0计算机组成与结构课后习题及答案
计算机组成课后习题答案
闪存可以分为NOR Flash和NAND Flash两种类型。
工作原理
闪存的主要功能是可擦写、非易失性存储数据。NOR Flash读取速度快，适用于代码存储；NAND Flash容量大 、成本低，适用于大量数据的存储。闪存的擦除和编程操作需要特定的电压和时序。
04
输入输出设备
键盘的工作原理与分类
THANKS
感谢观看
成字符或汉字。
05
数据传输方式
并行传输与串行传
并行传输
指数据以多个通道同时传输，适用于近距离、高速传输，如 CPU与内存之间的数据交换。
串行传输
指数据一位一位地顺序传输，适用于远距离、低速传输，如 网络通信。
数据传输速率
数据传输速率
指单位时间内传输的数据量，通常以比特率（bit per second）表示。
影响数据传输速率的因素
包括信号带宽、信噪比、误码率等。
数据传输过程中的同步与异步问题
同步传输
指发送方和接收方的时钟信号保持同 步，适用于高速数据传输。
异步传输
指发送方和接收方的时钟信号不需同 步，适用于低速数据传输。
06
操作系统基础知识
操作系统的功能与分类
要点一
功能
操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机硬件 和软件资源，提供用户与计算机交互的界面。
硬盘的分类与工作原理
分类
硬盘可以分为机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。
工作原理
硬盘的主要功能是永久存储数据。HDD采用磁记录技术，将数据以磁道的形式存 储在旋转的盘片上；SSD则采用闪存技术，通过电子方式存储数据。HDD的读取 速度较慢，但价格较低；SSD的读取速度较快，但价格较高。
计算机组成与系统结构课后答案免费版全(清华大学出版社 袁春风主编)
计算机组成与系统结构课后答案免费版全（清华大学出版社袁春风主编）计算机组成与系统结构课后答案免费版全（清华大学出版社-袁春风主编）第一章练习答案5．若有两个基准测试程序p1和p2在机器m1和m2上运行，假定m1和m2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了p1和p2在m1和m2上所花的时间和指令条数。
程序p1p2m1指令条数200×106300×103执行时间(ms)100003指令条数150×106420×103m2执行时间(ms)50006请回答下列问题：（1）对于p1，哪台机器的速度快？快多少？对于p2呢？（2）在m1上执行p1和p2的速度分别是多少mips？在m2上的执行速度又各是多少？从执行速度让我们看看，对于P2，哪台机器速度快？多快？（3）假设M1和M2的时钟频率分别为800 MHz和1.2 GHz，则P1在M1和M2上执行时的平均时钟周期期数cpi各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序p1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，当用户需要购买大量机器时，他应该选择M1还是M2？为什么？（注意：在性价比方面）（5）如果另一个用户也需要购买大量机器，但用户同样使用P1和P2，那么主要的问题是响应时间间，那么，应该选择m1还是m2？为什么？参考答案：（1）对于p1，m2比m1快一倍；对于p2，m1比m2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为200m/10=20mips；P2为300K/0.003=100mips。
对于m2，p1的速度为：150m/5=30mips；p2为420k/0.006=70mips。
就执行速度而言，对于P2，因为100/70=1.43倍，M1比m2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800m/（200×106）=40在m2上执行p1时的平均时钟周期数cpi为：5×1.2g/(150×106)=40。
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞(完整版)
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
A1
An
错误的设计：
系统总线
• 9. 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”（ M均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶 段）的信息流程（如→①）。假设主存容量为256M*32位，在指令字 长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。 • 解：主机框图如P13图1.11所示。 • （1）STA M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，ACC→MDR，MAR→MM，WR • （2）ADD M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，RD，MM→MDR， MDR→X，ADD，ALU→ACC，ACC→MDR，WR • 假设主存容量256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的 条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均 为28位。
存储总线
CPU MM I/O1 I/O2 …… I/On
这个方案的错误是： 不合题意。按题意要求应画出பைடு நூலகம்辑线路图而 不是逻辑框图。
12. 设数据总线上接有A、 B、C、D四个寄存器，要求 选用合适的74系列芯片，完 成下列逻辑设计： （1） 设计一个电路，在同 一时间实现D→A、D→B和 D→C寄存器间的传送； （2） 设计一个电路，实现 下列操作： 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。
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。
计算机组成与系统结构课后答案全
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=倍，所以M1比M2快倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。
(I)计组课后答案(第一章和二章部分)
计算机组成课后答案第一章和二章部分答案1.1计算机组成与计算机体系结构在概念上有何区别?答：计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性即概念性结构与功能特性，还包括设计思想与体系结构。
计算机组成指的是系统结构的逻辑实现，包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。
1.2计算机结构与计算机功能在概念上有何区别?答：计算机结构是指计算机的组件是以何种方式相互关联的。
计算机功能是指每个单独的操作组分作为结构的一部分。
1.3计算机的四个主要功能是什么”答：数据处理、数据存储、数据移动、控制。
1.4列出并概要定义计算机的主要结构部件。
答：中央处理单元（CPU ）：控制电脑的操作，执行它的数据处理功能;常简称为处理器。
主存储器：存储数据。
I / O ：输入输出，计算机及其外部环境之间数据移动。
系统总线：它提供了一些沟通机制，连接其他部分的结构。
1.5列出并概要定义处理器的主要结构部件答：控制单元:控制CPU,因此计算机的操作。
算术和逻辑单元(ALU):执行计算机的数据处理功能。
寄存器:提供存储内部CPU。
CPU内部总线:一些之间提供了沟通的机制。
控制器：控制cpu的关系。
第二章2.1什么是存储程序式计算机?答：存储程序计算机最早是由著名数学家冯·诺依曼等人在1946年总结并明确提出来的，因此又被称为冯·诺依曼计算机。
其要点为：1.计算机完成任务是由事先编号的程序完成的；2.计算机的程序被事先输入到存储器中，程序运算的结果，也被存放在存储器中。
3.计算机能自动连续地完成程序。
4.程序运行的所需要的信息和结果可以通输入\输出设备完成。
5.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成。
2.2任何通用计算机的4个主要部件是什么？答：运算器、控制器、存储器、输入输出设备。
2.3对集成电路级别而言.计算机系统的3个基本组成部分是什么答：中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片。
2.4解释摩尔定律答：：集成电路上可容纳的电晶体数目，约每隔24个月便会增加一倍。
智慧树答案计算机组成原理与体系结构知到课后答案章节测试2022年
第一章1.运算器的核心部件是______。
答案:算术逻辑运算部件2.存储器主要用来______。
答案:存放程序和数据3.电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为______。
答案:主机4.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。
答案:外围设备5.用户与计算机通信的界面是______。
答案:外围设备6.下列______不是输入设备。
答案:打印机7.一片1MB的磁盘能存储______的数据。
答案:220字节8.计算机硬件能直接执行的只能是_____。
答案:机器语言9.一个节拍信号的宽度是指_____。
答案:时钟周期10.32位的个人计算机，一个字节由______位组成。
答案:811.微处理器可以用来做微型计算机的CPU。
答案:错12.决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。
答案:对13.计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。
答案:对14.计算机系统软件是计算机系统的核心软件。
答案:对15.计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数。
答案:错16.计算机主机由CPU、存储器和硬盘组成。
答案:错17.计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。
答案:对18.输入设备将机器运算结果转换成人们熟悉的信息形式。
答案:错19.控制器用来完成算术运算和逻辑运算。
答案:错20.操作系统属于系统软件。
答案:对21.汇编语言是计算机能直接识别的语言。
答案:错22.机器字长指CPU一次能处理的数据位数。
答案:对23.存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。
答案:对24.计算机的运算速度只与机器的主频相关。
答案:错第二章1.零的反码可以表示为______。
答案:111111112.十进制数5的单精度浮点数IEEE 754代码为______。
答案:010000001010000000000000000000003.一个8位二进制整数，若采用补码表示，且由4个1和4个0组成，则最小值为______。
计算机组成与系统结构_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
计算机组成与系统结构_上海交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下面关于冯诺依曼计算机特点的描述，错误的是哪一个？答案:以运算器为中心，输入输出设备与存储器之间的数据传送都经过运算器。
自冯诺依曼计算机问世70多年来，计算机技术发展和变化很大，但这个特点一直没有改变。
2.假设某个使用桌面客户端和远程服务器的应用受到网络性能的限制，那么对于下列方法，哪个既没有改进吞吐率、也没有改善响应时间？答案:增加计算机内存3.假设同一套指令集用不同的方法设计了两种机器M1和M2。
机器M1的时钟周期为0.8ns，机器M2的时钟周期为1.2ns。
某个程序P在机器M1上运行时的CPI为4，在M2上的CPI为2。
对于程序P来说，哪台机器的执行速度更快？快多少？答案:M2 比 M1 快，快25%4.只有当程序执行时才将源程序翻译成机器语言，并且一次只能翻译一行语句，边翻译边执行的是（）程序，把汇编语言源程序转变成机器语言程序的过程是（）程序。
Ⅰ编译Ⅱ目标Ⅲ汇编Ⅳ解释答案:Ⅳ和Ⅲ5.假设一台计算机的I/O处理占整个系统运行时间的10%，当CPU性能改进到原来的10倍，而I/O性能仅改进为原来的两倍时，系统总体性能改进获得的加速比为多少？答案:7.14倍6.设主存储器容量为64K*32位，并且指令字长，存储字长，机器字长三者均相等，请问MAR，PC、MDR，IR 等寄存器的位数分别为多少位？答案:MAR 、PC为16位，MDR 、 IR均为32位7.假定带符号数整数采用补码表示，若int型变量x和y的机器数分别为FFFF FFDFH 和 0000 0041H，则x、y的值以及x-y的机器数分别是：答案:x=-33,y=65, x-y的机器数为 FFFF FF9EH8.某32位计算机按字节编址，采用小段（little Endian）方式存储。
若语句"int i=0 ; " 对应的指令机器代码为C7 45 FC 00 00 00 00,那么语句" int i = - 64 ;" 对应的指令机器代码是：答案:C7 45 FC C0 FF FF FF9.执行以下代码后，哪些变量的值为0?unsigned int a = 0xffffffff; unsigned int b = 1;unsigned int c = a + b; unsigned long d = a + b;unsigned long e = (unsigned long)a + b;(假定 int 型数据长度为32 位，long型数据长度为64位.)答案:c 和 d10.无符号整数变量ux和uy的声明和初始化如下：unsigned ux=x;unsigned uy=y;若sizeof(int)=4，则对于任意int型变量x和y，判断以下表达式哪些为永真i. x*4+y*8==(x<<2)+(y<<3)ii. x*y==ux*uyiii. (x*x)>=0iv. x/4+y/8==(x>>2)+(y>>3)答案:i 和 ii11.对于一个n（n≥8）位的变量x，根据C语言中按位运算的定义，下面的C语言表达式，哪一个的功能是：“x的最高有效字节不变，其余各位全变为0”？答案:(x>>(n-8))<<(n-8)12.考虑以下C语言程序代码：int func1(unsigned word) { return (int) (( word <<24) >> 24); } int func2(unsigned word) { return ( (int) word <<24 ) >> 24; }假设在一个32位机器上执行这些函数，该机器使用二进制补码表示带符号整数。
计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社 袁春风主编)
第 1 章习题答案之马矢奏春创作5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，而且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
《计算机组成与体系结构》白中英第三版课后答案
[x]补=0.11011 [y]补=1.00001
(0) 1 1 0 1 1 ×) (1) 0 0 0 0 1 ----------------------------------
(0) 1 1 0 1 1 (0) 0 0 0 0 0 （0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) (1) (1) (0) (1) (1) ----------------------------------------(1) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1
（略）
13． "计算机应用"与"应用计算机"在概念上等价吗？用学科角度和计算机系统的层次结构来寿 命你的观点。
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（略）
第二章运算方法和运算器 习题参考答案
1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用 8 位二进制数）。其中 MSB 是最高位（又 是符号位）LSB 是最低位。如果是小数，小数点在 MSB 之后；如果是整数，小数点在 LSB 之后。 (1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-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。
[x]移=0.0111010
计算机组成原理和系统结构课后答案
计算机组成原理和系统结构课后答案1．1概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1．2你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3抓举一个你所熟识的计算机应用例子。
略。
1．4计算机通常存有哪些分类方法？你比较介绍的存有哪些类型的计算机？略。
1．5计算机硬件系统的主要指标存有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6什么就是机器字长？它对计算机性能存有哪些影响？答：指cpu一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7什么就是存储容量？什么就是主存？什么就是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
1它包括主存容量和辅存容量。
主存所指的就是cpu能通过地址线轻易出访的存储器。
例如内存等。
辅存所指的就是cpu无法轻易出访，必须通过i/oUSB和地址变换等方法就可以出访的存储器，例如硬盘，u盘等。
1．8根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语就可以采用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和掌控其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和i/o设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现适当功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
2（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（cpu）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器10、vlsi请问：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
2020年计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社 袁春风主编)
作者：旧在几作品编号：2254487796631145587263GF24000022时间：2020.12.13第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社 袁春风主编)
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
计算机组成与结构(清华大学版)(第4版)习题解答(上)
若它分别表示如下所示的三种数，那么他们 的含义各是什么？
2的补码表示的整数 无符号整数 单精度浮点数
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计算机的算术运算
分析与解答：
2的补码表示的整数
(1000 1111 1110 1111 1100 0000 0000 0000)补 =(1111 0000 0001 0000 0100 0000 0000 0000)原 =-(111 0000 0001 0000 0100 0000 0000 0000) =-188011315210
运算方法和运算部件
3.9 设机器字长16位。定点表示时，数值15位， 符号位1位；浮点表示时，阶码6位，其中阶符 1位，尾数10位，其中，数符1位；阶码底为2。 试求：
1) 定点原码整数表示时，最大正数、最小负数各是 多少？ 2) 定点原码小数表示时，最大正数、最小负数各是 多少？ 3) 浮点原码表示时，最大浮点数和最小浮点数各是 多少？绝对值最小的呢（非0）？估算表示的十进 制值的有效数字位数。
移码偏移值=1023 S=0 E’=3 =>E=3+1023=1026=(10000000010)2 F’=(1.0101)2 =>F=F’-1=(0101) 2
0100 0000 0010 0101 0000 0000 0000 0000 ...
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计算机组成与结构课后习题与解答第一章
第一章
问答题 1、解释下列术语 层次结构 计算机系统结构 计算机组成 计算 机实现 透明性 由上往下设计 由下往上设计 系列机 软件兼容 兼容机 模拟 仿真 虚拟机 宿主机 指令流 数据流 Amdahl定律 CPI MIPS MFLOPS
层次结构：计算机系统由硬件／器件和软件 组成，按功能划分成多级层次结构。从某 一层次的观察者看来，他只是通过该层次 的语言来了解和使用计算机，不必关心内 层的那些机器是如何工作和如何实现各自 功能的。
其中，R表示各种情况所占的比例。 根据加速比的计算公式,
4、如果某一计算任务用向量方式求解比用标 量方式求解要快20倍，称可用向量方式求 解部分所花费时间占总的时间的百分比为 可向量化百分比。请画出加速比与可向量 化比例两者关系的曲线。
设可向量化比例为Pvector，则加速比的计算 公式表示为：
计算机系统结构：作为计算机系统的软、硬 件的界面，主要研究软件、硬件功能分配 和对软件、硬件界面的确定，即哪些功能 由软件完成，哪些功能由硬件完成。
计算机组成：是计算机系统结构的逻辑实现，包括 机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计 等。
计算机实现：是指计算机组成的物理实现。它包括 处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度 和速度，信号传输，器件、模块、插件、底板的 划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装 配等技术以及有关的制造技术和工艺等。
MIPS：它表示每秒百万指令条数。对于一个 给定的程序，MIPS 定义为：
MFLOPS：每秒百万次浮点操作次数，
2、想在系列中发展一种新型号机器，你认为下列哪些设想 是可以考虑的，哪些则是不行的？为什么？ （1）新增加字符数据类型和若干条字符处理指令，以支 持事务处理程序的编译。 （2）为增强中断处理功能，将中断分析由原来的4级增加 到5级，并重新调整中断响应的优先次序。 （3）在CPU和主存之间增设Cache存贮器，以克服因主 存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。 （4）为解决计算误差较大，将机器中浮点数的下溢处理 方法由原来的恒置"1"法，改为增设用只读存贮器存放下 溢处理结果的查表舍入法。 （5）为增加寻址灵活性和减少平均指令字长，将原来全 部采用等长操作码的指令改成有3类不同码长的扩展操作 码；并将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加 一个如VAX-11那样的寻址方式位字段来指明。 （6）将CPU与主存之间的数据通路宽度由16位扩到32位， 以加快主机内部信息的传送。 （7）为了减少使用公用总线的冲突，将单总线改为双总 线。 （8）把原来的0号通用寄存器改作为专用的堆栈指示器。
计算机组成与结构习题及答案
第一章：概述一、选择题1．完好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2．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_ __。
A. 节约元件B. 运算速度快C. 物理器件的性能决定D. 信息处理方便3．从系统构造看，至今绝大多数计算机仍属于__ __型计算机。
A. 并行B. 冯.诺依曼C. 智能D. 实时处理4．计算机外围设备是指__ ___。
A. 输入/输出设备B. 外存储器C. 远程通讯设备D. 除CPU和内存以外的其他设备5．在微型机系统中，外围设备通过___ ___与主板的系统总线相连接。
A. 适配器B. 译码器C. 计数器D. 存放器6．冯·诺依曼机工作的根本方式的特点是__ ____。
A. 多指令流单数据流B. 按地址访问并顺序执行指令C. 堆栈操作D. 存贮器按内容选择地址7．微型计算机的开展一般是以_____技术为标志。
A. 操作系统B. 微处理器C. 磁盘D. 软件8．以下选项中，___ ___不属于硬件。
A. CPUB. ASCIIC. 内存D. 电源9．对计算机的软、硬件进展管理是__ ____的功能。
A. 操作系统B. 数据库管理系统C. 语言处理程序D. 用户程序10．下面的四个表达中，只有一个是正确的，它是____。
A．系统软件就是买的软件，应用软件就是自己编写的软件B．外存上的信息可以直接进入CPU被处理C．用机器语言编写的程序可以由计算机直接执行，用高级语言编写的程序必须经过编译〔解释〕才能执行D．假如说一台计算机配置了FORTRAN语言，就是说它一开机就可以用FORTRAN 语言编写和执行程序答案：1.D 2C. 3.B. 4.D. 5.A. 6B 7.B 8. B 9. A 10. C二、判断题1．在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化应属于科学计算应用方面。
0计算机组成与结构课后习题及答案
计算机组成与结构课后习题及部分答案第1章计算机系统概述1.概述计算机发展经过了哪几代？2.计算机由那些部分组成？3.计算机有哪些分类方法4.计算机硬件系统的性能指标有哪些？5.冯诺依曼计算机的主要设计思想是什么？6.什么是机器字长？它对计算机性能有何影响？7.计算机的工作过程是怎样的？8.计算机的应用领域有哪些？9.从第三代计算机开始，C技术出现并得到发展A.电子管B.晶体管C.集成电路D. CPU10.冯诺依曼计算机中指令和数据都采用D表示。
A.十进制B.八进制C.十六进制D.二进制11.冯·诺依曼计算机工作的基本方式的特点是B。
A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储器按内容选择地址12.对于一个给定的程序，I N表示执行程序中的指令总数，t CPU表示执行该程序所需CPU时间，T为时钟周期，f为时钟频率(T的倒数)，Nc为CPU时钟周期数。
设CPI表示每条指令的平均时钟周期数，MIPS表示CPU每秒钟执行的百万条指令数，请写出如下四种参数的表达式：(1) t CPU(2) CPI (3) MIPS (4) Nc答：(1) t CPU=Nc×T(2) CPI=Nc/I N(3) MIPS=I N/ (t CPU×106) = I N/ (Nc×T×106)第2章数据的表示和运算1.在定点二进制运算器中，减法运算一般是通过D来实现。
A.原码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.原码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器2.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是DA .11001011B .11010110 C.11000001 D.110010013.已知X为整数，且[X]补=10011011，则X的十进制数值是B。
A. +155B.-101C.-155D. +1014.在机器数 B C 中，零的表示是唯一的。
计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社袁春风主编).docx
第1章习题答案5 .若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000请回答下列问题：（1）对于P1,哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MlPS ?在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHZ和1.2GHZ，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1 ,并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么, 该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2 ?为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2 ?为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1 的速度为：200M∕10=20MIPS ；P2 为300k∕0.003=100MIPS。
对于M2，P1 的速度为：150M∕5=30MIPS ；P2 为420k∕0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2,因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10疋00M∕（200×106）=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5X1.2G/（150 ×06）=40°（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1∕（执行时间×介格）R越大说明性价比越高，也即，执行时间×介格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5 ×000,所以，M2的性价比高。
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编
第1章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
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计算机组成与结构课后习题及部分答案第1章计算机系统概述1.概述计算机发展经过了哪几代？2.计算机由那些部分组成？3.计算机有哪些分类方法4.计算机硬件系统的性能指标有哪些？5.冯诺依曼计算机的主要设计思想是什么？6.什么是机器字长？它对计算机性能有何影响？7.计算机的工作过程是怎样的？8.计算机的应用领域有哪些？9.从第三代计算机开始，C技术出现并得到发展A.电子管B.晶体管C.集成电路D. CPU10.冯诺依曼计算机中指令和数据都采用D表示。
A.十进制B.八进制C.十六进制D.二进制11.冯·诺依曼计算机工作的基本方式的特点是B。
A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储器按内容选择地址12.对于一个给定的程序，I N表示执行程序中的指令总数，t CPU表示执行该程序所需CPU时间，T为时钟周期，f为时钟频率(T的倒数)，Nc为CPU时钟周期数。
设CPI表示每条指令的平均时钟周期数，MIPS表示CPU每秒钟执行的百万条指令数，请写出如下四种参数的表达式：(1) t CPU(2) CPI (3) MIPS (4) Nc答：(1) t CPU=Nc×T(2) CPI=Nc/I N(3) MIPS=I N/ (t CPU×106) = I N/ (Nc×T×106)第2章数据的表示和运算1.在定点二进制运算器中，减法运算一般是通过D来实现。
A.原码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.原码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器2.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是DA .11001011B .11010110 C.11000001 D.110010013.已知X为整数，且[X]补=10011011，则X的十进制数值是B。
A. +155B.-101C.-155D. +1014.在机器数 B C 中，零的表示是唯一的。
A.原码B.补码C.移码D.反码5.IEEE754标准32位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为8位，它所能表示的最大规格化正数为A。
A. +(2-2-23)×2+127B.+(1-2-23)×2+127C. +(2-2-23)×2+225D.2+127-2-236.某机字长32位，其中1位为符号位，31位表示尾数。
若用定点小数表示，则最大正小数为B。
A.+(1-2-32)B.+(1-2-31)C.2-32D.2-317.两浮点数相加，求X+Y。
已知：X=2010·0.11011011, Y=2100·(-0.10101100)8.补码一位乘法：设X=-0.1101，Y=0.1011，求［X·Y］补9.设机器字长16位。
定点表示时，数值位15位，符号位1位；浮点表示时，阶码6位，其中阶符1位；尾数10位，其中数符1位；阶码的基数为2。
试求;(1)定点原码整数表示时，最大正数、最小负数各为多少？(2)定点原码小数表示时，最大正数、最小负数各为多少？(3)浮点原码表示时，最大浮点数和最小浮点数各为多少?10.写出下列各二进制数的原码、补码和反码。
0.1010；0；-0；-0.1010；0.1111；-0.0100。
11.设计用若干个全加器和若干个与门、或门实现的8421码十进制加法器单元。
12.设有16个信息位，若果采用海明检验，至少需要设置多少个校验位？应放在哪些位置？答：需5个检验位，应放在从低到高的第1、2、4、8、16位上13.X=-0.0100，Y=0.1111用加减交替法原码一位除计算X/Y的商和余数？若用加减交替法补码一位除结果是多少？第3章存储器层次结构1.存储单元是指___ B __。
A.存放一个二进制信息位的存贮元B.存放一个机器字的所有存贮元的集合C.存放一个字节的所有存贮元的集合D.存放两个字节的所有存贮元的集合2.微型计算机系统中，操作系统保存在硬盘上，其主存储器应该采用__ A ___。
A.RAMB. ROMC.RAM和ROMP3.主存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来__ C ___。
A.存放数据B.存放程序C.存放数据和程序D.存放微程序4.某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为8KB，其余为RAM区，按字节编址。
现在用4K×8位的EPROM芯片和8K×4位的SRAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的EPROM芯片数和SRAM芯片数分别是__ B ___。
A.1,15B.2,14C.1,14D. 2,155.双端口存储器所以能高速进行读/ 写，是因为采用___ D ___。
A.高速芯片B.新型器件C. 流水技术D. 两套相互独立的读写电路6.某DRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为___ D ___。
A.64，16B.16，64C.64，8D.16，167.用8K×8位SRAM芯片设计一个64K×32位的存储器，需要SRAM芯片数目是__ B_片。
A .64 B. 32 C. 16 D. 248.EPROM是指__ D___。
A.随机读写存储器B.只读存储器C.可编程只读存储器D.紫外光可擦可编程只读存储器9. 交叉存储器实质上是一种多模块存储器，它用__ A __方式执行多个独立的读写操作。
A. 流水B. 资源重复C. 顺序D. 资源共享10. 用128K ×8位的SRAM 芯片设计一个总容量为512K ×16位的存储器，即能满足字节存取，又能满足以16位字节的存取。
画出存储器芯片的连接图。
11. 有一个512K*16的存储器，由64K*1的2164RAM 芯片构成(芯片内是4个128*128结构)，设读/写周期T=0.1us ，问： (1)总共需要多少个RAM 芯片？(2)采用分散刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms ，则刷新信号的周期是多少？ (3)采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms ，则刷新信号的周期是多少？ (4)如果采用集中刷新，存储器刷新一遍最少用多少时间？ 答：（1）(512/64)×(16/1)=128片 （2）2*0.1us=0.2 us us（3）2/128= 0.015625ms=15.6 us （4）128×0.1=12.8 us12. 某机器中，已知有一个地址空间为0000H~1FFFH 的ROM 区域，先在用RAM 芯片(8K*4)形成一个16K*8的RAM 区域，起始地址为2000H ，假设RAM 芯片有CS 和WE 信号控制端。
CPU 地址总线为A15~A0，数据总线为D7~D0，控制信号为W R /(读/写)，MREQ (当存储器进行读写操作时，该信号只是地址总线上的地址是有效地)。
要求画出逻辑图。
13. 下图表示一个DRAM 经由总线的读操作时序，存取时间t 1到t 2为60ns ，刷新时间t 2到t 3为40ns 。
行地址列地址数据输出有效地址线RAS__________CAS___R/W 数据线1240ns3(1)存储周期是多少？(2)假定这个DRAM 用l 位输出，它所支持的最大数据传输率是多少？(3)使用这些DRAM 芯片构成32位宽的存储器系统，其产生的数据传输率是多少？ 14. 设某机主存容量为4MB ，Cache 容量为16KB ，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache 每组内共有4个字块）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0、1、2……99号单元读出100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）若Cache 的速度是主存的6倍，试问有Cache 和无Cache 相比，速度提高多少倍？ 15. 某计算机的CACHE-主存层次采用组相联映射方式，字块大小为128B ，CACHE 容量为64块，按4块分组，主存容量为4096块，按字节编址，问:（1）主存地址共需多少位？（2）主存地址字段中主存字块标记，组地址标记和块内地址各需多少位？（3）说明层次结构的存储系统中采用CACHE和虚拟存储器的目的有何不同。
16.设某流水线计算机有一个指令和数据合一的Cache，已知Cache的读／写时间为10ns，主存的读／写时间为100ns,cache的命中率为95%，为简化起见，假设指令流水线在任何情况下都不阻塞。
问：设置cache后，与无cache比较，计算机的运算速度可提高多少倍？17.CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为5000次，主存完成存取的次数为200。
已知cache存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。
求Cache 命中率和平均访存时间。
第4章指令系统1.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是__ B ___。
A. 实现存贮程序和程序控制B. 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C. 可以直接访问外存D. 提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度2.下列关于计算机指令系统的描述中，正确的是___D___。
A. 不设置浮点运算指令的计算机不能用于科学计算B. 处理大量输入输出数据的计算机一定要设置十进制运算指令C. 同系列中不同型号的计算机，保持软件向上兼容的特点D. 指令系统改进围绕缩小指令与高级语言的语义差异及有利于操作系统优化进行3.变址寻址方式中，操作数的有效地址等于__ C ___。
A. 基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B. 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）C. 变址寄存器内容加上形式地址（位移量）D. 程序记数器内容加上形式地址（位移量）4.某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。
假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。
若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转移后的目标地址是___ C ___。
A.2006HB.2007HC.2008HD.2009H5.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采用___ C ___。
A.立即寻址B.变址寻址C.间接寻址D.寄存器寻址6.下列给出的指令系统特点中，有利于实现指令流水线的是___D___。
I. 指令格式规整且长度一致II. 指令和数据按边界对齐存放III. 只有Load/Store指令才能对操作数进行存储访问A.仅I、IIB. 仅II、IIIC. 仅I、II ID. I、II、III7.偏移寻址通过将某个寄存器内容与一个形式地址相加而生成有效地址，下列寻址方式中，不属于偏移寻址方式的___A___。