计算机组成原理第3章习题答案
计算机组成原理第二版课后习题答案
计算机组成原理第二版课后习题答案第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：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。
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）。
6.画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。
答：计算机硬件组成框图如下：控制器运算器CPU存储器接口接口输入设备主机外设输出设备各部件的作用如下：控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。
第3章习题答案 计算机组成原理课后答案(清华大学出版社 袁春风主编)
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10100 10101 +0 0 1 1 0 11010 10101 10101 01011 +00110 11011 01011 10110 10111 +00110 11100 10111 11001 01111 +00110 11111 01111 11110 11111 +00110 00100 11110 +00000 + 1 00100 11111 所以，[X/Y] 补=11111，余数为 00100。
商的数值部分为：00001。所以，[X/Y]原=00001 (最高位为符号位)，余数为 0100。 （5） 将 10 和–6 分别表示成补码形式为：[10] 余数寄存器 R 余数/商寄存器 Q 00000 01010 +11010 11010 01010
补 补
先对被除数进行符号扩展，[10] 补=00000 01010，[6] 补 = 0 0110 说 明 开始 R0 = [X] R1=[X] +[Y] R1 与[Y]同号，则 q5 =1
6．设 A4A1 和 B4B1 分别是四位加法器的两组输入，C0 为低位来的进位。当加法器分别采用串行进位和先 行进位时，写出四个进位 C4 C1 的逻辑表达式。 参考答案： 串行进位： C1 = X1C0+Y1C0 + X1 Y1 C2 = X2C1+Y2C1 + X2 Y2 C3 = X3C2+Y3C2 + X3 Y3 C4 = X4C3+Y4C3 + X4 Y4 并行进位： C1 = X1Y1 + (X1+Y1)C0 C2 = X2Y2 + (X2 +Y2) X1Y1 + (X2+Y2) (X1+Y1)C0 C3 = X3Y3 + (X3 + Y3) X2Y2 + (X3 + Y3) (X2 + Y2) X1Y1 + (X3 + Y3) (X2 + Y2)(X1 + Y1)C0 C4=X4Y4+(X4+Y4)X3Y3+(X4+Y4)(X3+Y3)X2Y2+(X4+Y4)(X3+Y3)(X2+Y2)X1Y1+(X4+Y4)(X3+Y3) (X2+Y2)(X1+Y1)C0 7．用 SN74181 和 SN74182 器件设计一个 16 位先行进位补码加/减运算器，画出运算器的逻辑框图，并给出 零标志、进位标志、溢出标志、符号标志的生成电路。 参考答案（图略） ：
《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(第二版)唐朔飞各章节习题与答案
第一章练习习题（一）2017-04-24马辉安阳师院mh1、通常划分计算机发展时代是以（）为标准的。
A、所用的电子元器件B、运算速度C、计算机结构D、所用语言2、微型计算机的发展以（）技术为标志。
A、操作系统B、微处理器C、磁盘D、软件3、电子计算机技术发展至今，其运行仍遵循一位科学家提出的基本原理，他是（）。
A、牛顿B、爱因斯坦C、爱迪生D、冯诺依曼4、以下说法中，正确的是（）。
A、控制器能理解并执行所有指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元C、所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D、都不对5、电子计算机发展的四代中所用的主要元器件分别是（）A、电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件B、晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质C、电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路D、电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件6、下列选项中不是冯诺依曼机器的最根本特征的是（）。
A、以运算器为中心B、指令并行执行C、存储器按地址访问. word完美格式.D、数据以二进制编码，用二进制运算7、在CPU的组成中不包括（）A、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器8、存储字是指（）A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数9、存储字长是指（）选项同上题10、计算机中数据处理中心是（）A、主机B、运算器C、控制器D、I/O系统11、以下说法错误的是（）A、硬盘是外部设备B、软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的C、硬件实现的功能一般比软件实现具有较高的执行速度D、软件的功能不能由硬件替换12、32位微机是指该计算机所用的CPU（）A、具有32个寄存器B、能同时处理32位的二进制数C、能处理32个字符D、运算的结果最大为2的32次方13、下列选项中，描述浮点数操作速度的指标是（）A、MIPSB、CPI. word完美格式.C、IPCD、MFLOPS14、当前设计高性能计算机的重要技术途径是（）A、提高CPU主频B、采用非冯诺依曼结构C、扩大主存容量D、采用并行处理技术答案：1、A2、B3、D4、B5、C6、B7、B8、A9、B 10、B 11、D 12、B 13、D 14、D第三章练习习题（一）2017-05-04马辉安阳师院mh 1、连接计算机与计算机之间的总线属于（）总线A、片内B、系统C、通信D、都不对2、挂接在总线上的多个部件（）A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线上接收数据B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据3、在总线上，同一时刻（）A、只能有一个主设备控制总线传输操作B、只能有一个从设备控制总线传输操作C、只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作D、可以有多个主设备控制总线传输操作. word完美格式.4、总线是计算机各部件交换信息的公共通路，当使用总线传送数据时在每一时刻在总线上传送（）A、多个部件发送给多个部件的信息B、多个部件发送给一个部件的信息C、一个部件发送给一个部件的多组信息D、一个部件发送给多个部件的一组信息5、系统总线是指（）A、运算器、控制器、寄存器之间的连接部件B、运算器、寄存器、主存之间的连接部件C、运算器、寄存器、外围设备之间的连接部件D、CPU、主存、外围设备之间的连接部件6、系统级的总线是用来连接（）A、CPU内部的运算器和寄存器B、主机系统板上的所有部件C、主机系统板上的各个芯片D、系统中的各个功能模块或设备7、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（）A、地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现B、地址信息和数据信息不能同时出现C、两种信息源的代码在总线中不能同时出现D、都不对8、下面所列的（）不属于系统总线接口的功能A、数据缓存B、数据转换C、状态设置D、完成算术逻辑运算9、地址总线、数据总线、控制总线三类是根据（）来划分的A、总线所处的位置. word完美格式.B、总线传送的内容C、总线的传送方式D、总线的传送方向10、系统总线中地址线的功能是（）A、用于选择主存单元地址B、用于选择进行信息传输的设备C、用于选择外存地址D、用于指定主存或IO设备接口的地址11、CPU的控制总线提供（）A、数据信号流B、所有存储器和IO设备的时序信号及控制信号C、来自IO设备和存储器的响应信号D、包含B和C 12、在系统总线的数据线上，不可能传输的是（）A、指令B、操作数C、握手（应答）信号D、中断类型号答案：1、C2、B3、A4、D5、D6、D7、C8、D 9、B 10、D 11、D 12、C第三章练习习题（二）2017-05-08马辉安阳师院mh1、串行总线主要用于（）A、连接主机与外围设备. word完美格式.B、连接主存与CPUC、连接运算器与控制器D、连接CPU内部各部件2、不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为（）A、并行传输方式B、串行传输方式C、总线复用方式D、分离式通信3、在一个16位的总线系统中，若时钟频率为100MHz，总线周期为5个时钟周期传输一个字，则总线带宽是（）A、4MBpsB、40MBpsC、16MBpsD、64MBps 4、某总线有104根信号线，其中数据总线32根，若总线工作频率为33MHz，则其理论最大传输率为（）A、33MBpsB、64MBpsC、132MBpsD、164MBps5、在链式查询方式下，越靠近控制器的设备（）A、优先级越高，得到总线使用权的机会越多B、优先级越低，得到总线使用权的机会越少C、优先级越低，得到总线使用权的机会越多D、优先级越高，得到总线使用权的机会越少6、若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传输需2个总线时钟周期，则总线数据传输率为（）A、16MbpsB、8MbpsC、16MBpsD、8MBps. word完美格式.7、假设某系统总线在一个总线周期中能并行传输4字节的信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）A、10MBps B、20MBpsC、40MBpsD、80MBps8、设一个32位微处理器配有16位的外部数据总线，若时钟频率为50MHz，若总线传输最短周期为4个时钟周期，则总线的最大数据传输率为（）A、12.5MBpsB、25MBpsC、50MBpsD、16MBps9、在三种集中式总线仲裁中，（）方式对电路故障最敏感A、链式查询B、计数器定时查询C、独立请求D、都一样10、在独立请求方式下，若有N个设备，则（）A、需N个总线请求信号和N个总线响应信号B、有一个总线请求信号和N个总线响应信号C、总线请求信号多于总线响应信号D、总线请求信号少于总线响应信号11、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）A、有N条总线请求信号B、共用一条总线请求信号C、有N-1条总线请求信号D、无法确定答案：. word完美格式.1、A2、C3、B4、C5、A6、D7、B8、B9、A 10、A 11、B第三章练习习题（三）2017-05-09马辉安阳师院mh1、总线主设备是指（）A、掌握总线控制权的设备B、申请作为主设备的设备C、被从设备访问的设备D、总线裁决部件2、总线的从设备是指（）A、申请作为从设备的设备B、被主设备访问的设备C、掌握总线控制权的设备D、总线源设备3、总线上信息的传输总是由（）A、CPU启动B、总线控制器启动C、总线主设备启动D、总线从设备启动4、以下叙述中错误的是（）A、总线结构的传送方式可以提高数据的传输速度B、与独立请求发送相比，链式查询方式对电路的故障更敏感C、PCI总线采用同步传输协议和集中式仲裁方式D、总线的带宽是总线本身所能达到的最高传输速率5、同步控制方式是（）A、只适用于CPU控制的方式. word完美格式.B、只适用于外围设备控制的方式C、由统一时序信号控制的方式D、所有指令执行时间都相同的方式6、同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速度，是因为（）A、同步通信不需要应答信号且总线长度较短B、同步通信用一个公共的时钟信号进行同步C、同步通信中，各部件存取时间比较接近D、以上各项因素的综合结果7、以下各项中，（）是同步传输的特点A、需要应答信号B、各部件的存取时间比较接近C、总线长度较长D、总线周期长度可变8、在同步通信中，一个总线周期的传输过程通常是（）A、先传送数据，再传送地址B、先传送地址，再传送数据C、只传送数据D、都不对9、总线的异步通信方式（）A、不采用统一时钟信号，只采用握手信号B、既采用统一时钟信号，又采用握手信号C、既不采用统一时钟信号，又不采用握手信号D、采用统一时钟信号，不采用握手信号10、下列选项中英文缩写均为总线标准的是（）A、PCI、CRT、USB、EISAB、ISA、CPI、VESA、EISA. word完美格式.C、ISA、SCSI、RAM、MIPSD、ISA、EISA、PCI、PCI-Express11、在目前计算机上广泛使用的U盘，其接口使用的总线标准是（）A、VESAB、USBC、AGPD、PCI答案：1、A2、B3、C4、A5、C6、D7、B8、B9、A 10、D 11、B第四章练习习题（一）2017-05-27马辉安阳师院mh 1、和外存储器相比，内存储器的特点是（）A、容量大、速度快、成本低B、容量大、速度慢、成本高C、容量小、速度快、成本高D、容量小、速度快、成本低2、存储体按照一定的顺序划分成许多存储单元，存储单元有一个编号，称为存储单元的地址，访问存储器必须按照地址进行，存储单元中存放的是（）A、存储器单元的地址编号B、指定单元存放的数据C、将要写入存储单元的内容D、访问存储器的控制命令3、磁盘属于（）类型的存储器. word完美格式.A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器4、某计算机系统，其操作系统保存在硬盘上，其内存储器应该采用（）A、RAMB、ROMC、RAM和ROMD、都不对5、计算机的存储系统是指（）A、RAMB、ROMC、主存储器D、Cache、主存储器和外存储器6、、一般存储系统由三级组成，下列关于各级存储器的作用及速度、容量的叙述中正确的是（）A、主存存放正在CPU中运行的程序，速度较快，容量很大B、Cache存放当前所有频繁访问的数据，特点是速度最快、容量较小C、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很慢D、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很快7、以下器件中存取速度最快的是（）A、CacheB、主存C、寄存器D、磁盘8、在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（）A、主存储器B、磁盘. word完美格式.C、磁带D、光盘9、下列叙述中，（）是正确的A、主存可由RAM和ROM组成B、主存只能由RAM组成C、主存只能由ROM组成D、都不对10、在存储器层次结构中，存储器从速度最快到最慢的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、寄存器-Cache-辅存-主存D、寄存器-Cache-主存-辅存11、在存储器层次结构中，存储器从容量最大到最小的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、辅存-主存-Cache-寄存器D、寄存器-Cache-主存-辅存12、用户程序所存放的主存空间属于（）A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器答案：1、C2、B3、D4、C5、D6、C7、C8、A9、A 10、D 11、C 12、A. word完美格式.第四章练习习题（二）2017-05-31马辉安阳师院mh1、以下（）表示从主存M中读出数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)2、以下（）表示向主存M中写入数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)3、下列说法中正确的是（）A、半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B、DRAM是易失性RAM，而SRAM中的存储信息是不易失的C、半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电，所存信息是不丢失的D、半导体RAM是非易失性的RAM4、下面有关系统主存的叙述中，错误的是（）A、RAM是可读可写存储器，ROM是只读存储器B、ROM和RAM的访问方式相同，都采用随机访问方式进行C、系统的主存由RAM和ROM组成D、系统的主存都是用DRAM芯片实现的5、静态半导体存储器SRAM指（）A、在工作过程中，存储内容保持不变B、在断电后信息仍保持不变. word完美格式.C、不需动态刷新D、芯片内部有自动刷新逻辑6、半导体静态存储器SRAM的存储原理是（）A、依靠双稳态电路B、依靠定时刷新C、依靠读后再生D、信息不再变化7、动态RAM的特点是（）A、工作中存储内容动态地变化B、工作中需要动态地改变访存地址C、每隔一定时间刷新一遍D、每次读出后需根据原存内容全部刷新一遍8、和静态RAM相比，动态RAM具有（）优点A、容量能随应用任务需要动态变化B、成本低、功耗低C、掉电后内容不会丢失D、内容不需要再生9、DRAM的刷新是以（）为单位进行的A、存储单元B、行C、列D、存储元10、某SRAM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（）A、64、16B、16、64C、64、8D、16、1611、某存储器容量为32K×16位，则（）A、地址线为16根，数据线为32根. word完美格式.B、地址线为32根，数据线为32根C、地址线为15根，数据线为16根D、地址线为15根，数据线为32根12、在存储器芯片中，地址译码采用双译码方式是为了（）A、扩大寻址范围B、减少存储单元数目C、增加存储单元数目D、减少存储单元选通线数目13、在1K×1位的存储芯片中，采用双译码方式，译码器的输出信号有（）条A、1024B、64C、32D、10 答案：1、A2、B3、C4、D5、C6、A7、C8、B9、B 10、D 11、C 12、D 13、B第四章练习习题（三）2017-06-01马辉安阳师院mh1、以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是（）A、DRAMB、SRAMC、FLASHD、EEPROM2、既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又在断电后可不丢失信息的ROM是（）A、EEPROMB、FLASH. word完美格式.C、EPROMD、PROM3、下列存储器中可电改写的只读存储器是（）A、EEPROMB、EPROMC、ROMD、RAM4、下列几种存储器中，（）是易失性存储器A、CacheB、EPROMC、Flash MemoryD、CDROM5、下列各类存储器中，不采用随机方式的是（）A、EPROMB、CDROMC、DRAMD、SRAM6、某内存若为16MB，则表示其容量为（）KBA、16B、16384C、1024D、16000 7、若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址从小到大依次是（）A、12345678B、78563412C、87654321D、341278568、某计算机字长为32位，存储器容量为16MB，CPU按半字寻址时可寻址的单元数为（）A、224B、223C、222D、2219、某计算机字长为16位，存储器容量为64KB，CPU按字寻址，其可寻址的单元数是（）A、64KB、32KBC、32KD、64KB10、4片16K×8位的存储芯片，可设计为（）容量的存储器. word完美格式.A、32K×16位B、16K×16位C、32K×8位D、8K×16位11、16片2K×4位的存储器可以设计为（）存储容量的16位存储器A、16KB、32KC、8KD、2K12、设CPU地址总线有24根，数据总线有32根，用512K×8位的RAM 芯片构成该机的主存储器，则该机主存最多需要（）片这样的存储芯片。
《计算机组成原理》第3章习题答案
《计算机组成原理》第3章习题答案第3章习题解答1．指令长度和机器字长有什么关系?半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表⽰什么意思?解：指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度可以等于机器字长，也可以⼤于或⼩于机器字长。
通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
2．零地址指令的操作数来⾃哪⾥?⼀地址指令中，另⼀个操作数的地址通常可采⽤什么寻址⽅式获得?各举⼀例说明。
解：双操作数的零地址指令的操作数来⾃堆栈的栈顶和次栈顶。
双操作数的⼀地址指令的另⼀个操作数通常可采⽤隐含寻址⽅式获得，即将另⼀操作数预先存放在累加器中。
例如，前述零地址和⼀地址的加法指令。
3．某机为定长指令字结构，指令长度16位；每个操作数的地址码长6位，指令分为⽆操作数、单操作数和双操作数三类。
若双操作数指令已有K种，⽆操作数指令已有L种，问单操作数指令最多可能有多少种?上述三类指令各⾃允许的最⼤指令条数是多少?解：X= (24⼀K)×26⼀[L/26]双操作数指令的最⼤指令数：24⼀1。
单操作数指令的最⼤指令数：15×26⼀l(假设双操作数指令仅1条，为⽆操作数指令留出1个扩展窗⼝)。
⽆操作数指令的最⼤指令数：216⼀212⼀26。
其中212为表⽰某条⼆地址指令占⽤的编码数，26为表⽰某条单地址指令占⽤的编码数。
此时双操作数和单操作数指令各仅有1条。
4．设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，试提出⼀种分配⽅案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条⼆地址指令，180条单地址指令。
解：4条三地址指令000 XXX YYY ZZZ．．011 XXX YYY ZZZ8条⼆地址指令100 000 XXX YYY．．100 111 XXX YYY180条单地址指令101 000 000 XXX．．111 110 011 XXX5．指令格式同上题，能否构成：三地址指令4条，单地址指令255条，零地址指令64条?为什么?解：三地址指令4条000 XXX YYY ZZZ．．011 XXX YYY ZZZ单地址指令255条100 000 000 XXX．．111 111 110 YYY只能再扩展出零地址指令8条，所以不能构成这样的指令系统。
计算机组成原理第三章运算方法与运算器(含答案)
第三章运算方法与运算器3.1定点数运算及溢出检测随堂测验1、定点运算器可直接进行的运算是（) (单选)A、十进制数加法运算B、定点数运算C、浮点数运算D、定点数和浮点数运算2、设计计算机字长为8位，两个十进制数X = -97 ，Y = 63, [x]补- [y]补的结果为（）（单选）A、01100000B、11011110C、负溢出D、正溢出3、下列关于定点运算溢出的描述中，正确的是( ) （多选）A、补码数据表时，同号数相加可能发生溢出B、补码数据表时，异号数相减可能发生溢出C、参加运算的两个数，当作为有符号数和无符号数进行加法运算时，不可能两者都溢出D、溢出检测既可用硬件实现，也可用软件实现4、设Ｘ为被加（减）数，Ｙ为加（减）数，Ｓ为运算结果，均采用补码数据表示，下列关于溢出电路设计的描述中，正确的是（）（多选）A、采用单符号位时，直接用Ｘ、Ｙ和Ｓ的符号位就可设计溢出监测电路B、采用双符号位时，可直接用Ｓ的双符号位设计溢出检测电路C、采用单符号位时，可直接用Ｘ、Ｙ最高有效数据位运算后的进位位和Ｓ的进位设计溢出监测电路D、对无符号数的加／减运算，可利用运算器的进位信号设计溢出检测电路3.2 定点数补码加、减运算器设计随堂测验1、如图所示为基于FA的运算器：为了利用一位全加器FA并配合使用控制信号P，当P= 0/1时实现A、B两个数的加法/减法运算，图中空白方框处电路的逻辑功能应该是（）（单选）A、与门B、或门C、异或门D、非门2、如图所示为带溢出检测功能的运算器该电路完成的溢出检测功能是（）（多选）A、带符号数的加法溢出检测B、带符号数的加法溢出检测C、无符号数的加法溢出检测D、无符号数减法的溢出检测3、下列关于并行进位的描述中，正确的是（）（多选）A、并行进位可以提高运算速度B、并行进位模式下，各进位位采用不同电路各自产生，相互间不再有依存关系C、采用先行进位部件和ALU模块可构建长度可变的并行进位运算器D、并行进位只对加法有效，而对减法无效4、四位并行ALU中有两个特殊的输出端，分别是：G =A3B3+(A3+B3)(A2B2+(A2+B2)(A1B 1+ (A1+B1) A 0B0)) 为进位产生函数，P=(B3+A3) (B2+A2)( A1+B1 ) (A0+B0)为进位传递函数下列关于P、G的描述中，正确的是（）（多选）A、设计P和G的目的是为了构建位数更长的并行ALUB、P和G对算术运算和逻辑运算都有意义C、P的作用是将本片ALU的最低进位输入位传递到本片ALU的最高进位输出端D、G的作用是根据参与运算的两个数据产生本片ALU的最高进位输出3.3 原码一位乘法随堂测验1、设计算机字长为8位，X = - 19，对该分别执行算术左移和逻辑左移一位后的结果分别为（）（单选）A、11011010 ，11011010B、11110010 ，11110010C、11011000 ，11011000D、11110000 ，111100002、设计算机字长为8位，X = - 19，对该分别执行算术右移和逻辑右移一位后的结果分别为（）（单选）A、11111001，11111001B、11111001，01111001C、11110110，01110110D、11110110，111101103、关于原码一位乘法的下列描述中，正确的是（）（多选）A、数据取绝对值参加运算B、符号位单独处理C、乘法执行过程中的所有移位都是算术移位D、最后的结果由部分积寄存器和乘数寄存器共同保存4、计算机字长为n位, 下列关于原码一位乘法操作过程的描述中，正确的是（) （多选）A、乘法过程中共执行n 次算术右移和n 次加法运算B、乘法过程中共执行n -1次算术右移和n-1 次加法运算C、乘法过程中，部分积加0 还是加x的绝对值，取决于此时的YnD、乘法过程中右移部分积是为了使部分积与下次的加数按位对齐3.4 补码一位乘法随堂测验1、16位补码0X 8FA0扩展为32位的结果是（) （单选）A、0X 0000 8FA0B、0X FFFF 8FA0C、0X FFFF FFA0D、0X8000 8FA02、计算机字长为n位, 下列关于补码一位乘法操作过程的描述中，正确的是（) （多选）A、乘法过程中共执行n 次加法和n-1 部分积右移B、乘法过程中共执行n -1次算术右移和n-1 次加法运算C、乘法过程中，部分积加0 、[x]补还是[-x]补，取决于此时的Yn+1 与Yn的差D、乘法过程中右移部分积的目的是为了使部分积与下次的加数对齐3、关于补码码一位乘法的下列描述中，正确的是（）（多选）A、符号位和数据位一起参加运算B、运算开始前，需要在乘数寄存器Y后面补上Yn+1且其初值为0C、乘法执行过程中的对部分积的移位是算术右移D、最后的结果由部分积寄存器和乘数寄存器共同保存3.5 乘法运算器设计随堂测验1、下图为原码一位乘法器原理图正确的是（）（单选）A、A: 部分积寄存器B:乘数寄存器C: |X| D: YnB、A: 部分积寄存器B:乘数寄存器C: |X| D: Yn+1C、A: 被乘数寄存器B:乘数寄存器C: |X| D: YnD、A: 被乘数寄存器B:乘数寄存器C: |X| D: Yn+12、下图为补码一位乘法原理图正确的是（) （单选）。
白中英计算机组成原理第三章答案
主存16MB
Cache块号需要14位
主存地址为24位 主存标记位有24－14－2 = 8位
顺序存储器和交叉存储器连续读出m=8个字的数据信息量为： q = 8×64 = 512位 顺序存储器所需要的时间为 t1 = m×T =8×100ns =800ns =8×10-7s 故顺序存储器的带宽为 W1= q/t1 = 512/(8×10-7) = 64×107[bit/s] 交叉存储器所需要的时间为 t2 = T+ (m-1)×τ= 100ns + (8-1)×50ns = 450ns =4.5×10-7s 故交叉存储器的带宽为 W1= q/t2 = 512/(4.5×10-7) = 113.8×107[bit/s]
9、CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420 次，主存完成存取的次数为80次， 已知cache存储周期为40ns，主存存储周期为240ns， 求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
命中率 h = Nc/(Nc+Nm) = 2420/(2420+80) = 0.968
主存与Cache的速度倍率
第3章 内部存储器
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字节的信息？
32 2 * 4M字节 = 220×32 bit 8 ②如果存储器有512K×8位SRAM芯片组成，需要多少片?
20
存储容量 = 存储单元个数×每单元字节数
需要做存储芯片的字位扩展；
位扩展：4片512K×8位芯片构成512K×32位的存储组； 字扩展：2组512K×32位存储组构成1M×32位的存储器；
15、假设主存容量16M×32位，Cache容量 64K×32位，主存与Cache之间以每块4×32位大 小传送数据，请确定直接映射方式的有关参数，并 画出主存地址格式。
(完整版)计算机组成原理第3章习题参考答案
第3章习题参考答案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) 需要多少位地址作芯片选择？解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问；(1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条?(2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条?解：(1) 共需内存条条4641664226=⨯⨯M (2) 每个内存条内共有个芯片32846416=⨯⨯M M (3) 主存共需多少个RAM 芯片， 共有4个内存条，1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位16448163264=⨯=⨯⨯K K数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理第3章习题参考答案
第3章习题参考答案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字节的信息？(2) 如果存储器由512KX8位SRAM 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：220 x —= 4M 字节8(3)用512Kx8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字 长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址 进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4MX8位 的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用存条结构形式，问； (1) 若每个存条为16MX64位，共需几个存条？ (2) 每个存条共有多少DRAM 芯片？(3) 主存共需多少DRAM 芯片？ CPU 如何选择各存条？ 解：226x64(1) 共需4条存条16M x64(2) 每个存条共有16；V/- 64 =32个芯片4Mx8⑶ 主存共需多少=128个RAM 芯片，共有4个存条，故CPU 4M x 8 4M x 8 选择存条用最高两位地址临和他5通过2： 4译码器实现；其余的24根地址线用 于存条部单元的选择。
3、用16KX8位的DRAM 芯片构成64KX32位存储器，要求： (1)画出该存储器的组成逻辑框图。
⑵ 设存储器读/写周期为0.5uS, CPL •在luS 至少要访问一次。
试问采用哪种 刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍 所需的实际刷新时间是多少？ 解：(1)用16KX8位的DRAM 芯片构成64KX32位存储器，需要用64/Cx32 = 4x4 = 16 16K x8 个芯片，其中每4片为一组构成16KX32位一一进行字长位数扩展(一组的4个芯片 只有数据信号线不互连——分别接D 。
〜DM 叭D®〜仏和加〜皿其余同名引脚220 x 32 需要冷22O X 322I9X 8=8片互连)，需要低14位地址(A°〜AQ 作为模块各个芯片的部单元地址一一分成行、列 地址两次由A 。
计算机组成原理课程习题答案_秦磊华
解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
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。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR：系统的平均修复时间。
MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
1-3-4-5计算机组成原理课后习题答案
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和执行；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和执行，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。
汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令，高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于数学的语言，直观，通用，与具体机器无关。
4、答：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。
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，大都属于抽象的属性。
5、答：特点是：(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，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置(5) 指令在存储器内按顺序存放。
通常，指令是顺序执行的，在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。
计算机组成原理第五版白中英（详细）第3章习题答案
第3章习题答案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字节的信息？ (2) 如果存储器由512K ×8位SRA M 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K(3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DR A M 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少D RAM 芯片? (3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需内存条条4641664226=⨯⨯M (2) 每个内存条内共有个芯32846416=⨯⨯M M 片 (3) 主存共需多少个RAM 1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DR A M 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DR A M 芯片构成64K ×32位存储器，需要用个芯16448163264=⨯=⨯⨯K K 片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D0~D 7、D 8~D 15、D 16~D23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。
总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。
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。
2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？答：总线的分类：（1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线；（2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等；（3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。
系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。
按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。
（1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8位、16位或32位。
（2）地址总线：地址总线主要是用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址，地址总线上的代码是用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU输出，是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20根，则对应的存储单元个数为220。
（3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。
3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。
答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。
（1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。
这种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？答：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、计数器定时查询、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；计数器定时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；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。
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。
计算机组成原理第三章部分课后题答案（唐朔飞版）
计算机组成原理第三章部分课后题答案（唐朔飞版）3.2 总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用，是单向的，还是双向的，它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？总线分类方式：·按数据传送方式：并行传输总线、串行传输总线·按总线使用范围：计算机（包括外设）总线、测控总线、网络通信总线·按连接部件：片内总线、系统总线、通信总线系统总线：是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。
系统总线分类：·数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，双向传输，位数与机器字长、存储字长有关·地址总线：主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址或I/O设备的地址，单向传输，位数与存储单元的个数有关，地址线为n根，则存储单元个数有2的n次方·控制总线：用来发出各种控制信号，对任一条控制线而言，为单向传输，对控制总线总体而言，可认为双向传输3.4 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？总线上的信息传送是由主设备启动的，若多个主设备同时要使用总线，则由总线控制器的判优、仲裁逻辑按一定的优先等级顺序确定哪个主设备使用总线。
集中式总线判优控制的三种方式·链式查询1、只需很少的几根线就能按一定优先次序实现总线控制2、很容易扩充设备3、对电路故障很敏感，且优先级别低的设备可能很难获得请求·计数器定时查询1、计数可以从0开始，此时一旦设备的优先次序被固定，设备的优先级就按0，1，2，…，n的顺序降序排列，且固定不变2、计数也可以从上一次计数的终止点开始，即是一中循环方法，此时设备使用总线的优先级相等3、计数器的初始值还可以有程序设置，故优先次序可任意改变·独立请求方式1、响应速度快2、优先次序灵活（通过程序改变）3、控制线数量多，总线控制更复杂3.5 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。
计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节习题及标准答案
第一章练习习题(一)２0１7－0４-2４马辉安阳师院ｍｈ1、通常划分计算机发展时代是以(）为标准的。
Ａ、所用的电子元器件B、运算速度Ｃ、计算机结构 D、所用语言2、微型计算机的发展以（)技术为标志。
A、操作系统B、微处理器Ｃ、磁盘D、软件3、电子计算机技术发展至今，其运行仍遵循一位科学家提出的基本原理，他是（)。
A、牛顿B、爱因斯坦C、爱迪生Ｄ、冯诺依曼4、以下说法中，正确的是（）。
Ａ、控制器能理解并执行所有指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元Ｃ、所有的数据运算都在CＰU的控制器中完成D、都不对5、电子计算机发展的四代中所用的主要元器件分别是()A、电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件B、晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质C、电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路D、电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件6、下列选项中不是冯诺依曼机器的最根本特征的是（）。
Ａ、以运算器为中心B、指令并行执行Ｃ、存储器按地址访问Ｄ、数据以二进制编码,用二进制运算7、在ＣＰU的组成中不包括()Ａ、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器８、存储字是指()Ａ、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数Ｃ、存储单元的个数Ｄ、机器指令的位数9、存储字长是指（）选项同上题10、计算机中数据处理中心是（)Ａ、主机B、运算器C、控制器D、I/O系统11、以下说法错误的是（）A、硬盘是外部设备B、软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的C、硬件实现的功能一般比软件实现具有较高的执行速度Ｄ、软件的功能不能由硬件替换12、32位微机是指该计算机所用的CPU(）A、具有32个寄存器Ｂ、能同时处理32位的二进制数Ｃ、能处理32个字符D、运算的结果最大为2的32次方13、下列选项中，描述浮点数操作速度的指标是（）Ａ、ＭIＰS Ｂ、CPIC、ＩＰC Ｄ、ＭFLOＰS１４、当前设计高性能计算机的重要技术途径是(）A、提高CＰU主频B、采用非冯诺依曼结构C、扩大主存容量Ｄ、采用并行处理技术答案：１、A 2、B 3、Ｄ4、B 5、Ｃ6、B 7、B ８、A ９、B 10、B １１、D 12、B 1３、D 1４、Ｄ第三章练习习题（一）２017－０5-04马辉安阳师院mｈ１、连接计算机与计算机之间的总线属于（)总线Ａ、片内B、系统Ｃ、通信D、都不对2、挂接在总线上的多个部件（)Ａ、只能分时向总线发送数据,并只能分时从总线上接收数据Ｂ、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据Ｃ、可同时向总线发送数据,并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据３、在总线上,同一时刻（）A、只能有一个主设备控制总线传输操作B、只能有一个从设备控制总线传输操作C、只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作D、可以有多个主设备控制总线传输操作4、总线是计算机各部件交换信息的公共通路,当使用总线传送数据时在每一时刻在总线上传送（）Ａ、多个部件发送给多个部件的信息B、多个部件发送给一个部件的信息C、一个部件发送给一个部件的多组信息。
计算机组成原理第3章习题参考答案
第3章习题参考答案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) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用16448163264=⨯=⨯⨯K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理习题参考答案
第3章习题参考答案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) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用16448163264=⨯=⨯⨯K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理第3章习题参考答案解析
第3章习题参考答案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) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用16448163264=⨯=⨯⨯K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
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第3章习题解答1．指令长度和机器字长有什么关系半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么意思解：指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度可以等于机器字长，也可以大于或小于机器字长。
通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
2．零地址指令的操作数来自哪里一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用什么寻址方式获得各举一例说明。
解：双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。
双操作数的一地址指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式获得，即将另一操作数预先存放在累加器中。
例如，前述零地址和一地址的加法指令。
3．某机为定长指令字结构，指令长度16位；每个操作数的地址码长6位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。
若双操作数指令已有K种，无操作数指令已有L种，问单操作数指令最多可能有多少种上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少解：X= (24一K)×26一[L/26]双操作数指令的最大指令数：24一1。
单操作数指令的最大指令数：15×26一l(假设双操作数指令仅1条，为无操作数指令留出1个扩展窗口)。
无操作数指令的最大指令数：216一212一26。
其中212为表示某条二地址指令占用的编码数，26为表示某条单地址指令占用的编码数。
此时双操作数和单操作数指令各仅有1条。
4．设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。
解：4条三地址指令000 XXX YYY ZZZ．．011 XXX YYY ZZZ8条二地址指令100 000 XXX YYY．．100 111 XXX YYY180条单地址指令101 000 000 XXX．．111 110 011 XXX5．指令格式同上题，能否构成：三地址指令4条，单地址指令255条，零地址指令64条为什么解：三地址指令4条000 XXX YYY ZZZ．．011 XXX YYY ZZZ单地址指令255条100 000 000 XXX．．111 111 110 YYY只能再扩展出零地址指令8条，所以不能构成这样的指令系统。
6．指令中地址码的位数与直接访问的主存容量和最小寻址单位有什么关系解：主存容量越大，所需的地址码位数就越长。
对于相同容量来说，最小寻址单位越小，地址码的位数就越长。
7．试比较间接寻址和寄存器间址。
解：间接寻址方式的有效地址在主存中，操作数也在主存中；寄存器间址方式的有效地址在寄存器中，操作数在主存中。
所以间接寻址比较慢。
8．试比较基址寻址和变址寻址。
解：基址寻址和变址寻址在形成有效地址时所用的算法是相同的，但是它们两者实际上是有区别的。
一般来说，变址寻址中变址寄存器提供修改量(可变的)，而指令中提供基准值(固定的)；基址寻址中基址寄存器提供基准值(固定的)，而指令中提供位移量(可变的)。
这两种寻址方式应用的场合也不同，变址寻址是面向用户的，用于访问字符串、向量和数组等成批数据；而基址寻址面向系统，主要用于逻辑地址和物理地址的变换，用以解决程序在主存中的再定位和扩大寻址空间等问题。
在某些大型机中，基址寄存器只能由特权指令来管理，用户指令无权操作和修改。
9．某机字长为16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有50条指令。
若有直接寻址、间接寻址：变址寻址、相对寻址四种寻址方式，试设计其指令格式。
解：操作码6位，寻址方式2位，地址码8位。
10．某机字长为16位，主存容量为64K字，指令格式为单字长单地址，共有64条指令。
试说明：(1)若只采用直接寻址方式，指令能访问多少主存单元(2)为扩充指令的寻址范围，可采用直接／间接寻址方式，若只增加一位直接／间接标志，指令可寻址范围为多少指令直接寻址的范围为多少(3)采用页面寻址方式，若只增加一位z／c(零页／现行页)标志，指令寻址范围为多少指令直接寻址范围为多少(4)采用(2)、(3)两种方式结合，指令的寻址范围为多少指令直接寻址范围为多少解：因为计算机中共有64条指令，所以操作码占6位，其余部分为地址码或标志位。
(1)若只采用直接寻址方式，地址码部分为10位，指令能访问的主存单元数为210=1K 字。
(2)若采用直接／间接寻址方式，将增加了一位直接／间接标志，地址码部分为9位，指令直接寻址的范围为29=0．5K字，指令可寻址范围为整个主存空间216=64K字。
(3)若采用页面寻址方式，将增加一位z／c(零页／现行页)标志，所以指令直接寻址范围仍为29=0．5K字，指令寻址范围仍为216=64K字。
(4)此时将需要@和z／c两个标志位，所以指令直接寻址范围为28=0．25K字，指令寻址范围仍为216=64K字。
11．设某机字长32位，CPU有32个32位的通用寄存器，设计一个能容纳的单字长指令系统。
(1)如果是存储器间接寻址方式的寄存器一存储器型指令，能直接寻址的空间是多少(2)如果采用通用寄存器作为基址寄存器，能直接寻址的最大主存空间又是多少解：因为计算机中共有64条指令，所以操作码占6位；32个通用寄存器，寄存器编号占5位；其余部分为地址码或标志位。
(1)如果是存储器间接寻址方式的寄存器一存储器型指令，操作码6位，寄存器编号5位，间址标志1位，地址码20位，直接寻址的最大主存空间是220字。
(2)如果采用通用寄存器作为基址寄存器，EA=(Rb)+A，能直接寻址的最大主存空间是232字。
12．已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下：其中：OP为操作码，R为通用寄存器地址。
试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字(1)A为立即数。
(2)A为直接主存单元地址。
(3)A为间接地址(非多重间址)(4)A为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R1(字长为16位)。
解： (1)1个机器字。
(2)256个机器字。
(3)65536个机器字。
(4)65536个机器字。
13．计算下列4条指令的有效地址(指令长度为16位)。
(1)000000Q(2)l00000Q(3)170710Q(4)012305Q假定：上述4条指令均用八进制书写，指令的最左边是一位间址指示位@(@=O，直接寻址；@=1，间接寻址)，且具有多重间访功能；指令的最右边两位为形式地址；主存容量215单元，下表为有关主存单元的内容(八进制)。
解：(1)000000Q因为指令的最高位为0，故为直接寻址，EA=A=00000Q。
(2)100000Q因为指令的最高位为1，故指令为间接寻址。
(00000)=100002，最高位仍为1，继续间接寻址，(00002)=054304，其最高位为0，表示已经找到有效地址，EA=54304Q。
(3)170710Q因为指令的最高位为1，故指令为间接寻址。
(00010)=100005，最高位仍为1，继续间接寻址。
(00005)=100001，最高位仍为1，继续间接寻址。
(00001)=046710，其最高位为0，表示已找到有效地址，EA=46710Q。
(4)012305Q因为指令的最高位为0，故为直接寻址，EA=A=00005Q。
14．假定某机的指令格式如下：其中：Bitll=1：间接寻址；Bit8=1：变址寄存器I1寻址；Bit7=1：变址寄存器I2寻址；Bit6(零页／现行页寻址)：Z／C=0，表示O页面；Z／C=1，表示现行页面，即指令所在页面。
若主存容量为212个存储单元，分为26个页面，每个页面有26个字。
设有关寄存器的内容为 (PC)=0340Q (11)=11llQ (12)=0256Q试计算下列指令的有效地址。
(1)1046Q(2)2433Q(3)32150(4)1111Q解：(1)1046Q=001 000 100 110因为4个标志位均为0，故为直接寻址，EA=A=0046Q。
(2)2433Q一010 100 011 011因为Bit8(I1)=1，故为变址寄存器1寻址，EA=(I1)+A=1111+33=1144Q。
(3)3215Q=011 010 001 101因为Bit7(I2)=1，故为变址寄存器2寻址，EA=(I2)+A=0256+15=0273Q。
(4)111lQ一001 001 001 001因为Bit6(z／C)=1，故为当前页寻址，EA=(PC)H∥A=03∥11=0311Q。
15．假定指令格式如下：，其中：D／I为直接／间接寻址标志，D／I=0表示直接寻址，D／I=1表示间接寻址。
其余标志位同题14说明。
若主存容量为216个存储单元，分为28个页面，每个页面有28个字。
设有关寄存器的内容为(I1)=002543Q (I2)=063215Q (PC)=004350Q试计算下列指令的有效地址。
(1)152301Q(2)074013Q(3)161123Q(4)140011Q解：(1) 152301Q =1 101 010 011 000 001因为Bit10(I2)=1，故为变址寄存器2寻址，EA=(I2)+A=063215+301=063516Q。
(2) 074013Q=0 111 100 000 001 011因为Bit11(I1)=1，故为变址寄存器1寻址，EA=(I1)+A=002543+013=002556Q。
(3) 161123Q=1 110 001 001 010 011因为Bit9(z／C)=1，故为当前页寻址，EA=(PC)∥A=994123Q。
(4)140011Q=1 100 000 000 001 001因为4个标志位均为O，故为直接寻址，EA=A=000011Q。
16．举例说明哪几种寻址方式除去取指令以外不访问存储器哪几种寻址方式除去取指令外只需访问一次存储器完成什么样的指令，包括取指令在内共访问4次存储器解：除去取指令外不访问存储器：立即寻址，寄存器寻址。
除去取指令外只需访问一次存储器：直接寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址寻址，相对寻址，页面寻址。
二级间接寻址包括取指令在内共访问4次存储器。
17．设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，用补码表示，假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H，且CPU每取一个字节便自动完成(PC)+1一PC的操作。
试问当执行JMP*+8和JMP*一9指令(*为相对寻址特征)时，转移指令第二字节的内容各为多少转移的目的地址各是什么解：转移指令第二字节的内容分别为：00001000(+8)，(一9)转移的目的地址分别为：200AH，1FF9H。
18．什么叫主程序和子程序调用子程序时还可采用哪几种方法保存返回地址画图说明调用子程序的过程。