计算机组成原理习题——4+8+9章带答案
计算机组成原理(第四版)课后答案_白中英
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计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
12． 因为任何操作可以由软件来实现， 也可以由硬件来实现； 任何指令的执行可以由硬 件完成，也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。 13． 计算机应用和应用计算机在概念上是不等价的。 计算机应用是计算机学科与其他学科相结合的交叉学科， 是计算机学科的组成部分， 分 为数值计算和非数值应用两大领域。 应用计算机是借助计算机为实现特定的信息系统功能的手段。 在计算机系统的层次结构 中， 应用计算机是多级计算机系统层次结构的最终目标， 是高级语言级之上的服务层次。
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
白中英 戴志涛 李贞 等
第一章 ..............................................................................................................................................2 第二章 ..............................................................................................................................................4 第三章 ............................................................................................................................................15 第四章 ............................................................................................................................................20 第五章 ............................................................................................................................................22 第六章 ............................................................................................................................................28 第七章 ............................................................................................................................................32 第八章 ............................................................................................................................................35 第九章 ............................................................................................................................................37 第十章 ............................................................................................................................................39
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第4章习题参考答案
第4章习题参考答案1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？答：不合理。
指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。
一个字符的ASCII 是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。
2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。
答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。
双操作数指令单操作数指令无操作数指令3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1) 单字长二地址指令。
(2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3) 源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄存器中。
(4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。
4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 9 8 7 4 3 0答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)双字长二地址指令，用于访问存储器。
(2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数在主存中。
有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（选择16个之一）内容加上位移量。
5．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄存器构成，寄存器均有8个，寻址方式均有8种。
根据寻址方式的不同，指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型；(2)因为OP为4位，所以最多可以有16种操作。
计算机组成原理第4章习题参考答案
计算机组成原理第4章习题参考答案第4章数值的机器运算4-2．某加法器采⽤组内并⾏，组间并⾏的进位链，4位⼀组，写出进位信号C6逻辑表达式。
[解] 组间并⾏的进位链，产⽣的最低⼀组的进位输出为：C4=G1*+P1*C0 （其中：G1*=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1；P1*=P4P3P2P1）然后在组内产⽣进位信号C6：C6=G6+P6C5=G6+P6G5+P6P5C44-4．已知X和Y，使⽤它们的变形补码计算出X+Y，并指出结果是否溢出。
（1）X=0.11011，Y=0.11111（2）X=0.11011，Y=-0.10101（3）X=-0.10110，Y=-0.00001（4）X=-0.11011，Y=0.11110[解]（1）[X]补=0.11011，[Y]补=0.1111100.11011 [X]补+00.11111 [Y]补01.11010 [X+Y]补结果正溢出！（2）[X]补=0.11011，[Y]补=1.0101100.11011 [X]补+11.01011 [Y]补00.00110 [X+Y]补结果不溢出！X+Y=0.00110（3）[X]补=1.01010，[Y]补=1.1111111.01010 [X]补+11.11111 [Y]补11.01001 [X+Y]补结果不溢出！X+Y=-0.10111（4）[X]补=1.00101，[Y]补=0.1111011.00101 [X]补+00.11110 [Y]补00.00011 [X+Y]补结果不溢出！X+Y=0.000114-5．已知X和Y，使⽤它们的变形补码计算出X-Y，并指出结果是否溢出。
（1）X=0.11011，Y=-0.11111（2）X=0.10111，Y=0.11011（3）X=0.11011，Y=-0.10011（4）X=-0.10110，Y=-0.00001[解]（1）[X]补=0.11011，[Y]补=1.00001， [-Y]补=0.1111100.11011 [X]补+00.11111 [-Y]补01.11010 [X-Y]补结果正溢出！（2）[X]补=0.10111，[Y]补=0.11011, [-Y]补=1.0010100.10111 [X]补+11.00101 [-Y]补11.11100 [X-Y]补结果不溢出！X-Y=11.11100（3）[X]补=0.11011，[Y]补=1.01101, [-Y]补=0.1001100.11011 [X]补+00.10011 [-Y]补01.01110 [X-Y]补结果正溢出！（4）[X]补=1.01010，[Y]补=1.11111，[-Y]补=0.0000111.01010 [X]补+00.00001 [-Y]补11.01011 [X-Y]补结果不溢出！X-Y=-0.101014-6．已知：X=0.1011，Y=-0.0101求：[X/2]补 ,[X/4]补 ,[-X]补 ,[Y/2]补 ,[Y/4]补 ,[-Y]补,[2Y]补[解] 由[X]补=0.1011,[Y]补=1.1011 得：[X/2]补=0.0101，[X/4]补=0.0010，[-X]补=1.0101[Y/2]补=1.1101，[Y/4]补=1.1110，[-Y]补=0.0101，[2Y]补=1.01104-7. 设下列数据长8位，包括⼀位符号位，采⽤补码表⽰，分别写出每个数右移或左移两位之后的结果（1）0.1100100 (2) 1.0011001 (3) 1.1100110 （4）1.0000111[解] （1）右移两位后为 0.0011001 左移两位后为1.0010000（溢出）或0.0010000 （2）右移两位后为 1.1100110 左移两位后为0.1100100（溢出）或1.1100100（3）右移两位后为1.1111001 左移两位后为 1.0011000（4）右移两位后为 1.11000001 左移两位后为0.0011100（溢出）或1.00111004-8．分别⽤原码乘法和补码乘法计算X×Y.(1) X=0.11011,Y=－0.11111(2) X=－0.11010,Y=－0.01110[解]原码乘法：（1）|X|=0.11011 → B, |Y|=0.11111 →C，0→A5=1，+ |X|00.1101100.01101 1 0 1 1 1 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.0100000.10100 0 1 0 1 1 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.0111100.10111 1 0 1 0 1 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.1001000.11001 0 1 0 1 0 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.1010000.11010 0 0 1 0 1 0 部分积右移1位所以， |X×Y|=0.1101000101X×Y=-0.1101000101（2） |X|=0.11010 → B， |Y|=0.01110 → C， 0→A 5=0，+ 000.0000000.00000 0 0 0 1 1 1 部分积右移1位5=1，+ |X|00.1101000.01101 0 0 0 0 1 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.0011100.10011 1 0 0 0 0 1 部分积右移1位5=1，+ |X|01.0110100.10110 1 1 0 0 0 0 部分积右移1位5=0，+ 000.1011000.01011 0 1 1 0 0 0 部分积右移1位所以, |X×Y|=0.010*******X×Y=+0.010*******补码乘法：（1）[X]补=0.11011 → B, [Y]补=1.00001 → C， 0 → A [-X]补说明 + [-X]补5C 6=10，+ [-X]补11.0010111.10010 1 1 0 0 0 0 1 部分积右移1位+ [X]补5C 6=01，+ [X]补00.0110100.00110 1 1 1 0 0 0 0 部分积右移1位5C 6=00，+ 000.0011000.00011 0 1 1 1 0 0 0 部分积右移1位5C 6=00，+ 000.0001100.00001 1 0 1 1 1 0 0 部分积右移1位5C 6=00，+ 000.0000100.00000 1 1 0 1 1 1 0 部分积右移1位+ [-X]补 5C 6=10，+ [-X]补所以， [X×Y]补=1.0010111011X×Y =-0.1101000101（2）[X]补=1.00110 → B， [Y]补=1.10010 → C， 0→A [-X]补说明5C 6=00，+ 01位+ [-X]补 00.11010 C 5C 6=10,+ [-X]补00.1101000.01101 0 0 1 1 0 0 1 部分积右移1位+ [X]补 11.00110 C 5C 6=01，+ [X]补11.1001111.11001 1 0 0 1 1 0 0 部分积右移1位+ 0 00.00000 C 5C 6=00，+ 011.1100111.11100 1 1 0 0 1 1 0 部分积右移1位+ [-X]补 00.11010 C 5C 6=10，+[-X]补00.1011000.01011 0 1 1 0 0 1 1 部分积右移1位+ 0 5C 6=11，+ 000.01011所以， [X×Y]补=0.010*******X×Y = 0.010*******4-10．分别⽤原码和补码加减交替法计算X/Y 。
计算机组成原理课后习题答案
计算机组成原理课后习题答案(一到九章)(总40页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--作业解答第一章作业解答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。
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。
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。
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。
计算机组成原理第8章习题指导
第8章CPU的结构和功能例8.1假设指令流水线分取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、回写（WR）四个过程段，共有10条指令连续输入此流水线。
（1）画出指令周期流程。
（2）画出非流水线时空图。
（3）画出流水线时空图。
（4）假设时钟周期为100ns，求流水线的实际吞吐率。
（5）求该流水处理器的加速比。
解:（1）根据指令周期包括IF、ID、EX、WR四个子过程，图8.1（a）为指令周期流程图。
（2）非流水线时空图如图8.1（b）所示。
假设一个时间单位为一个时钟周期，则每隔4个时钟周期才有一个输出结果。
（3）流水线时空图如图8.1（c）所示。
由图可见，第一条指令出结果需要4个时钟周期。
当流水线满载时，以后每一个时钟周期可以出一个结果，即执行完一条指令。
(a)指令周期流程(b) 非流水线时空图(c) 标准流水线时空图图8.1 例8.1答图（4）由图8.1（c）所示的10条指令进入流水线的时空图可见，在13个时钟周期结束时，CPU执行完10条指令，故实际吞吐率为：10/(100ns×13) ≈ 0.77×107条指令/秒（5）在流水处理器中，当任务饱满时，指令不断输入流水线，不论是几级流水线，每隔一个时钟周期都输出一个结果。
对于本题四级流水线而言，处理10条指令所需的时钟周期数为T4 = 4 +（10 −1）= 13。
而非流水线处理10条指令需4×10 = 40个时钟周期。
故该流水处理器的加速比为40 ÷13 ≈ 3.08 例8.2设某机有四个中断源1、2、3、4，其硬件排队优先次序按1→2→3→4降序排列，各中断源的服务程序中所对应的屏蔽字如表8.1所示。
表8.1 例8.2各中断源对应的屏蔽字中断源 屏蔽字1 2 3 41 1 1 0 12 0 1 0 03 1 1 1 14 0 1 0 1（1）给出上述四个中断源的中断处理次序。
（2）若四个中断源同时有中断请求，画出CPU执行程序的轨迹。
计算机组成原理课后习题及答案(完整版)
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• 3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效 ？为什么？
• 答：P23，否，P36
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系统总线
第三章
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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； 总线传输的特点是：某一时刻只能有 一路信息在总线上传输，即分时使用； 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。
解： 总线标准——可理解为系统与模块、 模块与模块之间的互连的标准界面。 总线标准的设置主要解决不同厂家各 类模块化产品的兼容问题； 目前流行的总线标准有：ISA、EISA、 PCI等； 即插即用——指任何扩展卡插入系统 便可工作。EISA、PCI等具有此功能。
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11. 画一个具有双向传输功能的总线逻
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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。
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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，
计算机组成原理习题——4+8+9章带答案
计算机组成原理习题——4+8+9章带答案第四章1．⼀个容量为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位地址线和数据线的总和= 14 + 32 = 46根；选择不同的芯⽚时，各需要的⽚数为：1K×4：（16K×32）/ （1K×4）= 16×8 = 128⽚2K×8：（16K×32）/ （2K×8）= 8× 4 = 32⽚4K×4：（16K×32）/ （4K×4）= 4×8 = 32⽚16K×1：（16K×32）/（16K×1）= 1×32 = 32⽚4K×8：（16K×32）/ （4K×8）= 4× 4 = 16⽚8K×8：（16K×32） / （8K×8） = 2×4 = 8⽚2．现有1024×1的存储芯⽚，若⽤它组成容量为16K×8的存储器。
试求：（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位，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中⼏位⽤于选板？⼏位⽤于选⽚？⼏位⽤做⽚内地址？16K×8=2^14×8,地址线为14根.4K×8容量的板,共需要4块板⼦.则14根地址线的最⾼2位⽤于板选（00～11,第1块板⼦～第4块板⼦）,4K*8位＝2^12*8位＝12*1K*8位,也就是在每块板⼦内需要4*8个芯⽚,⽽每8个芯⽚组成8位,也就是位扩展.也就是说需要4组,则除了最⾼2位,剩余的12位中,有2位⽤于⽚选（00～11,第⼀组～第4组）.也就是：2位⽤于板选,2位⽤于⽚选,剩余的10位⽤于⽚内地址选择.3．已知某计算机字长8位，现采⽤半导体存储器作主存，其地址线为16位，若使⽤1K×4的SRAM芯⽚组成该机所允许的最⼤主存空间，并采⽤存储模块结构形式。
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。
《计算机组成原理》各章练习参考答案.
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
计算机组成原理习题答案9
第9章习题(有关虚拟存储器的题目)参考答案3. 下述有关存储器的描述中，正确的是( B、D )A. 多级存储体系由Cache、主存和虚拟存储器构成B. 存储保护的目的是：在多用户环境中，既要防止一个用户程序出错而破坏系统软件或其它用户程序，又要防止用户访问不是分配给他的主存区，以达到数据安全与保密的要求。
C. 在虚拟存储器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允许程序员用比主存空间大得多的外存空间编程。
D. Cache和虚拟存储器这两种存储器管理策略都利用了程序的局部性原理。
5．虚拟段页式存储管理方案的特性为( D )A.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、不能动态连接。
B.空间浪费小、存储共享容易、存储保护不易、不能动态连接。
C.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、能动态连接。
D.空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接。
6. 某虚拟存储器采用页式存储管理，使用LRU页面替换算法，若每次访问在一个时间单位内完成，页面访问序列如下：1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。
已知主存只允许放4个页面，初始状态时4个页面是全空的，则页面失效次数是___6____。
解答过程：LRU算法的思想：每页设置一个计数器，每次命中一页，该页对应的计数器清零，其他各页的计数器加1；需要替换时，将计数值最大的页换出，所以，对应的访问过程及相应的计数器的内容、替换结果如下：访问序列1 8 1 7 82 7 2 1 83 8 2 1 3 1 7 1 3 7调入的页号a 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1b 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7c 7 7 7 7 7 7 7 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3d 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2各计数器的值a 0 1 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 0 1 0 1 0 1 2b 0 1 2 0 1 2 3 4 0 1 0 1 2 3 4 0 1 2 0c 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1d 0 1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 5 6 7注：红色标注的页是未命中的访问——共6次7. 主存容量为4MB，虚存容量为1GB，则虚拟地址和物理地址各为多少位?如页面大小为4KB，则页表长度是多少?解：主存容量为4MB，物理地址22位虚存容量为1GB，虚拟地址30位页表长度，即页面数=1GB/ 4KB=218=256K8. 设某系统采用页式虚拟存储管理，页表存放在内存中。
西安交大计算机组成原理—习题解答(第八章)
.
Q D C1 +5V
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Q D C2 Q R
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Q D C3
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1 。
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CLR
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10MH 脉冲源
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第八章 8.5 ⑵ 解 时序产生器
⑵ 时序产生器逻辑图如下： 节拍译码逻辑如下： T1=C1·/C2 T2=C2 T3=/C1
+5V T3 & T1 & T2 &
Q D C1
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Q D C2 Q R
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第八章 8.2
8.2请分别分析用硬布线和门阵列两种组合逻辑控制单 元设计技术设计控制器的特点。 解：这两种技术采用的设计方法一样，均为组合逻辑 设计技术，但实现方法不一样。硬布线控制单元基于 传统的逻辑门电路组合逻辑设计方法来构建控制单元 ，门阵列控制器则采用集成度更高、性能更好的门阵 列芯片，利用硬件描述语言等工具编程完成逻辑设计 、通过烧制实现门阵列芯片内部的电路制作。
(完整版)计算机组成原理第4章作业参考答案
第4章部分习题参考答案【4-4】已知X和Y，试用它们的变形补码计算出X + Y，并指出结果是否溢出（3）X = -0.10110，Y = -0.00001解：[X]补= 1.01010 [Y]补= 1.111111 1 . 0 1 0 1 0+ 1 1 . 1 1 1 1 11 1 . 0 1 0 0 1无溢出，X+Y = -0.10111【4-5】已知X和Y，试用它们的变形补码计算出X - Y，并指出结果是否溢出（3）X = 0.11011，Y = -0.10011解：[X]补= 0.11011 [-Y]补= 0.100110 0 . 1 1 0 1 1+ 0 0 . 1 0 0 1 10 1 . 0 1 1 1 0结果正溢【4-8】分别用原码乘法和补码乘法计算X * Y（1）X = 0.11011，Y = -0.11111法一：原码一位乘算法解：|X| = 0.11011→B |Y| = 0.11111→C 0→AA C 说明1 1 1 1 1C5 = 1, +|X|1 1 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 1 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|1 0 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 1 0 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 0 1 0 1 部分积右移一位→|X * Y| = 0.1101000101Ps = Xs ⊕ Ys = 0 ⊕ 1 = 1X*Y = -0.1101000101法二：补码一位乘算法解：[X]补= 0.11011→B [Y]补= 1.00001→C [-X]补= 1.00101 0→AA C 附加说明0 0. 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0+1 1. 0 0 1 0 1 C4C5 = 10 -|X|1 1. 0 0 1 0 11 1. 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 部分积右移一位→+0 0. 1 1 0 1 1 C4C5 = 01 +|X|0 0. 0 1 1 0 10 0. 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 1 1 00 0. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 0 1 10 0. 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 0 0 10 0. 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 部分积右移一位→+1 1. 0 0 1 0 1 C4C5 = 10 -|X|1 1. 0 0 1 0 1[X*Y]补= 11.0010111011X*Y = -0.1101000101【4-10】计算X/Y（2）X = -0.10101，Y = 0.11011原码恢复余数法：解：|X| = -0.101010→A |Y| = 0.110110→B [-|Y|]补= 1.00101 0→C0 0. 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 1 1 0 1 0 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 商00 1. 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 左移←+1 1. 1 1 0 0 1 -|Y|0 0. 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 >0，商10 0. 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|0 0. 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 >0，商10 0. 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 0 1 0 1 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 商00 0. 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1．1 0 0 0 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 商00 0. 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 1 1 1 0 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 商0Qs = Xs⊕Ys = 0⊕1 = 1Q = -0.11000，R = 0.11000*2-5【4-11】设浮点数的阶码和尾数部分均用补码表示，按照浮点数的运算规则，计算下列各题（2）X = 2-101*0.101100，Y = 2-100*（-0.101000）解：[X]补= 1011；0.101100[Y]补= 1100；1.011000对阶：△E = Ex – Ey = -5 -（-4）= -1Ex < Ey，将Mx右移一位，Ex+1→Ex[X]’补=1011；0.010110尾数求和：0 0. 0 1 0 1 1 0+1 1. 0 1 1 0 0 01 1. 1 0 1 1 1 0尾数结果规格化：尾数左移1位，阶码减1[X+Y]补＝1011；1.011100X+Y = （-0.100100）*2-101减法算法过程略，X-Y = 0.111110 * 2-100【4-13】用流程图描述浮点除法运算的算法步骤设：被除数X = Mx * 2Ex; 除数Y = My * 2 Ey。
计算机组成原理(唐朔飞)课后答案全-第9章
PCMAR
MM读
PC+1 PC
MDR IR
JMP
B PC
（2） “STA @ X”指令流程图及微命令序列如下：
PCo，MARi 1 R +1（图中未标出， 可与前一步并行） MDRo，IRi
I=1？
PCMAR
MM读
PC+1 PC
MDR IR
SUB A，H；((AC)-(H) AC) 解：先画出相应指令的流程图，然后将图中每一步数据通路操作分解成相应的微操作，再写出同名的微命令即可。
01
03
02
控制信号举例：图9.4 在此基础上再加B、C、D、E、H、L六个寄存器，连法和控制信号定义方式与图中其它寄存器一样。
当芯片改变后，相应参数变为： 机器周期=0.4µs×4=1.6µs 平均指令周期=1.6µs×2.5=4µs 平均指令执行速度=1/4µs =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=1.25µs 机器周期=1.25µs÷2.5=0.5µs 时钟周期= 0.5µs÷4=0.125µs 主频=1/0.125µs=8MHz 应采用主频为8MHz的CPU芯片。
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。
1
时钟周期=1/10MHz=0.1×10-6
2
=100ns
3
机器周期=100ns×4=400ns=0.4µs
4
平均指令周期=1/1MIPS
5
=1×10-6=1µs
6
每个指令周期所含机器周期个数
7
= 1µs/0.4µs=2.5个
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。
计算机组成原理习题及答案
1.主存的性能指标有哪些？
存储容量，存取时间，存储周期，存储器带宽。
存取时间，存储周期，存储器带宽反映了主存的速度指标。
这个二进制代码位是存储器中最小的存储单位，称为存储位元。由若干个存储位元组组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。
1.设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：
（1）该存储器能存储多少个字节的信息？
（2）如果存储器由512K*8位SRAM芯片组成，需要多少片？
（3）需要多少位地址做芯片选择？
解：（1）220*32/8=222=4M字节
（2）（1024K*32）/（512K*8）=2*4=8片
（3）1位
响应时间 表征从输入到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
利用率 在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占比率，用百分比表示。
处理机字长 指处理机运算器中一次能够完成二进制运算的位数，
总线宽度 一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
存储器容量 存储器中所有存储单元的总数目。
通常把取指令的一段时间叫做取值周期，而把执行指令的一段时间叫做执行周期。
把运算器和控制器合在一起称为中央处理机，简称CPU。目前存储器也放入到CPU芯片中，称为中央处理器。
系统总线是构成计算机系统的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路。
计算机是由运算器、存储器、控制器、适配器、总线和输入/输出设备组成的。
7.某机器中，已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片（8K*8）形成40K*16位的RAM区域，起始地址为6000H。假设RAM芯片有CS和WE信号控制端。CPU的地址总线为A15 -A0，数据总线为D15 -D0，控制信号为R/W（读/写），MREQ（访存），要求：
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。
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（完整版）计算机组成原理参考答案汇总.doc红色标记为找到了的参考答案，问答题比较全，绿色标记为个人做的，仅供参考！第一章计算机系统概述1.目前的计算机中，代码形式是______。
A．指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B．指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C．指令和数据都以二进制形式存放D．指令和数据都以十进制形式存放2.完整的计算机系统应包括 ______。
A.运算器、存储器、控制器B.外部设备和主机C.主机和实用程序D.配套的硬件设备和软件系统3.目前我们所说的个人台式商用机属于______。
A. 巨型机B.中型机C.小型机D.微型机4. Intel80486是32位微处理器，Pentium 是 ______位微处理器。
Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４5.下列 ______属于应用软件。
A. 操作系统B.编译系统C.连接程序D. 文本处理6.目前的计算机，从原理上讲______。
A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C.指令和数据都以二进制形式存放D.指令和数据都以十进制形式存放7.计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是 ______。
A. 巴贝奇B. 冯 .诺依曼C.帕斯卡D.贝尔8.通常划分计算机发展时代是以（）为标准A. 所用的电子器件B. 运算速度C. 计算机结构D.所有语言9.到目前为止，计算机中所有的信息任以二进制方式表示的理由是（）A. 节约原件B. 运算速度快C. 由物理器件的性能决定D.信息处理方便10. 冯 . 诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）A. 指令操作码的译码结果C. 指令周期的不同阶段B. 指令和数据的寻址方式D.指令和数据所在的存储单元11.计算机系统层次结构通常分为微程序机器层、机器语言层、操作系统层、汇编语言机器层和高级语言机器层。
计算机组成原理第四章课后习题和答案解析[完整版]
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第4章存储器1. 解释概念：主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory。
答：主存：主存储器，用于存放正在执行的程序和数据。
CPU可以直接进行随机读写，访问速度较高。
辅存：辅助存储器，用于存放当前暂不执行的程序和数据，以及一些需要永久保存的信息。
Cache：高速缓冲存储器，介于CPU和主存之间，用于解决CPU和主存之间速度不匹配问题。
RAM：半导体随机存取存储器，主要用作计算机中的主存。
SRAM：静态半导体随机存取存储器。
DRAM：动态半导体随机存取存储器。
ROM：掩膜式半导体只读存储器。
由芯片制造商在制造时写入内容，以后只能读出而不能写入。
PROM：可编程只读存储器，由用户根据需要确定写入内容，只能写入一次。
EPROM：紫外线擦写可编程只读存储器。
需要修改内容时，现将其全部内容擦除，然后再编程。
擦除依靠紫外线使浮动栅极上的电荷泄露而实现。
EEPROM：电擦写可编程只读存储器。
CDROM：只读型光盘。
Flash Memory：闪速存储器。
或称快擦型存储器。
2. 计算机中哪些部件可以用于存储信息？按速度、容量和价格/位排序说明。
答：计算机中寄存器、Cache、主存、硬盘可以用于存储信息。
按速度由高至低排序为：寄存器、Cache、主存、硬盘；按容量由小至大排序为：寄存器、Cache、主存、硬盘；按价格/位由高至低排序为：寄存器、Cache、主存、硬盘。
3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU访存速度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。
主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存。
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第四章1. 一个容量为16Kx 32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少？中选用以下不同规格的存储芯片时,各需要多少片？1KX4 位,2KX8 位,4KX4 位,16Kxi 位,4KX8 位,8KX8 位地址线和数据线的总和= 14+32= 46根选择不同的芯片时各需要的片数为: 1K X 4 :(16K X32) / (1K X 4 )=16X 8 =128片2K X8 :(16K X32) / (2K X 8 )=8X 4 =324K X 4 :(16K X32/ (4K X 4 )=4X 8 =3216K X 1 :(16K X32) / (16K X 1 )=1X 32 =324K X8 :(16K X32—/ (4K x 8 )=4X 4 =168Kx 8: ( 16KX 32) / ( 8KX 8) = 2 X4 = 8 片2,现有1024X1的存储芯片,假设用它组成容量为16Kx8的存储器.试求：〔1〕实现该存储器所需的芯片数量？〔2〕假设将这些芯片分装在假设干块板上,每块板的容量为4K X 8位,该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用做片内地址？16K X 8=2A14 X 8,地址线为14根.4K X 8容量白^板,共需要4块板子.那么14根地址线的最高2位用于板选〔00〜11,第1块板子〜第4块板子〕,4K*8位=2人12*8位=12*1K*8位,也就是在每块板子内需要4*8个芯片,而每8个芯片组成8位,也就是位扩展.也就是说需要4组, 那么除了最高2位,剩余的12位中,有2位用于片选〔00〜11,第一组〜第4组〕.也就是：2 位用于板选,2位用于片选,剩余的10位用于片内地址选择.3.某计算机字长8位,现采用半导体存储器作主存,其地址线为16位,假设使用1KX4的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并采用存储模块结构形式. 〔1〕假设每块模板容量为4K X 8位,共需多少块存储模板？〔2〕画出一个模板内各芯片的连接逻辑图.解：〔1〕根据题干可知存储器容量为64KB,故共需16块存储模板.4.某半导体存储器容量16Kx8位,可选SRAM芯片的容量为4KX4位；地址总线A15〜A0 〔低〕,双向数据总线D7〜D0 〔低〕,由R/W线限制读/写.设计并画出该存储器的逻辑图,并注明地址分配、片选逻辑及片选信号的极性.5,现有如下存储芯片：2KX1位的ROM 、4KX1位的RAM 、8K X 1位的ROM . 假设用它们组成容量为16KB 的存储器,前4KB 为ROM ,后12KB 为RAM , CPU 的地址总线16位.(1)各种存储芯片分别用多少片？(2)正确选用译码器及门电路,并画出相应的逻辑结构图. (3)指出有无地址重叠现象.解：(1)需要用2Kx 1的ROM?片16片,4Kx 1的RAM 芯片24片.不能使用8Kx 1的ROMS 片,由于它 大于RO 也有的空间.(3)有重叠现象,由于地址线 A15、A14没有参加译码.6,用容量为16Kxi 位的DRAM 芯片构成64KB 的存储器. (1)画出该存储器的结构框图.(2)设存储器的读/写周期均为0.5的,CPU 在1巧内至少要访存一次,试问采 用哪种刷新方式比拟合理？相邻两行之间的刷新间隔是多少？对全部存储单元 刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：(2)由于存储器芯片规格为 16KX 1 ,所以其芯片内部的存储矩阵是 128X 128的存储矩阵.假设采用集 中刷新方式,那么死区为 0.5 X 128=64微秒,而CPU 1微秒至少访存一次,长达 64微秒的死区显然不合理； 假设采用分散刷新方式,那么需要将系统存取周期增至 1微秒,降低了整机速度,且刷新过于频繁.所以应该 采用异步刷新方式,假设允许的最大刷新间隔是2ms,那么相邻两行刷新间隔为 2ms/128=15.625微秒,全部#t ：4Kx4/4：81 存律如可奈必OFFFH4KM 4 4Kx41QWH 1FFFH4K X 4 4Kx42FFFH4Kx4 4Kx430WH 3FFFH4Kx4 4Kx44Kx8 4Kx8 4Kx8 4Kx8CS LI CS]〞】2 I AA|jA[217存储单元刷新一遍实际时间0.5 X 128=64微秒.7 .某半导体存储器容量15KB ,其中固化区8KB ,可选EPROM芯片为4KX8 ; 可随机读/写区7KB,可选SRAM芯片有：4KX4位、2KX4位、1KX4位.地址总线A15〜A o 〔A.为最低位〕,双向数据总线D7〜D O 〔D O为最低位〕,R/W控制读/写,MREQ为低电平时允许存储器工作信号.请设计并画出该存储器逻辑图,注明地址分配、片选逻辑、片选信号极性等.8.某机地址总线16位A15〜A o 〔A o为最低位〕,访存空间64KB.外围设备与主存统一编址,I/O空间占用FCoo〜FFFFH.现用2164芯片〔64KX1〕构成主存储器,请设计并画出该存储器逻辑图, 并画出芯片地址线、数据线与总线的连接逻辑以及行选信号与列选信号的逻辑式,使访问I/O时不访问主存.动态刷新逻辑可以暂不考虑.解,1/0空间为1111 1100 0000 0000〜1111 1111 mi llll.可以着出,A15〜AIO恒为1,所以,当A1B〜A10不全为1时为主存的地址空间.此时应产生低电平片选ICS = A15 * A14 * A13 * A12 ♦ All ♦ A10 + MREQ9.设某机主存容量为4MB, Cache容量为16KB,每块包含8个字,每字32位, 设计一个四路组相联映像〔即Cache每组内共有四个块〕的Cache组织,要求：〔1〕画出主存地址字段中各段的位数.〔2〕设Cache的初态为空,CPU依次从主存第.、1、2、…、99号单元读出1oo 个字〔主存一次读出一个字〕,并重复按此次序读8次,问命中率是多少？〔3〕假设Cache的速度是主存的6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度提升多少倍？解：(D主存容量4MB,所以地址共22位.每块为8X4 = 32字节,所以块内地址是5位.4块为一斑,所以蛆内块地址是2位.每组共32X4 = 128字节.Cxhe为16KB,共16KB / 12BB = 128个组.所以组地址7位.主存可以分为4MB / 16KB = 256个区.所以区地址是8位.⑵分析工由于Cache的初态是空的,所以CPU访问0号字单元时未命中.此时需调入CACHE的0 号块,由于皿he每块有8个字,0〜7号单元的内容被调人Cacha故后模访问1〜7号字单元时俗中.以此类推,主存第0、K 2…、99号字单元分别在0. K 2….12块中,所以例第一?访问口〜99号单元的过程中,每个块第1个单元均不命中,故共有13次未命中,而第二遍到第八迫访问时由于所有信息均已调入Cache,所以全部命中.命中率=(800 - 13) / 800 = 9S.375%(3)设访同一次Cocbe需要时间为t,那么访问一次主存褥要时间为6t.没有Cache时,访问主存需时间6t；有Cache时,访问主存的时间是6t * (1T8. 375帽,访问Cache的时间90.375Mt,平均的访问时但为工6t * (1-98. 37南 + 9s. 375U = 1, 08125t所以,速度提升为16t / L 08125t-5. 5倍.第八章1,分别用RZ、NRZ、NRZ-1、PE、FM、MFM和M2FM制记录方式记录下述数据序列,画出写电流波形.(1)1101101110110(2)10101100110002.假设对磁介质存储器写入数据序列10011,请画出不归零-1制、调相制、调频制、改良的调频制等记录方式的写电流波形.3.某磁盘组有六片磁盘,每片可有两个记录面,存储区域内径为22cm,外径为33cm,道密度40道/厘米,位密度400b/cm,转速2400r/min.试问：(1)共有多少个存储面可用？(2)共有多少个圆柱面？(3)整个磁盘组的总存储容量有多少？(4)数据传送率是多少？(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？(6)如果采用定长信息块记录格式,直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？(1)6 X 2-2=10 (面)有10个存储面可用,由于最上和最下两个面不能用.(2)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)[ 由于道密度=40道/cm ,所以40X5.5=220道,即220个圆柱面(3)内层磁道周长为2 n R=2X 3.14 X 11=69.08(cm)每道信息量=400 位/cmX69.08cm=27632 位=3454B每面信息量=3454BX 220=759880B(4)磁盘数据传输率Dr=rN, N为每条磁道容量, N=3454B,「为磁盘转速,r=2400 转/60 秒=40 车^/秒D「二卅二4O3454B= 13816B/S(5)应记录在同一个柱面上4.某磁盘存储器的转速为3000r/min,共有4个盘面,5道/毫米,每道记录信息12288B,最小磁道直径为230mm,共有275道.试问：(1)该磁盘存储器的存储容量是多少？(2)最高位密度和最低位密度是多少？(3)磁盘的数据传送率是多少？(4)平均等待时间是多少？① 磁性的存储容亟为求大？.存候存量=工己关面线 X 等面段道数 X 磁道容量=4JS X 275道X 122日8字节=135163□□字节@最高位畲度和最低位畲皮分别是多少丫.住密度二遒容量-磁遒周长(2-n-R )O最内半彳至Fl m1n = 230mm +2 = 113mm.最少卜层磁道平槎R EAM = %加+ 275/5 = 115-1-55 = 17OmmO靛高位密度=117288字节 + 2TT R mln = 17字节/rnrn.最彳氐住密度=F2N88字节 -2TT=11.5字节/mm但碎金绽加仕领聿为实少望O 早盘委t9不号痴■金乎=寿遂年至武葬军建=1 N28H x 50转/秒=4400字节/充少卡均方彳寻H寸产□是安少 WO乎均等相即上「可=1 /N = 1 /尊李T卷=3/2 * 1/BQ#李/砂=1/100^ =-1 Oms5.某磁盘组有效盘面20个,每个盘面上有800个磁道.每个磁道上的有效记忆容量为13000B,块间隔235B,旋转速度3000r/min.试问：(1)在该磁盘存储器中,假设以1000B为一个记录,这样,一个磁道能存放10个记录.假设要存放12万个记录,需要多少个圆柱面(一个记录不允许跨越多个磁道)？(2)这个磁盘存储器的平均等待时间是多少？(3)数据传送率是多少？6.某磁盘格式化为24个扇区和20条磁道.该盘能按需要选择顺时针或逆时针旋转,旋转一圈的时间为360ms,读一块数据的时间为1ms.该片上有3个文件：文件A从磁道6、扇区1开始占有2块；文件B从磁道2、扇区5开始占有5块; 文件C从磁道5、扇区3开始占有3块.试问：该磁盘的平均等待时间为多少？平均寻道时间是多少？假设磁头移动和 磁盘转动不同时进行,且磁头的初始位置在磁道 0、扇区0,按顺序C 、B 、A 读 出上述3个文件,总的时间是多少？在相同的初始位置情况下, 读出上述3个文 件的最短时间是多少？此时文件的读出次序应当怎样排列？第九章1 .什么是中断向量？中断向量如何形成？向量中断和非向量中断有何差异？解;中断向量是指向量中断在中断事件在提出中断请求时,通过硬件向主机 提供的中断向量地址.中断向量由中断源的有关硬件也路形成.向量中断和非向 盘中嘶的区别在于：前者始指那些中断效劳程序的入口地址是由中断事件自己提 供的中断;后者是指中断事件不能直接提供中断效劳程序入口地址的中断.2 .假设有1、2两个设备,其优先级为设备1＞设备2,假设它们同时提出中断请求,试说明中断处理过程,画出其中断处理过程示意图,并标出断点.解；中财处理过程不意图见图5.3 .现有A 、B 、C 、D 共4个中断源,其优先级由高向低按 A 、B 、C 、D 顺序排 列.假设中断效劳程序的执行时间为 20 pS,请根据以下图(图1)所示时间轴给出 的中断源请求中断的时刻,画出 CPU 执行程序的轨迹.口效劳-C 效劳- R 效劳「 A 效劳-ithiiiiiiiitiO IO 20 30 40 50 6力 70 RO OQ I OO I IO i 20 I 30 3 40 f/pst t t t日与CDB A请求 请求请求消求珈门投序;因芾।iW- il 话■ N iW图1中断请求时间轴FF 都* 一■ *,1 f f J iv ry . in .i4.设某机有5级中断：L0、L1、L2、L3、L4 ,其中断响应优先次序为：L0最高、L1次之、……、L4最低.现在要求将中断处理次序改为L1 — L3一L0一L4一L2 ,试问：(1)各级中断效劳程序中的各中断屏蔽码应如何设置(设每级对应一位,当该位为“0〞,表示中断允许；当该位为“1〞,表示中断屏蔽)？(2)假设这5级同时都发出中断请求,试画出进入各级中断处理过程示意图.解：(1 )各级中断效劳程序中的各中蜥屏蔽码设置如去g-3所示5,实现多重中断应具备何种条件？如有A、B、C、D共4级中断,A的优先级最高,B次之,……,D最低.如在程序执行过程中,C和D同时申请中断, 该先响应哪级中断？如正在处理该中断时, A、B又同时有中断请求,试画出该多级中断处理的流程来.6.简述DMA传送的工作过程.解.DWA传送的工作过程为：①DMA地处理：在闻A传送之前必须要做准备工作.即初始化.CPU首先执行几条I/U指令,用于试外设的状态,向DMA限制器的有关存放器设置初值. 设置传送方向.启动该外部设番等.在这些工作完成之后,CPU继续执行原来的程序.由外设向TMA限制需发DMA请求.再由DMA限制器向CPU发息续请求.② 数据传送：DMA的数据传送叫以单字11 4或字〕为根本单位,也可以数据块为根本单位.③DMA后处理：当传送长度计数器计到0时,DMA操作结束.DMA限制器向CPU 发中断请求,CP1停止原米程序的执行.转去执行中断效劳程序做网4结束处理工作,。