计算机系统结构课后习题一、二、三、四答案
计算机系统结构部分习题参考答案
《计算机系统结构》部分习题参考答案1.2 解：这儿要注意的是第一级是最低的级别，而不是最高的级别。
第二级：NKns 第三级：N2Kns 第四级：N3Kns1.4 解：第二级：N/M ks 第三级：(N/M)2 ks 第四级：(N/M)3 ks1.6 解：计算机系统结构：是从系统结构设计者的角度看到的系统特性及功能视图，它对计算机组成提出了明确的功能需求和设计目标。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现。
计算机实现：计算机组成的物理实现。
例：对于同样系统结构的IBM系列机，人们为了提高性能，加入了通道、外围处理机、先行控制、流水线等。
而对于组成相仿的两类计算机，器件的集成度、布局等物理实现又可能不同。
1.8 解：对汇编语言程序员而言透明的有：指令缓冲器、时标发生器、乘法器、先行进位链、移位器。
1.11 解：系列机是指由同一厂家生产并具有相同系统结构的计算机，但具有不同的计算机组成与实现。
可行：(1) (3) (4) (6) (7)不可行：(2) (5) (8)1.17 解：Sn = 1/((1 – Fe) + Fe/Se) = 1/((1 – 0.9) + 0.9/5) = 3.571.19 解：CPI＝∑CPIi×[I i/Ic]＝45000/105＋（32000×2）/105＋（15000×2）/105＋（8000×2）/105＝1.55MIPS ＝(40 ×106)/(1.55 ×106) ＝25.8MIPSTe ＝105/(25.8 ×106) ＝3.88ms1.24 解：CPI ＝1，则有：T未＝IC ×CPI ×T（1 －5％) ＝0.95 IC×TT优＝IC×CPI×T（1 －30％）＋IC×CPI×T×30％（1－1/3）＝0.9 IC×T由于T优/T未＝0.9/0.95 ＝0.947所以，优化后的方案使计算机工作速度更快。
计算机体系结构课后答案
第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。
这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。
虚拟机：用软件实现的机器。
翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。
执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。
Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。
包括时间局部性和空间局部性。
CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。
存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。
其基本点是指令驱动。
程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。
系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
计算机系统结构（课后习题答案）[整理文档]
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第一章计算机系统结构的基本概念1.有一个计算机系统可按功能分成4级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
现若需第i级的N 条指令解释第i+1级的一条指令，而有一段第1级的程序需要运行Ks，问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2级上等效程序需运行：(N/M)*Ks。
第3级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks。
第4级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
note: 由题意可知：第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
而现在第i 级有N条指令解释第i+1级的一条指令，那么，我们就可以用N/M来表示N/M 表示第i+1级需(N/M)条指令来完成第i级的计算量。
所以，当有一段第1级的程序需要运行Ks时，在第2级就需要(N/M)Ks，以此类推2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡（硬件）上，而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3.试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。
（1）计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。
如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/主存，通道、设备控制器，外设4级构成。
其中，中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统，只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行，在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
计算机系统结构课后答案
计算机系统结构课后答案第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语⾔从低级到⾼级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每⼀层以⼀种不同的语⾔为特征。
这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语⾔机器级，汇编语⾔机器级，⾼级语⾔机器级，应⽤语⾔机器级等。
虚拟机：⽤软件实现的机器。
翻译：先⽤转换程序把⾼⼀级机器上的程序转换为低⼀级机器上等效的程序，然后再在这低⼀级机器上运⾏，实现程序的功能。
解释：对于⾼⼀级机器上的程序中的每⼀条语句或指令，都是转去执⾏低⼀级机器上的⼀段等效程序。
执⾏完后，再去⾼⼀级机器取下⼀条语句或指令，再进⾏解释执⾏，如此反复，直到解释执⾏完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种⾓度看⼜好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速⽐：对系统中某部分进⾏改进时，改进后系统性能提⾼的倍数。
Amdahl定律：当对⼀个系统中的某个部件进⾏改进后，所能获得的整个系统性能的提⾼，受限于该部件的执⾏时间占总执⾏时间的百分⽐。
程序的局部性原理：程序执⾏时所访问的存储器地址不是随机分布的，⽽是相对地簇聚。
包括时间局部性和空间局部性。
CPI：每条指令执⾏的平均时钟周期数。
测试程序套件：由各种不同的真实应⽤程序构成的⼀组测试程序，⽤来测试计算机在各个⽅⾯的处理性能。
存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。
其基本点是指令驱动。
程序预先存放在计算机存储器中，机器⼀旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执⾏这些程序，⾃动完成由程序所描述的处理⼯作。
计算机系统结构习题答案(李学干)
计算机系统结构习题解答第一章习题一1.2一台经解释实现的计算机，可以按照功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。
若执行第1级的一条指令需K纳秒时间，那么执行第2、3、4级的一条指令个需要多少时间？解：①分析：计算机按功能分级时，最底层的为第1级。
向上一次是第2 、3、4级。
解释执行是在低级机器级上，用它的一串指令或语句来解释执行高一级上的一条指令的功能。
是逐条解释的。
②解答：执行第2、3、4级的一条指令各需KNns,KN2ns,KN3ns的时间。
1.3操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令，这些指令可以用微程序直接实现，而不由操作系统自己来实现。
根据你对习题1.2的回答，你认为这样做有哪两个好处？答：可以加快操作系统操作命令解释的速度。
同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占用的空间。
简化了操作系统机器级的设计。
也有利于减少传统机器级的指令条数。
1.5硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？试举例说明。
答：硬件和软件在逻辑意义上是等效的。
在物理意义上是不等效的。
①在原理上，用硬件或固件实现的功能完全可以用软件来完成。
用软件实现的功能也可以用硬件或固件来完成。
功能一样。
②只是反映在速度、价格、实现的难易程度上，这两者是不同的。
性能不同。
③例如，浮点运算在80386以前一直是用软件实现的。
到了80486，将浮点运算器集成到了CPU中，可以直接通过浮点运算指令用硬件实现。
但速度却高的多。
1.9下列哪些对系统程序员是透明的？哪些对应用程序员是透明的？系列机各档不同的数据通路宽度；虚拟存储器；Cache存储器；程序状态字；“启动I/O”指令；“执行”指令；指令缓冲器。
答：①对系统程序员和应用程序员均透明的：是全用硬件实现的计算机组成所包含的方面。
有：数据通路宽度、Cache存储器、指令缓冲器。
②仅对应用程序员透明的：是一些软硬件结合实现的功能。
有：虚拟存储器、程序状态字、“启动I/O”指令。
《计算机系统结构》及参考答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于 D 是透明的.A. 操作系统设计者B. 任何程序员C. 系统结构设计者D. 应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是 C .A. 外部中断B. I/O中断C. 执行“访管”指令D. 机器校验中断3. 高速外部设备磁盘机适合连接于 C .4. 页式虚拟存储器页表的作用是 A .A. 反映虚页在主存的存储情况B. 仅反映虚页是否调入主存C. 反映主存实页与Cache的对应关系D. 反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是 C 的.D.软件优于固件6. 计算机中最优化的操作码编码方法是 D .码码C.扩展操作码 D.哈夫曼编码7. 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级 A .A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是 D .A．传统机器级B．高级语言机器C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指 A .A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够 C .A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容11．设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 软件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 B .A. 完全不同种类的机型B. 系统结构相同的机器C. 宿主机和目标机D. 虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对 C 是透明的。
计算机系统结构第1章部分习题参考答案
第1章部分习题参考答案1.1 解释下列术语⏹翻译：先用转换程序将上一级机器级上的程序整个地变换成下一级机器级上可运行的等效程序，然后再在下一级机器级上去实现的技术。
⏹解释：在下一级机器级上用它的一串语句或指令来仿真上一级机器级上的一条语句或指令的功能，通过对上一级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
⏹层次结构：将计算机系统由上往下依次划分为应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器级和微程序机器级。
对于一个具体的计算机系统，层次的多少会有所不同。
⏹计算机系统结构：传统机器级的程序员所看到计算机的基本属性，即计算机的概念性结构和功能特性。
简称为计算机的外特性。
⏹计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，也常称为计算机组织。
该组织包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
⏹计算机实现：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、速度和信号，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。
⏹透明性：本来存在的事物或属性，但从某个角度看似乎不存在，称为透明性现象。
⏹固件：是一种具有软件功能的硬件。
如将软件固化在ROM中，就是一种固件。
⏹由上往下设计：先考虑如何满足应用要求，确定好面对使用者那级机器应有什么基本功能和特性，然后再逐级往下设计，每级都考虑怎样优化上一级实现。
这种方法适合于专用机设计。
⏹由下往上设计：根据现有的部件，并参照或吸收已有各种机器的特点，先设计出微程序机器级（如果采用微程序控制）及传统机器级，然后再为不同应用配置多种操作系统和编译系统软件，采用合适的算法来满足相应的应用。
这是20世纪60-70年代前常用的通用机设计思路。
⏹系列机：同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列的机器。
⏹软件兼容：同一软件可以不加修改地运行于系统结构相同的不同档次的机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只是运行时间不同。
计算机系统结构课后习题解析
课后习题第一章计算机系统结构的基本概念1.有一个计算机系统可按功能分成4级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M 倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
现若需第i级的N条指令解释第i+1级的一条指令，而有一段第1级的程序需要运行Ks，问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2级上等效程序需运行：(N/M)*Ks。
第3级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks。
第4级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
note:由题意可知：第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
而现在第i级有N条指令解释第i+1级的一条指令，那么，我们就可以用N/M来表示N/M 表示第i+1级需(N/M)条指令来完成第i级的计算量。
所以，当有一段第1级的程序需要运行Ks时，在第2级就需要(N/M)Ks，以此类推2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡（硬件）上，而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3.试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。
（1）计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。
如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/主存，通道、设备控制器，外设4级构成。
其中，中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统，只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行，在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
计算机系统结构课后答案
第1章部分习题参考答案1.1 解释下列术语⏹翻译：先用转换程序将上一级机器级上的程序整个地变换成下一级机器级上可运行的等效程序，然后再在下一级机器级上去实现的技术。
⏹解释：在下一级机器级上用它的一串语句或指令来仿真上一级机器级上的一条语句或指令的功能，通过对上一级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
⏹层次结构：将计算机系统由上往下依次划分为应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器级和微程序机器级。
对于一个具体的计算机系统，层次的多少会有所不同。
⏹计算机系统结构：传统机器级的程序员所看到计算机的基本属性，即计算机的概念性结构和功能特性。
简称为计算机的外特性。
⏹计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，也常称为计算机组织。
该组织包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
⏹计算机实现：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、速度和信号，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。
⏹透明性：本来存在的事物或属性，但从某个角度看似乎不存在，称为透明性现象。
⏹固件：是一种具有软件功能的硬件。
如将软件固化在ROM中，就是一种固件。
⏹由上往下设计：先考虑如何满足应用要求，确定好面对使用者那级机器应有什么基本功能和特性，然后再逐级往下设计，每级都考虑怎样优化上一级实现。
这种方法适合于专用机设计。
⏹由下往上设计：根据现有的部件，并参照或吸收已有各种机器的特点，先设计出微程序机器级（如果采用微程序控制）及传统机器级，然后再为不同应用配置多种操作系统和编译系统软件，采用合适的算法来满足相应的应用。
这是20世纪60-70年代前常用的通用机设计思路。
⏹系列机：同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列的机器。
⏹软件兼容：同一软件可以不加修改地运行于系统结构相同的不同档次的机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只是运行时间不同。
计算机系统结构课后答案(1)
第四章课后题1、设二级虚拟存储器的TA1=10^(-7)s、TA2=10^(-2)s,为使存储层次的访问效率e达到最大值的80%以上，命中率H至少要求达到多少实际上这样高的命中率是很难达到的，那么从存储层次上如何改进解：∵e=1/[H+(1-H)r] 且 r=TA2/TA1 ∴H至少达到%这样的命中率很难达到，可在二级存储器间加一层电子磁盘，降低r，从而降低对H的要求。
2、程序存放在模32单字交叉存储器中，设访存申请队的转移概率λ为25%,求每个存储周期能访问到的平均字数。
当模数为16呢由此你可得到什么结论解：B=[ 1-(1-λ)^m] /λ由λ=,m=32 求得：B=4-4*(3/4)^32=4同理，m=16时 ,B=4-4*(3/4)^16=由此可看出，当转移概率λ为25%比较大时，采用模32与模16的每个存储周期能访问的平均字数非常相近。
就是说，此时，提高模数m对提高主存实际频宽已不显著。
实际上，模数m的进一步增大，会因工程实现上的问题，导致实际性能反而可能比模16的还要低，且价格更高。
所以模数m不宜太大。
对于λ为2 5%的情况，可以计算机出m=8时，其B已经接近于了。
3、设主存每个分体的存取周期为2μs，宽度为4个字节。
采用模m多分体交叉存取，但实际频宽只能达到最大频宽的倍。
现要求主存实际频宽为4MB/S,问主存模数m应取多少方能使两者速度基本适配其中m取2的幂。
解：由题意已知存取周期Tm=2*10^(-6)s,宽度W=4B,B实==4*2^20B/S,Bm=W*m/Tm=*10^6B/Sm=Bm*Tm/W=*10^6*2*10^-6/4=所以m取4能满足要求.①微秒（百万分之一秒) 1μs=10^-6s②计量单位中的M(兆)是10的6次方，见到M自然想起要在该数值的后边续上六个0，即扩大一百万倍。
在二进制中，MB也表示到了百万级的数量级，但1MB不正好等于1000000字节，而是1048576字节，即 1MB = 2E+20 Bytes = 1048 576Bytes。
计算机系统结构(课后习题答案)
第一章计算机系统结构的基本概念1.有一个计算机系统可按功能分成4级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
现若需第i级的N 条指令解释第i+1级的一条指令，而有一段第1级的程序需要运行Ks，问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2级上等效程序需运行：(N/M)*Ks。
第3级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks。
第4级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
note: 由题意可知：第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
而现在第i 级有N条指令解释第i+1级的一条指令，那么，我们就可以用N/M来表示N/M 表示第i+1级需(N/M)条指令来完成第i级的计算量。
所以，当有一段第1级的程序需要运行Ks时，在第2级就需要(N/M)Ks，以此类推2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡（硬件）上，而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3.试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。
（1）计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。
如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/主存，通道、设备控制器，外设4级构成。
其中，中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统，只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行，在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
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习题一1.第2级的一条指令能完成第一级的M条指令的计算量。
第一级的1条指令的计算量用第2级的1/M条指令能完成。
第1级的N条指令解释第2级的一条指令。
即第2级的一条指令执行时间为第1级的（N*1/M）倍。
以此类推。
第3级的一条指令执行时间为第2级的（N*1/M）倍。
为第1级的（N*1/M）2倍。
第4级的一条指令执行时间为第3级的（N*1/M）倍。
为第2级的（N*1/M）2倍。
为第1级的（N*1/M）3倍。
2.教材P2。
3.教材P6- P7。
4.教材P3。
教材P26。
5.教材P3。
教材P26。
6.教材P3。
教材P26。
7.教材P11- P12。
教材P26。
8.教材P22。
9.教材P21。
习题二1.教材P27。
教材P33- P34。
2．教材P30。
教材P29- P31。
3．教材P32- P33。
4．教材P35- P37。
阶值P=6，尾数m=48。
基r m=2 m’= m/log2 r m=48/1=48 最小阶值（非负阶）000000=0 0最大阶值2p-1 26-1=64-1=63尾数最小值(规格化数) r m—1 1/2尾数最大值1- r m—m’1- 2-48最小值r m0* r m—1 1/2最大值（r m2p-1）*（1- r m—m’）263*（1- 2-48）阶的个数2p 64数的总个数2p* r m m’ *（r m-1）/ r m 26*248*（2-1）/2= 253 阶值P=6，尾数m=48。
基r m=8 m’= m/log2 r m=48/3=16最小阶值（非负阶）000000=0 0最大阶值2p-1 26-1=64-1=63尾数最小值(规格化数) r m—1 1/8尾数最大值1- r m—m’1- 8-16最小值r m0* r m—1 1/8最大值（r m2p-1）*（1- r m—m’）863*（1- 8-16）阶的个数2p 64数的总个数2p* r m m’ *（r m-1）/ r m 26*816*（8-1）/8=7 *251 阶值P=6，尾数m=48。
基r m=16 m’= m/log2 r m=48/4=12最小阶值（非负阶）000000=0 0最大阶值2p-1 26-1=64-1=63尾数最小值(规格化数) r m—1 1/16尾数最大值1- r m—m’1- 16-12最小值r m0* r m—1 1/16最大值（r m2p-1）*（1- r m—m’）1663*（1- 16-12）阶的个数2p 64数的总个数2p* r m m’ *（r m-1）/ r m 26*1612*（16-1）/16=15 *2505．教材P35- P37。
阶值P=2，基r m=10 m’= m/log2 r m= m / log2 10=1向上取整，尾数m=4。
最小阶值（非负阶）00=0 0最大阶值2p-1 22-1=4-1=3尾数最小值(规格化数) r m—1 1/10尾数最大值1- r m—m’1- 10-1最小值r m0* r m—1 1/10最大值（r m2p-1）*（1- r m—m’）103*（1- 10-1）=900 阶的个数2p 4数的总个数2p* r m m’ *（r m-1）/ r m 22*101*（10-1）/10= 9*24=36 阶值P=2，基r m=4 m’= m/log2 r m= m / log2 4=2向上取整，尾数m=4。
最小阶值（非负阶）00=0 0最大阶值2p-1 22-1=4-1=3尾数最小值(规格化数) r m—1 1/4尾数最大值1- r m—m’1- 4-2最小值r m0* r m—1 1/4最大值（r m2p-1）*（1- r m—m’）43*（1- 4-2）=60阶的个数2p 4数的总个数2p* r m m’ *（r m-1）/ r m 22*42*（4-1）/4= 3*24=486．教材P39- P40。
地址内容0000 0000001 0010010 0010011 0100100 0100101 0110110 0110111 1001000 1001001 1011010 1011011 1101100 1101101 1111110 111 以上均为舍入法1111 111 截断法7．教材P42。
变址寻址适合在标量计算机中，通过循环程序对变址寄存器内容修改其变址值，来对向量或数组等数据结构中的元素进行访问和处理。
基址寻址则主要是对程序的逻辑地址空间到物理地址空间进行变换时使用的，以支持程序使用动态再定位的技术。
设计一种只用6位地址码就可以指向一个大地址空间中任意64个地址之一的寻址机构，意味着指令中为寻找该操作数的地址码只有6位，只能表示64中状态（即找到64个地址之一）。
要找到这64个地址之一在哪个大空间，就得采用其他办法来指明。
（航母+舰载机）隐含寻址。
用指令隐含指出某个专门的寄存器（变址寄存器或基址寄存器）中存放的基址值来给出大空间的区域。
物理地址=某个专门的寄存器中存放的基址值+指令中为寻找该操作数的地址码。
程序计数器。
程序计数器中的内容就是大空间的区域。
物理地址=程序计数器中的基址值+指令中为寻找该操作数的地址码。
8.教材P44- P46。
等长码：14条指令需要4位表示。
哈弗曼码：第一步：将所有指令的使用频度由小到大（自左向右）排序。
0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 ……0.14 0.15 0.15第二步：每次选择其中最小的二个频度合并成一个频度。
再按该频度大小插入余下来未参与结合的频度值中。
第三步：组成哈弗曼树。
第四步：组成哈弗曼编码。
第五步：计算哈弗曼编码平均码长。
3.38位两种码长的扩展操作码：使用频度较高的0.11 …… 0.14 0.15 0.15这6种指令用3位，000，001，010，011，100，101。
把多余的2个三位码110，111中的高位11作为扩展出的2位（短码不可能成为长码的前缀）。
其余使用频度较低的0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 ……0.04这8种指令再用用3位，11000，11001，11010，11011，11100，11101。
平均码长。
3.4位9.教材P47- P48。
图2.18指令字长为12位，每个地址码为3位。
三地址指令：操作码（3位）地址1（3位）地址2（3位）地址3（3位）三地址指令只有4条，余下的高2位10、11作为扩展成长操作码的标志。
单地址指令：操作码（9位）地址（3位）把100，101，110，111和余下的6位作为操作码，就可以组成4*26=256条单地址指令。
零地址指令：操作码（12位）如果单地址指令255条，则只余下111111111这个码作为扩展标志。
无法与低3位组成4位，不能满足表示16条零地址指令需要。
如果单地址指令254条，则余下111111111和111111110这2个码作为扩展标志。
可以与低3位组成4位，能满足表示16条零地址指令需要。
10.教材P47- P48。
指令字长为16位，每个地址码为6位。
双地址指令：操作码（4位）地址1（6位）地址2（6位）单地址指令：操作码（10位）地址（6位）双地址指令有X条，则可以用来表示可扩展的操作码有24—X种，再与剩余的6位组合。
即单地址指令最多可以有（24—X）*26种。
11.教材P44。
教材P49。
12.教材P44- P46。
⑴按哈弗曼码画图计算⑵按2-5扩展操作码计算⑶单字节指令操作码2位，寄存器-寄存器型，6位地址分配给寄存器，每个寄存器占3位。
允许可编址的通用寄存器个数为23个。
⑷短指令：操作码（2位）寄存器1（3位）寄存器2（3位）长指令：操作码（5位）寄存器1（3位）变址寄存器（3位）相对位移（5位）|————主存逻辑地址——————|⑸最大相对位移量为25个字节。
13.教材P55。
设计RISC机器的一般原则：精简指令的条数；简化指令的格式，让指令字等长，并让所有指令都在一个机器周期执行完；扩大机器中通用寄存器的个数，只让存、取两类指令可以访存，其他的指令一律只能对寄存器进行操作；指令的实现以组合电路硬联实现为主，少量指令可采用微程序解释；精心设计高质量的编译程序来优化支持高级语言程序的实现。
设计RISC机器的基本技术：按设计RISC机器的一般原则来精选和优化设计指令系统；逻辑上采用硬联组合电路为主，适当辅以微程序控制来实现；在CPU内设置大量的寄存器，并采用重叠寄存器组的窗口；指令采用重叠和流水的方式解释，并采用延迟转移；采用高速缓冲存储器Cache缓冲指令和数据。
14.教材P54。
教材P58。
习题三1.教材P64- P66。
通信的可靠性分析。
串行链接对通信的可靠性，主要表现于“总线可用”线及其有关电路的失效会造成系统整体瘫痪的问题。
一旦“总线可用”线出现断路或碰地，其高电平不能顺链往下传送，就会使后面的部件在要求使用总线时，其请求无法得到响应。
为了提高可靠性，可以对“总线可用”线及其有关电路，采用重复设置两套或多套来解决。
定时查询对通信的可靠性要比串行链接的高。
因为总线控制器通过计数，查询到某个出故障的部件时，故障部件不会给出“总线忙”信号。
这样，不会影响控制器继续计数，去查询下一个部件，所以整个总线系统的工作不会瘫痪。
独立请求对通信的可靠性同样要比串行链接的高。
因为某个部件在发生故障时不发总线请求，或即使发出总线请求，总线控制器也可以通过软件或硬件的措施，将发生故障的部件送来的请求屏蔽掉，使之不让其参与总线的分配。
所以，某个部件的故障不会导致整个总线系统的工作出于瘫痪状态。
2.教材P71- P73。
⑴由图表可知，1级最高。
3级次之。
4级再次之。
2级最低。
1→3→4→2⑵教材P73。
自画图。
3.教材P71- P73。
⑴图示如下：中断处理程序级别中断级屏蔽位1 2 3 4 51 1 1 1 1 12 0 1 1 0 03 0 0 1 0 04 0 1 1 1 15 0 1 1 0 1⑵教材P80。
自画图。
4.教材P76- P77。
字节多路通道每选择好一台设备后，设备与通道只传送一个字节就释放总线，通道以字节交叉的方式轮流为多台低速设备服务。
某台设备要想传送n个字节，就需要经过n次申请使用通道总线才行。
数组多路通道在每选择好一台设备后，要连续传送完固定K个字节的成组数据后，才释放总线，通道再去选择下一台设备，再传送该设备的K个字节。
如此，以成组方式轮流交叉的为多台高速设备服务。
某台设备要想传送n个字节，就需要经过n/K次申请使用通道总线才行。
选择通道每选择一台设备，就让该设备独占通道，将n个字节全部传送完后，才释放通道总线，再去选择下一台设备，再传送它的全部字节数据。
因此，每台设备为传送n个字节数据，只需一次申请使用通道总线。