计算机组成作业老师给的答案

说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。

答：机器语言由代码“0”、“1”组成，是机器能直接识别的一种语言，也是执行效率最高的一种语言。汇编语言是一种面向机器的一种语言，它用一些特殊的符号表示指令。高级语言是面向用户的语言，接近自然语言，直观、通用，用具体机器无关。

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性能指标。

框图和各部件的作用见教材第9页，主要性能指标：机器字长存储容量运算速度见教材17页。指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们

答：取指令和取数据所处的机器周期不同：取指周期取出的是指令；执行周期取出的是数据。取指令或数据时地址的来源不同：指令地址来源于程序计数器；数据地址来源于地址形成部件。

第四章

某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址其寻址范围是多少若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。

答：按字编址其寻址范围是16K。图略，用低位字节的地址表示字地址和用高位字节地址表示字地址均可，只需标识清楚。

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当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位,8K×8位。答：数据线32根，地址线14根，数据线地址线总和46根。选用1K×4位芯片时需要16×8片，选用2K×8位芯片时需要8×4片，选用4K×4位芯片时需要4×8片，选用16K×1位芯片时需要32片，选用4K×8位芯片时需要4×4片，选用8K×8位芯片时需要2×4片。

试比较静态RAM和动态RAM。

答：静态RMA和动态RAM都属于随机存储器，即在程序的执行过程中既可以读出又可以写入信息。但静态RAM靠触发器存储信息，只要电源不掉电，信息就可不丢失；动态RAM靠电容存储电荷原理存储信息，即使电源不掉电，由于电容要放电，信息也会丢失所以需要再生。什么叫刷新为什么要刷新说明刷新有几种方法。

答：动态RMA在2ms内，将所存信息读出再重新写入，这一过程称为刷新,刷新是一行一行进行的，由CPU自动完成。动态RAM靠电容存储电荷原理存储信息，电容上的电荷要放电，为了维持存储的信息，动态RMA在2ms内，需将所存信息读出再重新写入即刷新。刷新方法有三种：集中刷新、分散刷新和异步刷新。

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µs。试问采用集中刷新、分散刷新及异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少

答：见教材86页和87页。

某8位微型计算机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板（3）每个模块板内共有几片RAM芯片（4）共有多少片RAM(5)CPU如何选择各模块板

答：（1）地址码为18位的8位机的最大主存空间是256K×8位。（2）共需8个模块板。（3）每个模块板内有16片RAM芯片。（4）共有128片RAM。（5）A0~A11作为4K×4位RAM芯片本身的地址线；A12~A14作为模块板内的片选地址。采用3—8译码器，共8个输出，每个输出选择2片RAM 芯片；A15~A17作为模块板的地址。采用3-8译码器，其每个输出分别选择8个模块板中的某一块。

写出1100的海明码。

答：因为信息位为4位，根据海明不等式可得校验位为3位。根据海明码的编码规则可确定1100的海明码格式为110C30C2C1,若采用偶校验方式，则1100的海明码为1100001。具体编写方法参考课件144-145页。

欲传送的二进制代码为1001101，用奇校验来确定其对应的海明码，若在第6位出错，说明纠错过程。

答：海明码的编写与上题同。检查接收码中校验组的出错情况即可确定出错位的位置。

设机器数字长为8位，用补码运算规则计算（1）A=9/64，B=-13/32，求A+B（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B。

答：略，具体见课件309、312页。

用补码一位乘计算（1）x=，y=.

答：略，具体见课件333页和334页。

用原码加减交替法和补码加减交替法计算x÷y（1）x=，y=

答：略，原码加减交替法见课件343页，补码加减交替法见课件355页。

按机器补码浮点运算步骤计算[x+y]补

（1）x=2-011×，y=2-010×

答：略，具体见课件363页。

如何判断定点和浮点补码加减运算结果是否溢出，如何判断原码和补码定点除法运算结果是否溢出

答：定点加减运算的溢出可通过双符号位和进位进行判断。浮点补码加减运算的溢出是根据阶码来判断的，当阶码大于最大阶码时即为浮点数的溢出，当阶码小于最小阶码时按机器零处理。

有哪些功能画出其结构框图并简要说明每个部件的作用。

答：见教材338页。

设CPU内有这些部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU。试画出完成间接寻址的取数指令“LDA @X”(将主存某地址单元的内容取至AC中)的数据流。

答：按取指周期、间址周期、执行周期进行描述。取指周期的数据流见教材344页图，间址周期的数据流见教材344页图，执行周期的数据流图的形式可参考以上两图，内容包括：（1）MAR送地址码至地址总线，选定存储单元（2）CU向控制总线发控制信号，启动读操作（3）被选定单元内容经数据总线送至MDR（4）MDR中的数据送至AC。

设CPU内有这些部件：PC、IR、AC、MAR、MDR和CU。（1）写出取值周期的全部微操作。（2）写出减法指令SUB X、取数指令LDA X、存数指令STA X(X均为主存地址)在执行阶段所需的全部微操作。

答：（1）PC→MAR 当前指令地址送MAR，1→R启动读操作，M(MAR)→MDR当前指令从存储器读至MDR，MDR→IR 当前指令送IR，OP(IR)→CU指令的操作码送至CU译码，(PC+1)→PC 形成下一指令地址。（2）减法指令SUB X执行阶段所需全部微操作：Ad(IR)→MAR指令的地址码送MAR，1→R启动读操作，M(MAR)→MDR操作数从存储器中读至MDR，(AC)-MDR→AC两数相减结果送至AC。取数指令LDA X执行阶段所需全部微操作：Ad(IR)→MAR指令的地址码送MAR，1→R启动读操作，M(MAR)→MDR操作数从存储器中读至MDR，MDR→AC操作数送AC。存数指令STA X执行阶段所需全部微操作：Ad(IR)→MAR指令的地址码送MAR，1→W启动写