向量地址所指单元内
(完整版)计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案
第1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，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：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，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；●机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞
16. 在异步串行传送系统中，字符格式为：1 个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止 位。若要求每秒传送120个字符，试求传送的 波特率和比特率。 解：
一帧 =1+8+1+2 =12位 波特率 =120帧/秒×12位
解：计算机硬件主要通过不同的时间段来区 分指令和数据，即：取指周期（或取指微程 序）取出的既为指令，执行周期（或相应微 程序）取出的既为数据。
另外也可通过地址来源区分，从PC指出 的存储单元取出的是指令，由指令地址码部 分提供操作数地址。
系统总线
第三章
1. 什么是总线？总线传输有何特点？为 了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备 什么特点？ 解：总线是多个部件共享的传输部件；
常见的集中式总线控制有三种： 链式查询、计数器查询、独立请求；
特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，
对电路故障最敏感；计数器查询方式优先级设 置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较 复杂；独立请求方式判优速度最快，但硬件器 件用量大，连线多，成本较高。
5. 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、 总线的主设备（或主模块）、总线的从设备 （或从模块）、总线的传输周期、总线的通信 控制。 解：总线宽度——指数据总线的位（根）数， 用bit（位）作单位。
CPI——Cycle Per Instruction，执行一条指 令所需时钟周期数，计算机运算速度指标计量单 位之一；
FLOPS——Floating Point Operation Per Second，每秒浮点运算次数，计算机运算速度计 量单位之一。
11. 指令和数据都存于存储器中,计算机如何 区分它们？
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞
现以8位总线为例，设计此电路，如下图 示：
D7
数据总线
D0
ABUS 1Q 8Q BBUS 1Q 8Q CBUS 1Q 8Q DBUS 1Q 8Q 374 374 374 374 OE OE OE OE A 8D B 8D C 8D 1D 1D 1D 1D D 8D
BUSA
BUSB
BUSC
BUSD
令：ABUS = -T2 DBUS = -T0 BUSA = P1 BUSB = P3
>=1
>=1
T1 T3 T0 T2
14. 设总线的时钟频率为 8MHz，一个总线周期等于一个时 钟周期。如果一个总线周期中并 行传送16位数据，试问总线的带 宽是多少？ 解： 总线宽度 = 16位/8 =2B 总线带宽 = 8MHz×2B =16MB/s
-T0 1 G Y0 二位 格雷 码同 步计 数器 & T1 & P1 T0 P0
-T1
1
Y1 1/2139 Y3 A B Y2
-T2 1 -T3 1 & &
T2
P2 T3 P3
1 CLK
节拍、脉冲时序图如下：
CLK： T0： T1： T2： T3： P0： P1： P2： P3：
以8位总线为例，电路设计如下： （图中，A、B、C、D四个寄存器与数据总线 的连接方法同上。）
11. 画一个具有双向传输功能的总线逻 辑图。 解：此题实际上是要求设计一个双向总 线收发器，设计要素为三态、方向、使能等 控制功能的实现，可参考74LS245等总线缓 冲器芯片内部电路。 逻辑图如下：（n位） 使能
控制 G
B1
Bn
…… …… …… ……
方向 控制 DIR
计算机组成原理课后习题及答案唐朔飞好详细
11. 指令和数据都存于存储器 中,计算机如何区分它们？
解：计算机硬件主要通过不同
的时间段来区分指令和数据，即： 取指周期〔或取指微程序〕取出的 既为指令，执行周期〔或相应微程 序〕取出的既为数据。
T0时刻完成D→总线； T1时刻完成总线→A； T2时刻完成A→总线； T3时刻完成总线→B。
解： 〔1〕采用三态输出的D型存放器 74LS374做A、B、C、D四个存放 器，其输出可直接挂总线。A、B、 C三个存放器的输入采用同一脉冲 打入。注意-OE为电平控制，与打 入脉冲间的时间配合关系为：
ALU——Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单 元，运算器中完成算术逻辑运 算的逻辑部件；
ACC——Accumulator， 累加器，运算器中运算前存放 操作数、运算后存放运算结果
MQ——MultiplierQuotient Register，乘商存 放器，乘法运算时存放乘数、 除法时存放商的存放器。
为了减轻总线负载，总线上的
部件应通过三态驱动缓冲电路与总线 连通。
几种？各有何特点？哪种方式响 应时间最快？哪种方式对电路故 障最敏感？
解：总线判优控制解决多 个部件同时申请总线时的使用权 分配问题；
常见的集中式总线控制有 三种： 链式查询、计数器查询、独立请 求；
特点：链式查询方式连线 简单，易于扩大，对电路故障最 敏感；计数器查询方式优先级设 置较灵活，对故障不敏感，连线
解： 主机——是计算机硬件的主体 局部，由CPU+MM〔主存或内存〕 组成； CPU——中央处理器〔机〕， 是计算机硬件的核心部件，由运算 器+控制器组成；〔早期的运、控不 在同一芯片上〕 讲评：一种不确切的答法： CPU与MM合称主机； 运算器与控制器合称CPU。
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5.1 I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？
常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址
·I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式， I/O设备与主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问
I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。
·I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需
要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。
5.3 I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。
·程序直接控制方式：也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件
结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。
·程序中断方式：外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU，在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务可
明显提高CPU的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工
作，但硬件结构负载，服务开销时间大
·DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA 方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需
要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统
效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂。
5.4 比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。
·程序查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。
无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或
CPU明确知道外设所处状态的情况下。
·中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理
· DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据
传送的场合。
5.8 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。
字符信息的格式
为1位起始位、7位数据位、1位检验位和1位停止位。
若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？
解：480 * (1 + 7 + 1 + 1) = 4800位/秒 = 4800波特
5.11 简述I/O接口的功能和基本组成。
·I/O接口功能
(1)选址功能
(2)传送指令功能
(3)传送数据功能
(4)反映I/O设备工作状态的功能
·I/O接口基本组成
设备选择电路、命令寄存器和命令译码器、数据缓冲寄存器、设备状态
标记触发器
5.13 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
·中断向量地址和入口地址的区别
向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存地址编号，中
断入口地址是中断服务程序的首地址。
·中断向量地址和入口地址的联系
中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器（入口地址的地
址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。
(两种方法：在向量
地址所指单元内放一条JUM指令；主存中设向量地址表。
5.20 比较単重中断和多重中断服务程序的处理流程，说明它们不同的原因。
单重中断：开中断指令设置在最后“中断返回”之前，意味着在整个中断服务处理过程中，不能再响应其他中断源的请求。
多重中断：开中断指令设置在“保护现场”之后，意味着保护现场之后，若有更高级别的中断请求，CPU也可以响应，即再次中断现行的服务程序，转至新的中断服务程序，这是单重中断和多重中断的主要区别。
5.25 根据以下要求设计一个产生3个设备向量地址的电路。
(1) 3个设备的优先级A→B→C降序排列。
(2) A、B、C的向量地址分别为110100、010100、000110。
(3) 排队器采用链式排队电路。
(4) 当CPU发来中断响应信号INTA时，可将向量地址取至CPU。
5.27 DMA方式有何特点？什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式，
举例说明。
由于主存和DMA接口之间有一条数据通路，因此主存和设备交换信息是，不通过CPU，也不需要CPU暂停现行程序为设备服务，省去了保护和恢复现场，因此工作速度比程序中断方式的高。
通常DMA与主存交换数据是采用如下三种方法：
（1）停止CPU访问主存
（2）周期挪用（周期窃取）
（3）DMA与CPU交替访问
5.30 在DMA的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何
不同，画图说明。
由于主存和DMA接口之间有一条数据通路，因此主存和设备交换信息是，不通过CPU，也不需要CPU暂停现行程序为设备服务，省去了保护和恢复现场，因此工作速度比程序中断方式的高。
通常DMA与主存交换数据是采用如下三种方法：
（1）停止CPU访问主存
（2）周期挪用（周期窃取）
（3）DMA与CPU交替访问
解：两种DMA方式的工作流程见下页，其主要区别在于传送阶段，现行程序是否完全停止访存。
停止CPU访存方式的DMA工作流程如下：
现行程序 CPU DMAC
I/O
CPU DMAC
I/O
B C
D
周期窃取方式的DMA工作流程如下：
现行程序 CPU DMAC
I/O
CPU DMAC
I/O
B C
D
5.31 假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40000次/秒，而相应的中断处理
程序执行时间为40μs，试问该设备是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么?
解：根据题意，该设备每隔1/40K = 25μs向CPU传送一次信息，如果采用程序中断执行方式，需40μs(>25μs)才能处理一次数据，从而造成数据丢失，所以不能用程序中断方式与主机交换信息。
5.32 设磁盘存储器转速为3000转/分，分8个扇区，每扇区存储1KB，主存与
磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。
假设一条指令最长执行时间是25μs，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？
解：磁盘传送速度
道容量 = 1KB * 8/16 = 1K * 8 * 8/16 = 1K * 4 = 4K
数传率 = 1KB * 3000转/分 = 4KB * 50转/秒
一个字符传送时间 = 1/2000K字/秒 = 5μs
5μs <<25μs，所以不能采用一条指令执行结束响应DMA请求方案，应
采用每个CPU机器周期末查询及响应DMA请求方案（通常安排CPU机器
周期 = MM存取周期）
5.35 从5个方面比较程序中断方式和DMA方式的区别。
（1）程序中断方式的数据传送主要依赖软件，DMA主要依赖硬件。
（2）程序中断传送数据的基本单位为字或字节，DMA为数据块。
（3）程序中断方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传送串行进行； DMA方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传
送并行进行。
（4）程序中断方式由于软件额外开销时间比较大，因此传输速度最慢；DMA 方式基本由硬件实现传送，因此速度最快；
（5）程序中断方式适用于中、低速设备的I/O交换；DMA方式适用于高速设备的I/O交换；。