第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1.什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？解：P3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的綜合體。計(jì)算機(jī)硬件：指計(jì)算機(jī)中的電子線路和物理裝置。計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序及相關(guān)資料。硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。.馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？解：馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：P8計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；指令和數(shù)據(jù)以同同等地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可以按地址訪問；指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制表示：指令由操作碼、地址碼兩大部分組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的位置；指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；機(jī)器以運(yùn)算器為中心（原始馮?諾依曼機(jī)）。.解釋下列概念：主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長、指令字長。解：P9-10主機(jī)：是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，由CPU和主存儲(chǔ)器MM合成為主機(jī)。CPU：中央處理器，是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成；（早期的運(yùn)算器和控制器不在同一芯片上，現(xiàn)在的CPU內(nèi)除含有運(yùn)算器和控制器外還集成了CACHE）。主存：計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存取；由存儲(chǔ)體、各種邏輯部件及控制電路組成。存儲(chǔ)單元：可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位。存儲(chǔ)元件：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存取。存儲(chǔ)字：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位。存儲(chǔ)字長：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)。存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開描述）。機(jī)器字長：指CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。指令字長：一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)。.解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O,MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、功能三部分。CPU：CentralProcessingUnit,中央處理機(jī)（器）,是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，主要由運(yùn)算器和控制器組成。PC：ProgramCounter,程序計(jì)數(shù)器，其功能是存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)形成下一條指令地址。IR：InstructionRegister,指令寄存器，其功能是存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。CU：ControlUnit,控制單元(部件)，為控制器的核心部件，其功能是產(chǎn)生微操作命令序列。ALU：ArithmeticLogicUnit,算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，為運(yùn)算器的核心部件，其功能是進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算。ACC：Accumulator,累加器，是運(yùn)算器中既能存放運(yùn)算前的操作數(shù)，又能存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器。MQ：Multiplier-QuotientRegister,乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。X：此字母沒有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來存放操作數(shù)；MAR：MemoryAddressRegister,存儲(chǔ)器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲(chǔ)單元的地址。MDR：MemoryDataRegister,存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主存中用來存放從某單元讀出、或要寫入某存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。I/O：Input/Outputequipment,輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱,用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS：MillionInstructionPerSecond,每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位。.畫出主機(jī)框圖，分別以存數(shù)指令“STAM”和加法指令“ADDM”(M均為主存地址)為例，在圖中按序標(biāo)出完成該指令(包括取指令階段)的信息流程(如一①)。假設(shè)主存容量為256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，指出圖中各寄存器的位數(shù)。解：主機(jī)框圖如P13圖1.11所示。STAM指令：PC-MAR,MAR-MM,MM-MDR,MDR-IR,OP(IR)-CU,Ad(IR)-MAR,ACC-MDR,MAR-MM,WRADDM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假設(shè)主存容量256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均為32位，PC和MAR寄存器均為28位。.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？解：計(jì)算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法：?通過不同的時(shí)間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段(或取指微程序)取出的為指令,在執(zhí)行指令階段(或相應(yīng)微程序)取出的即為數(shù)據(jù)。?通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是指令，由指令地址碼部分提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是操作數(shù)。第2章計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用.通常計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)？答：P22主要以組成計(jì)算機(jī)基本電路的元器件為依據(jù)，如電子管、晶體管、集成電路等。.舉例說明專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別。答：按照計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性可以將計(jì)算機(jī)劃分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，但犧牲了效率、速度和經(jīng)濟(jì)性，而專用計(jì)算機(jī)是最有效、最經(jīng)濟(jì)和最快的計(jì)算機(jī)，但適應(yīng)性很差。例如個(gè)人電腦和計(jì)算器。.什么是摩爾定律？該定律是否永遠(yuǎn)生效？為什么？答：P23,否，P36第3章系統(tǒng)總線1.什么是總線？總線傳輸有何特點(diǎn)？為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)具備什么特點(diǎn)？答：P41.總線是多個(gè)部件共享的傳輸部件?？偩€傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：某?時(shí)刻只能有?路信息在總線上傳輸，即分時(shí)使用。為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)通過三態(tài)驅(qū)動(dòng)緩沖電路與總線連通。.為什么耍設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見的集中式總線控制有幾種？各有何特點(diǎn)？哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快？哪種方式對(duì)電路故障最敏感？答：總線判優(yōu)控制解決多個(gè)部件同時(shí)申請(qǐng)總線時(shí)的使用權(quán)分配問題：常見的集中式總線控制有三種：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求；特點(diǎn)：鏈?zhǔn)讲樵兎绞竭B線簡單，易于擴(kuò)充，對(duì)電路故障最敏感；計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式優(yōu)先級(jí)設(shè)置較靈活，對(duì)故障不敏感，連線及控制過程較復(fù)雜；獨(dú)立請(qǐng)求方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。.解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線的主設(shè)備（或主模塊）、總線的從設(shè)備（或從模塊）、總線的傳輸周期和總線的通信控制。答：P46,總線寬度：通常指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)；總線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時(shí)間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復(fù)用：指同一條信號(hào)線可以分時(shí)傳輸不同的信號(hào)?？偩€的主設(shè)備（主模塊）：指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；總線的從設(shè)備（從模塊）：指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊）,它只能被動(dòng)接受主設(shè)備發(fā)來的命令；總線的傳輸周期：指總線完成?次完整而可靠的傳輸所需時(shí)間；總線的通信控制：指總線傳送過程中雙方的時(shí)間配合方式。.試比較同步通信和異步通信。答：同步通信：指由統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，控制方式簡單，靈活性差，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，總線工作效率明顯下降。適合于速度差別不大的場合。異步通信：指沒有統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，有利于提高總線工作效率。8.為什么說半同步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)？答:半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時(shí)鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時(shí)間不一致，因此工作效率介于兩者之間。.為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)？你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些？什么叫plugandplay?哪些總線有這一特點(diǎn)？答：總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題：目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、EISA,PCI等;plugandplay：即插即用,EISA、PCI等具有此功能。.畫一個(gè)具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。答：在總線的兩端分別配置三態(tài)門，就可以使總線具有雙向傳輸功能。ao-f [> 廠bo3n-<> ——1-biiT Ha室b bSa.設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D四個(gè)寄存器，要求選用合適的74系列芯片，完成下列邏輯設(shè)計(jì)：(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)D-A、D-B和DfC寄存器間的傳送；(2)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)下列操作：T0時(shí)刻完成D-總線；T1時(shí)刻完成總線一A；T2時(shí)刻完成Af總線；T3時(shí)刻完成總線一B。解：(1)由T打開三態(tài)門將D寄存器中的內(nèi)容送至總線bus,由cp脈沖同時(shí)將總線上的數(shù)據(jù)打入到A、B、C寄存器中.T和cp的時(shí)間關(guān)系如圖(1)所示。cp脈沖(2)三態(tài)門1受T0+T1控制，以確保TO時(shí)刻D-總線，以及T1時(shí)刻總線一接收門1-A。三態(tài)門2受T2+T3控制，以確保T2時(shí)刻A-總線，以及T3時(shí)刻總線一接收門2fB。TO、TkT2、T3波形圖如圖(2)所示。cprLTLiijunjI I cprLTLiijunjI I I I I IBUSlr A圖(2)第四章.存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層次？計(jì)算機(jī)如何管理這些層次？答：存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在Cache-主存和主存-輔存這兩個(gè)存儲(chǔ)層次上。Cache-主存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要對(duì)CPU訪存起加速作用，即從整體運(yùn)行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價(jià)卻接近于主存。主存-輔存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要起擴(kuò)容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲(chǔ)器其容量和位價(jià)接近于輔存，而速度接近于主存。綜合上述兩個(gè)存儲(chǔ)層次的作用，從整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)來看，就達(dá)到了速度快、容量大、位價(jià)低的優(yōu)化效果。上存與CACHE之間的信息調(diào)度功能全部由硬件自動(dòng)完成。而土存與輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即將主存與輔存的一部分通過軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲(chǔ)器，程序員可使用這個(gè)比主存實(shí)際空間(物理地址空間)大得多的虛擬地址空間(邏輯地址空間)編程，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，再由軟、硬件自動(dòng)配合完成虛擬地址空間與主存實(shí)際物理空間的轉(zhuǎn)換。因此，這兩個(gè)層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對(duì)于程序員來說都是透明的。.說明存取周期和存取時(shí)間的區(qū)別。解：存取周期和存取時(shí)間的主要區(qū)別是：存取時(shí)間僅為完成一次操作的時(shí)間，而存取周期不僅包含操作時(shí)間，還包含操作后線路的恢復(fù)時(shí)間。即：存取周期=存取時(shí)間+恢復(fù)時(shí)間.什么是存儲(chǔ)器的帶寬？若存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為200ns,則存儲(chǔ)器的帶寬是多少？解：存儲(chǔ)器的帶寬指單位時(shí)間內(nèi)從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量。存儲(chǔ)器帶寬=l/200ns乂32位=160M位/秒=20MB/秒=5M字/秒注意：字長32位，不是16位。(注：InsFO's).某機(jī)字長為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB,按字編址它的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址,試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。解：存儲(chǔ)容量是64KB時(shí)，按字節(jié)編址的尋址范圍就是64K,如按字編址，其尋址范圍為：64K/(32/8)=16K主存字地址和字節(jié)地址的分配情況：(略)。.一個(gè)容量為16Kx32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？1KX4位，2KX8位，4KX4位，16Kxi位，4K義8位，8KX8位解：地址線和數(shù)據(jù)線的總和=14+32=46根；選擇不同的芯片時(shí)，各需要的片數(shù)為：1KX4：(16KX32)/(1KX4)=16X8=128片2KX8：(16KX32)/(2KX8)=8X4=32片4KX4：(16KX32)/(4KX4)=4X8=32片16KX1：(16KX32)/(16KX1)=1X32=32片4KX8：(16KX32)/(4KX8)=4X4=16片8KX8：(16KX32)/(8KX8)=2X4=8片.試比較靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM。答：略。(參看課件).什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有兒種方法。解：刷新：對(duì)DRAM定期進(jìn)行的全部重寫過程；刷新原因：因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作：常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新，存在CPU訪存死時(shí)間.分散式：在每個(gè)讀/寫周期之后插入一個(gè)刷新周期，無CPU訪存死時(shí)間。異步式：是集中式和分散式的折衷。.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？解：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有兩種：線選法和重合法。線選法：地址譯碼信號(hào)只選中同一個(gè)字的所有位，結(jié)構(gòu)簡單，費(fèi)器材；重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點(diǎn)即為所選單元。這種方法通過行、列譯碼信號(hào)的重合來選址，也稱矩陣譯碼?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅(qū)動(dòng)方式。.一個(gè)8KX8位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成256X256形式，存取周期為0.1us。試問采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各為多少？解：采用分散刷新方式刷新間隔為:2ms,其中刷新死時(shí)間為:256X0.1ms=25.6ms采用分散刷新方式刷新間隔為：256X（0.lus+XO.Ins）=51.2ns采用異步刷新方式刷新間隔為:2ms.畫出用1024X4位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)容量為64Kx8位的存儲(chǔ)器邏輯框圖。要求將64K分成4個(gè)頁面，每個(gè)頁面分16組，指出共需多少片存儲(chǔ)芯片。解:設(shè)采用SRAM芯片，貝IJ：總片數(shù)=（64KX8位）/（1024X4位）=64X2=128片胭意分析：本題設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)上分為總體、頁面、組三級(jí)，因此畫圖時(shí)也應(yīng)分三級(jí)畫。首先應(yīng)確定各級(jí)的容量：頁面容量=總?cè)萘?頁面數(shù)=64KX8/4=16KX8位，4片16Kx8字串聯(lián)成64KX8位組容量=頁面容量/組數(shù)=16KX8位/16=小義8位，16片出*8位字串聯(lián)成161（*8位組內(nèi)片數(shù)=組容量/片容量=1KX8位/1KX4位=2片，兩片1KX4位芯片位并聯(lián)成1KX8位存儲(chǔ)器邏輯框圖：（略）。.設(shè)有一個(gè)64Kx8位的RAM芯片，試問該芯片共有多少個(gè)基本單元電路（簡稱存儲(chǔ)基元）？欲設(shè)計(jì)一種具有上述同樣多存儲(chǔ)基元的芯片，要求對(duì)芯片字長的選擇應(yīng)滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，試確定這種芯片的地址線和數(shù)據(jù)線，并說明有幾種解答。解：存儲(chǔ)基元總數(shù)=64Kx8位=512K位=2'9位；思路：如要滿足地址線和數(shù)據(jù)線總和最小，應(yīng)盡量把存儲(chǔ)元安排在字向，因?yàn)榈刂肺粩?shù)和字?jǐn)?shù)成2的嘉的關(guān)系，可較好地壓縮線數(shù)。解：設(shè)地址線根數(shù)為a,數(shù)據(jù)線根數(shù)為b,則片容量為：2°Xb=219：b=2-；若2=19,b=1,總和=19+1=20；a=18,b=2,總和=18+2=20；a=17,b=4,總和=17+4=21；a=16,b=8,總和=16+8=24:由上可看出：片字?jǐn)?shù)越少，片字長越長，引腳數(shù)越多。片字?jǐn)?shù)減1、片位數(shù)均按2的事變化。結(jié)論：如果滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案有兩種：地址線=19根，數(shù)據(jù)線=1根；或地址線=18根，數(shù)據(jù)線=2根。.某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4KX4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，試問：（1）該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？（2）若每個(gè)模塊板為32Kx8位，共需兒個(gè)模塊板？（3）每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？（4）共有多少片RAM?（5）CPU如何選擇各模塊板？解：（1）該機(jī)所允許的最大主存空間是：2'8X8位=256Kx8位=256KB（2）模塊板總數(shù)=256KX8/32KX8=8塊（3）板內(nèi)片數(shù)=32Kx8位/4KX4位=8X2=16片（4）總片數(shù)=16片X8=128片（5）CPU通過最高3位地址譯碼輸出選擇模板，次高3位地址譯碼輸出選擇芯片。地址格式分配如下：模板號(hào)（3位）芯片號(hào)（3位）片內(nèi)地址（12位）15.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ（低電平有效）作訪存控制信號(hào)，R/W作讀寫命令信號(hào)（高電平為讀，低電平為寫）.現(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：ROM（2KX8位，4KX4位，8KX8位），RAM（1KX4位，2KX8位，4KX8位），及74138譯碼器和其他門電路（門電路自定）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲(chǔ)芯片的連接圖。要求：（1）最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，409616383地址范圍為用戶程序區(qū)；（2）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量；（3）詳細(xì)畫出片選邏輯。解：（1）地址空間分配圖：系統(tǒng)程序區(qū)（ROM共4KB）：OOOOH-OFFFH用戶程序區(qū)（RAM共12KB）：1000H-FFFFH（2）選片：ROM：選擇4KX4位芯片2片，位并聯(lián)RAM：選擇4KX8位芯片3片，字串聯(lián)（RAM1地址范圍為：1000HTFFFH,RAM2地址范圍為2000H-2FFFH,RAM3地址范圍為:3000H-3FFFH）（3）各芯片二進(jìn)制地址分配如下:A15A14A13A12AllA10A9A8A7A6A5A4A3A2AlAOROM1,20000000000（）000000000011111111111RAM100010000000000000001111111111111RAM200100000000000000010111111111111RAM300110000000000000011111111111111CPU和存儲(chǔ)器連接邏輯圖及片選邏短如卜圖（3）所示:

圖（3）CPU假設(shè)同上題，現(xiàn)有8片8KX8位的RAM芯片與CPU相連，試回答：（1）用74138譯碼器畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；（2）寫出每片RAM的地址范圍：（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以AOOOH為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。（4）根據(jù)（1）的連接圖，若出現(xiàn)地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將出現(xiàn)什么后果？解：（1）CPU與存儲(chǔ)器芯片連接邏輯圖：+5V(2)地址空間分配圖：RAMO:OOOOH-1FFFHRAMl:2000H-3FFFHRAM2:4000H-5FFFHRAM3:6000H-7FFFHRAM4:8000H-9FFFHRAM5:A000H-BFFFHRAM6:C000H-DFFFHRAM7:E000H-FFFFH（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以AOOOU為起始地址的存儲(chǔ)芯片（RAM5）都有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因?yàn)椋涸摯鎯?chǔ)芯片的片選輸入端很可能總是處于低電平。假設(shè)芯片與譯碼器本身都是好的，可能的情況有：1）該片的-CS端與-WE端錯(cuò)連或短路；2）該片的-CS端與CPU的-MREQ端錯(cuò)連或短路；3）該片的-CS端與地線錯(cuò)連或短路。（4）如果地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將會(huì)出現(xiàn)A13恒為“1”的情況。此時(shí)存儲(chǔ)器只能尋址A13=l的地址空間（奇數(shù)片），A13=0的另一半地址空間（偶數(shù)片）將永遠(yuǎn)訪問不到。若對(duì)A13=0的地址空間（偶數(shù)片）進(jìn)行訪問，只能錯(cuò)誤地訪問到A13=l的對(duì)應(yīng)空間（奇數(shù)片）中去。17.寫出1100、1101,1110,1111對(duì)應(yīng)的漢明碼。解：有效信息均為n=4位，假設(shè)有效信息用b4b3b2bl表示校驗(yàn)位位數(shù)k=3位，（2"〉=n+k+l）設(shè)校驗(yàn)位分別為cl、c2、c3,則漢明碼共4+3=7位，即：clc2b4c3b3b2bl校驗(yàn)位在漢明碼中分別處于第1、2、4位cl=b4?b3?blc2=b4?b2?blc3=b3?b2@bl當(dāng)有效信息為1100時(shí),c3c2c1=011,漢明碼為IHOlOOo當(dāng)有效信息為1101時(shí),c3c2c1=100,漢明碼為OOlllOlo當(dāng)有效信息為1110時(shí)，c3c2cl=101,漢明碼為lOllllOo當(dāng)有效信息為1111時(shí),c3c2cl=010,漢明碼為0110111。18.已知收到的漢明碼（按配偶原則配置）為1100100,1100111,1100000,1100001,檢查上述代碼是否出錯(cuò)？第幾位出錯(cuò)？解：假設(shè)接收到的漢明碼為：cl'c2'b4'c3'b3'b2'bl，糾錯(cuò)過程如下：Pl=cl'?b4'?b3'?bl'P2=c2'?b4'?b2'?bl'P3=c3'?b3'?b2'?bl'如果收到的漢明碼為1100100,則p3P2Pl=011,說明代碼有錯(cuò)，第3位（b4’）出錯(cuò)，有效信息為：1100如果收到的漢明碼為1100111,則p3P2Pl=111,說明代碼有錯(cuò)，第7位（bl'）出錯(cuò)，有效信息為：0110如果收到的漢明碼為1100000,則p3P2Pl=110,說明代碼有錯(cuò),第6位（b2'）出錯(cuò),有效信息為：0010如果收到的漢明碼為1100001,則p3P2Pl=001,說明代碼有錯(cuò)，第1位（cP）出錯(cuò)，有效信息為：000122.某機(jī)字長16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫圖說明。解：若想不改用高速存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取八體交叉存取技術(shù)，8體交叉訪問時(shí)序如下圖：1 1 1 1 11 1 1 1 1?后動(dòng)存儲(chǔ)體01 1 1 1 1U111 1 1由小左辟仇1 ! 1 1 1 1 1?白療1左他優(yōu)） 1 1—111 1 11 1 11 1 1111/nWJ1于1陰怦/ 111白才左蝕狀2 1 11 1 11 1 11 1 1 1 1 1 111f11白牙右俅休4 1111i ? ?? ? ?? ? ?111力-|RJ仔1晤?11 11 11 1???1111 11 11 1? J111111 1 11 1 11 1 1―11, 1 用切仔1晴抨/ j■——11111till 單體訪存周期——U;——?[118.什么是“程序訪問的局部性”？存儲(chǔ)系統(tǒng)中哪一級(jí)采用了程序訪問的局部性原理？解：程序運(yùn)行的局部性原理指：在一小段時(shí)間內(nèi)，最近被訪問過的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問；在空間上，這些被訪問的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲(chǔ)區(qū)；在訪問順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大（大約5:1）。存儲(chǔ)系統(tǒng)中Cache一主存層次采用了程序訪問的局部性原理。25.Cache做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開又有什么好處？答：Cache做在CPU芯片內(nèi)主要有下面幾個(gè)好處：1）可提高外部總線的利用率。因?yàn)镃ache在CPU芯片內(nèi)，CPU訪問Cache時(shí)不必占用外部總線。2）Cache不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設(shè)備與主存的信息傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體效率。3）可提高存取速度。因?yàn)镃ache與CPU之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短，故存取速度得以提高。將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開有如下好處：1）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預(yù)取操作的完成。2）指令Cache可用ROM實(shí)現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。3）數(shù)據(jù)Cache對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)（例32位），也可支持浮點(diǎn)數(shù)據(jù)（如64位）。補(bǔ)充：Cache結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第三個(gè)措施是分級(jí)實(shí)現(xiàn)，如二級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi)Cache（L1）和主存之間再設(shè)一個(gè)片外Cache（L2）,片外緩存既可以彌補(bǔ)片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點(diǎn)，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度。30.一個(gè)組相連映射的CACHE由64塊組成，每組內(nèi)包含4塊。主存包含4096塊，每塊由128字組成，訪存地址為字地址。試問主存和高速存儲(chǔ)器的地址各為幾位？畫出主存地址格式。解：cache組數(shù)：64/4=16,Cache容量為：64*128=2"字，cache地址13位主存共分4096/16=256區(qū)，每區(qū)16塊主存容量為：4096*128=2'，字，主存地址19位，地址格式如下：主存字塊標(biāo)記(8位)組地址(4位)字塊內(nèi)地址(7位)砧 rte.第八早12.設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼5位(含1位階符)，尾數(shù)11位(含1位數(shù)符)。寫出51/128、-27/1024所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。要求如下：(1)階碼和尾數(shù)均為原碼。(2)階碼和尾數(shù)均為補(bǔ)碼。(3)階碼為移碼，尾數(shù)為補(bǔ)碼。解：據(jù)題意畫出該浮點(diǎn)數(shù)的格式：階符1位階碼4位數(shù)符1位尾數(shù)10位將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：xl=51/128=0.0110011B=21*0.110011Bx2=-27/1024=-0.000001101IB=2-5*(-0.1101IB)則以上各數(shù)的浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)為：[xl]浮=1,0001；0.1100110000[x2]浮=1,0101；1.1101100000[xl]浮=1,1111；0.1100110000[x2]浮=1,1011；1.0010100000[xl]浮=0,1111；0.1100110000[x2]浮=0,1011；1.0010100000.設(shè)機(jī)器數(shù)字長為16位，寫出下列各種情況下它能表示的數(shù)的范圍。設(shè)機(jī)器數(shù)采用一位符號(hào)位，答案均用十進(jìn)制表示。(1)無符號(hào)數(shù)：(2)原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。(3)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。(4)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。(5)原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。(6)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼6位(含1位階符)，尾數(shù)10位(含1位數(shù)符)。分別寫出其正數(shù)和負(fù)數(shù)的表示范圍。(7)浮點(diǎn)數(shù)格式同(6),機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式，分別寫出其對(duì)應(yīng)的正數(shù)和負(fù)數(shù)的真值范圍。解：(1)無符號(hào)整數(shù)：0——2'6-1,H|J：0——65535；無符號(hào)小數(shù)：0 1-2lh,即：0 0.99998；（2）原碼定點(diǎn)小數(shù)：-1+2Ts——1_215,即：-0.99997——0.99997（3）補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)：-1——1-2Ts,即：t——0.99997（4）補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)：-215——215-1,即：-32768——32767（5）原碼定點(diǎn)整數(shù)：-2'5+1——215-1,即：-32767——32767（6）據(jù)題意畫出該浮點(diǎn)數(shù)格式，當(dāng)階碼和尾數(shù)均采用原碼，非規(guī)格化數(shù)表示時(shí):最大負(fù)數(shù)=1,11111；1.000000001,即-2\2訓(xùn)最小負(fù)數(shù)=0,11111；1.Ill111111,即-（1-2-9）x2”則負(fù)數(shù)表示范圍為：-（1-2一）X2JI 2Tx2"最大正數(shù)=0,11111；0.Ill111111,即（1-29）x231最小正數(shù)=1,11111；0.000000001,即2\2-31則正數(shù)表示范圍為:2\2"——（1-29）x23'（7）當(dāng)機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式時(shí)，若不考慮隱藏位，則最大負(fù)數(shù)=1,00000；1.011111111,即-2'x232最小負(fù)數(shù)=0,11111；1.000000000,即-1x2"則負(fù)數(shù)表示范圍為：-1x2" 212*最大正數(shù)=0,11111；0.Ill111111,即（1-2^）X231最小正數(shù)=1,00000；0.100000000,即2TX2*則正數(shù)表示范圍為：2Tx2皿——（1-2”）x231.設(shè)機(jī)器數(shù)字長為8位（包括一位符號(hào)位），對(duì)下列各機(jī)器數(shù)進(jìn)行算術(shù)左移一位、兩位，算術(shù)右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。[xl]原=0.0011010；[yl]補(bǔ)=0.1010100；[zl]反=1.0101111；[x2]原=1.no1000；[y2]補(bǔ)=1.1101000；[z2]反=1.1101000；[x3]原=1.0011001；[y3]補(bǔ)=1.0011001；[z3]反=1.0011001?解：算術(shù)左移一位：[xl]原=0.0110100；正確[x2]原=1.1010000；溢出（丟1）出錯(cuò)[x3]原=1.030010；正確[yl]#=0.0101000；溢出（丟1）出錯(cuò)[y2]補(bǔ)=1.1010000；正確[y3]補(bǔ)=1.030010；溢出（丟0）出錯(cuò)[zl]反=1.1011111；溢出（丟0）出錯(cuò)[z2]反=1.1010001；正確[z3]反=1.030011；溢出（丟0）出錯(cuò)算術(shù)左移兩位：[xl]原=0.1101000；正確[x2]原=1.0100000；溢出（丟11）出錯(cuò)[x3]原=1.1100100；正確[yl]補(bǔ)=0.1010000；溢出（丟10）出錯(cuò)[y2]補(bǔ)=1.0100000；正確[y3]補(bǔ)=1.1100100；溢出（丟00）出錯(cuò)[zl]反=1.0111111；溢出（丟01）出錯(cuò)[z2]反=1.0100011；正確[z3]反=1.1100111；溢出（丟00）出錯(cuò)算術(shù)右移一位：[xl]原=0.0001101；正確[x2]原=1.0110100；正確[x3]原=1.0001100(1)；丟1,產(chǎn)生誤差[yl]補(bǔ)=0.0101010；正確[y2]補(bǔ)=1.1110100；正確[y3]補(bǔ)=1.1001100(1)；丟1,產(chǎn)生誤差[zl]反=1.1010111；正確[z2]反=1.1110100(0)；丟0,產(chǎn)生誤差[z3]反=1.1001100；正確算術(shù)右移兩位：[xl]原=0.0000110(10)；產(chǎn)生誤差[x2]原=1.0011010；正確[x3]原=1.0000110(01)；產(chǎn)生誤差[yl]補(bǔ)=0.0010101；正確[y2]補(bǔ)=1.1111010；正確[y3]補(bǔ)=1.1100110(01)：產(chǎn)生誤差[zl]反=1.1101011；正確[z2]反=1.1111010(00)：產(chǎn)生誤差[z3]反=1.1100110(01)；產(chǎn)生誤差19.設(shè)機(jī)器數(shù)字長為8位(含1位符號(hào)位)，用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各題。A=9/64,B=-13/32,求A+B。A=19/32,B=-17/128,求A-B。A=-3/16,B=9/32,求A+B。A=-87,B=53,求A-B。A=115,B=-24,求A+B。解：(1)A=9/64=0.0010010B,B=-13/32=-0.0110100B[A]補(bǔ)=0.0010010,[B]補(bǔ)=1.1001100[A+B]^=0.0010010+1.1001100=1.1011110——無溢出A+B=-0.0100010B=-17/64A=19/32=0.1001100B,B=-17/128=-0.001000IB[A]#=0.1001100,[B]^=l.1101111,[-B]^=0.0010001[A-B]^b=0.1001100+0.0010001=0.1011101——無溢出A-B=0.1011101B=93/128BA=-3/16=-0.0011000B,B=9/32=0.0100100B[A]補(bǔ)=1.1101000,[B]#=0.0100100[A+B]|b=1.1101000+0.0100100=0.0001100——無溢出A+B=0.0001100B=3/32A=-87=-1010111B,B=53=110101B[A]補(bǔ)=10101001,[B]補(bǔ)=00110101,[-B]補(bǔ)=11001011[A-B] 10101001+11001011=01110100——溢出A=115=111001IB,B=-24=-11000B[A]補(bǔ)=01110011,[B]補(bǔ)=1,1101000[A+B]#=01110011+11101000=01011011——無溢出A+B=1011011B=9126.按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟，計(jì)算[x±y]補(bǔ).x=2""X0.101100,y=20l0X(-0.011100)；x=2°"X(-0.100010),y=20l0X(-0.011111)；x=2'°'X(-0.100101),y=2,00X(-0.001lll)o解：先將x、y轉(zhuǎn)換成機(jī)器數(shù)形式：x=20"X0.101100,y=20,0X(-0.011100)[x]補(bǔ)=1,101；0.101100,[y]補(bǔ)=1,110；1.100100[Ex]補(bǔ)=1,101,[y]補(bǔ)=1,110,[Mx]補(bǔ)=0.101100,[My]補(bǔ)=1.1001001)對(duì)階：[9]補(bǔ)=一*]補(bǔ)+[Y丫]補(bǔ)=11,101+00,010=11,111<0,應(yīng)Ex向Ey對(duì)齊，則:[Ex]補(bǔ)+1=11,101+00,001=11,110=[Ey]補(bǔ)[x]補(bǔ)=1,110；0.0101102)尾數(shù)運(yùn)算：[Mx]補(bǔ)+[14丫]補(bǔ)=0.010110+11.100100=11.111010[Mx]補(bǔ)+[-My]補(bǔ)=0.010110+00.011100=00.1100103)結(jié)果規(guī)格化：[x+y]補(bǔ)=11,110；11.111010=11,011；11.010000(尾數(shù)左規(guī)3次，階碼減3)[x-y]補(bǔ)=11,110；00.110010,已是規(guī)格化數(shù)。4)舍入：無5)溢出：無貝%x+y=2-,0,X(-0.110000)x-y=2*X0.110010x=20"X(-0.100010),y=2-M0X(-0.011111)[x]補(bǔ)=1,101；1.011110,[y]補(bǔ)=1,110；1.1000011)對(duì)階：過程同(1)的1),則[x]補(bǔ)=1,110；1.1011112)尾數(shù)運(yùn)算：[Mx]補(bǔ)+即補(bǔ)=11.101111+11.100001=11.010000[Mx]#+[-My]lb=11.101111+00.011111=00.0011103)結(jié)果規(guī)格化：[x+y]補(bǔ)=11,110；11.010000,已是規(guī)格化數(shù)[x-y]4=11，110；00.001110=11,100；00.111000(尾數(shù)左規(guī)2次，階碼減2)4)舍入：無5)溢出：無則:x+y=20,0X(-0.110000)x-y Ill000x=2'°'X(-0.100101),y=2,00X(-0.001111)[x]補(bǔ)=0,101；1.011Oil,[y]補(bǔ)=0,100；1.1100011)對(duì)階：［AE］補(bǔ)=00,101+11,100=00,001>0,應(yīng)Ey向Ex對(duì)齊，則：［Ey］補(bǔ)+1=00,100+00,001=00,101=［Ex］補(bǔ)［y］補(bǔ)=0,101；1.Ill000(1)2)尾數(shù)運(yùn)算：［Mx］補(bǔ)+國丫］補(bǔ)=11.011011+11.111000(1)=11.010011(1)［Mx］補(bǔ)+［-)^］補(bǔ)=11.011011+00.000111(1)=11.100010(1)2)結(jié)果規(guī)格化：［x+y］補(bǔ)=00,101；11.010011(1),已是規(guī)格化數(shù)［x-y］補(bǔ)=00,101；11.100010(1)=00,100；11.000101(尾數(shù)左規(guī)1次，階碼減1)4)舍入：［x+y］補(bǔ)=00,101；11.010011(舍)［x-y］補(bǔ)不變5)溢出：無則：x+y=2,0,X(-0.101101)x-y=2'°°X(-0.IllOil)32.設(shè)機(jī)器字長為16位，分別按4、4、4、4和5、5,3、3分組后，(1)畫出按兩種分組方案的單重分組并行進(jìn)位鏈框圖，并比較哪種方案運(yùn)算速度快。(2)畫出按兩種分組方案的雙重分組并行進(jìn)位鏈框圖，并對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較。(3)用74181和74182畫出單重和雙重分組的并行進(jìn)位鏈框圖。解：(1)4—4—4—4分組的16位單重分組并行進(jìn)位鏈框圖見教材286頁圖6.22?5-5-3-3分組的16位單重分組并行進(jìn)位鏈框圖如下：(2)4—4—4—4分組的16位雙重分組并行進(jìn)位鏈框圖見教材289頁圖6.26.5—5—3—3分組的16位雙重分組并行進(jìn)位鏈框圖如下：5—5—3—3分組的進(jìn)位時(shí)間=2.5tyx3=7.5ty；4—4—4—4分組的進(jìn)位時(shí)間=2.5tyx3=7.5ty；可見，兩種分組方案最長加法時(shí)間相同。結(jié)論：雙重分組并行進(jìn)位的最長進(jìn)位時(shí)間只與組數(shù)和級(jí)數(shù)有關(guān)，與組內(nèi)位數(shù)無關(guān)。(3)單重分組16位并行加法器邏輯圖如下(正邏輯)：注意：1)74181芯片正、負(fù)邏輯的引腳表示方法；2)為強(qiáng)調(diào)可比性，5-5-3-3分組時(shí)不考慮扇入影響；181芯片只有最高、最低兩個(gè)進(jìn)位輸入/輸出端，組內(nèi)進(jìn)位無引腳：181為4位片，無法5-5-3-3分組,只能4-4Y-4分組;5)單重分組跳躍進(jìn)位只用到181,使用182的一定是雙重以上分組跳躍進(jìn)位：單重分組跳躍進(jìn)位是并行進(jìn)位和串行進(jìn)位技術(shù)的結(jié)合：雙重分組跳躍進(jìn)位是二級(jí)并行進(jìn)位技術(shù)；特別注意在位數(shù)較少時(shí)，雙重分組跳躍進(jìn)位可以采用全先行進(jìn)位技術(shù)實(shí)現(xiàn)；位數(shù)較多時(shí)，可采用雙重分組跳躍進(jìn)位和串行進(jìn)位技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)。第七章.什么叫機(jī)器指令？什么叫指令系統(tǒng)？為什么說指令系統(tǒng)與機(jī)器的主要功能以及與硬件結(jié)構(gòu)之間存在著密切的關(guān)系？答：參考P300。.什么叫尋址方式？為什么要學(xué)習(xí)尋址方式？答：參看P310。.什么是指令字長、機(jī)器字長和存儲(chǔ)字長？答：略。.零地址指令的操作數(shù)來自哪里？？各舉一例說明。答：零地址指令的操作數(shù)來自ACC,為隱含約定。在一地址指令中，另一個(gè)操作數(shù)的地址通?？刹捎肁CC隱含尋址方式獲得。.對(duì)于二地址指令而言，操作數(shù)的物理地址可安排在什么地方？舉例說明。答：對(duì)于二地址指令而言，操作數(shù)的物理地址可安排在寄存器內(nèi)、指令中或內(nèi)存單元內(nèi)等。.某機(jī)指令字長16位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼為6位，設(shè)操作碼長度固定，指令分為各地址、一地址和二地址三種格式。若零地址指令有M條，一地址指令有N種，則二地址指令最多有幾種？若操作碼位數(shù)可變，則二地址指令最多允許有幾種？解：1)若采用定長操作碼時(shí)，二地址指令格式如下：0P（4位）A1（6位）A2（6位）設(shè)二地址指令有K種，則：K=2'-M-N當(dāng)M=1(最小值)，N=1(最小值)時(shí)，二地址指令最多有:Kmax=16-l-l=14種3)若采用變長操作碼時(shí)，二地址指令格式仍如1)所示，但操作碼長度可隨地址碼的個(gè)數(shù)而變。此時(shí)，K=2'-(N/26+M/212)；當(dāng)(N/2*+M/212)<1時(shí)(N/26+M/2'2向上取整)，K最大,則二地址指令最多有:Kmax=16-l=15種(只留一種編碼作擴(kuò)展標(biāo)志用。).試比較間接尋址和寄存器間接尋址。答：略。.試比較基址尋址和變址尋址。略。.畫出先變址再間址及先間址再變址的尋址過程示意圖。解：1)先變址再間址尋址過程簡單示意如下：EA=[(IX)+A],IXt(IX)+12)先間址再變址尋址過程簡單示意如下:EA=(IX)+(A),再T(1X)+116.某機(jī)主存容量為4Mxi6位，且存儲(chǔ)字長等于指令字長，若該機(jī)指令系統(tǒng)可完成108種操作,操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、變址、基址、相對(duì)、立即等六種尋址方式，試回答：（1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）該指令直接尋址的最大范圍：一次間址和多次間址的尋址范圍；（4）立即數(shù)的范圍（十進(jìn)制表示）；（5）相對(duì)尋址的位移量（十進(jìn)制表示）；（6）上述六種尋址方式的指令哪一種執(zhí)行時(shí)間最短？哪一種最長？為什么？哪一種便于程序浮動(dòng)？哪一種最適合處理數(shù)組問題？（7）如何修改指令格式，使指令的尋址范圍可擴(kuò)大到4M?（8）為使一條轉(zhuǎn)移指令能轉(zhuǎn)移到主存的任一位置，可采取什么措施？簡要說明之。解：（1）單字長一地址指令格式：OP（7位）M（3位）A（6位）0P為操作碼字段，共7位，可反映108種操作；M為尋址方式字段，共3位，可反映6種尋址操作；A為地址碼字段，共16-7-3=6位。（2）直接尋址的最大范圍為2，=64。（3）由于存儲(chǔ)字長為16位，故一次間址的尋址范圍為2%若多次間址，需用存儲(chǔ)字的最高位來區(qū)別是否繼續(xù)間接尋址，故尋址范圍為2，（4）立即數(shù)的范圍為-32——31（有符號(hào)數(shù)），或0——63（無符號(hào)數(shù)）。（5）相對(duì)尋址的位移量為-32 31o（6）上述六種尋址方式中，因立即數(shù)由指令直接給出，故立即尋址的指令執(zhí)行時(shí)間最短。間接尋址在指令的執(zhí)行階段要多次訪存（?次間接尋址要兩次訪存，多次間接尋址要多次訪存），故執(zhí)行時(shí)間最長。變址尋址由于變址寄存器的內(nèi)容由用戶給定，而且在程序的執(zhí)行過程中允許用戶修改，而其形式地址始終不變，故變址尋址的指令便于用戶編制處理數(shù)組問題的程序。相對(duì)尋址操作數(shù)的有效地址只與當(dāng)前指令地址相差一定的位移量，與直接尋址相比，更有利于程序浮動(dòng)。（7）方案一：為使指令尋址范圍可擴(kuò)大到4M,需要有效地址22位，此時(shí)可將單字長一地址指令的格式改為雙字長，如下圖示：0P（7位）MOD（3位）A（高6位）A（低16位）方案二：如果仍采用單字長指令（16位）格式，為使指令尋址范圍擴(kuò)大到4M,可通過段尋址方案實(shí)現(xiàn)。安排如下：硬件設(shè)段寄存器DS（16位），用來存放段地址。在完成指令尋址方式所規(guī)定的尋址操作后，得有效地址EA（6位），再由硬件自動(dòng)完成段尋址，最后得22位物理地址。即：物理地址=（DS）x26+EA注：段尋址方式由硬件隱含實(shí)現(xiàn)。在編程指定的尋址過程完成、EA產(chǎn)生之后由硬件自動(dòng)完成，對(duì)用戶是透明的。方案三：在采用單字長指令（16位）格式時(shí)，還可通過頁面尋址方案使指令尋址范圍擴(kuò)大到4M。安排如下：硬件設(shè)頁面寄存器PR（16位），用來存放頁面地址。指令尋址方式中增設(shè)頁面尋址。當(dāng)需要使指令尋址范圍擴(kuò)大到4M時(shí)，編程選擇頁面尋址方式，則：EA=（PR）IIA（有效地址=頁面地址“拼接”6位形式地址），這樣得到22位有效地址。（8）為使一條轉(zhuǎn)移指令能轉(zhuǎn)移到主存的任一位置，尋址范圍須達(dá)到4M,除了采用（7）方案一中的雙字長一地址指令的格式外，還可配置22位的基址寄存器或22位的變址寄存器，使EA=（BR）+A（BR為22位的基址寄存器）或EA=（IX）+A（IX為22位的變址寄存器），便可訪問4M存儲(chǔ)空間。還可以通過16位的基址寄存器左移6位再和形式地址A相加，也可達(dá)到同樣的效果?？傊?，不論采取何種方式，最終得到的實(shí)際地址應(yīng)是22位。19.某CPU內(nèi)有32個(gè)32位的通用寄存器，設(shè)計(jì)一種能容納64種操作的指令系統(tǒng)。假設(shè)指令字長等于機(jī)器字長，試回答以下問題：（1）如果主存可直接或間接尋址，采用寄存器一存儲(chǔ)器型指令，能直接尋址的最大存儲(chǔ)空間是多少？畫出指令格式并說明各字段的含義。（2）在滿足（1）的前提下，如果采用通用寄存器作基址寄存器，則上述寄存器一存儲(chǔ)器型指令的指令格式有何特點(diǎn)？畫出指令格式并指出這類指令可訪問多大的存儲(chǔ)空間？解：（1）如采用如型指金，則此指令一定是二地址以上的地址格式，指令格式如下：0P（6位）|R（5位）|1（1位）| A（20位）操作碼字段0P占6位，因?yàn)?6>=64：寄存器編號(hào)R占5位，因?yàn)?$>=32；間址位I占1位，當(dāng)1=0,存儲(chǔ)器尋址的操作數(shù)為直接尋址，當(dāng)1=1時(shí)為間接尋址；形式地址A占20位，可以宜接尋址2如字。（2）如采用基址尋址，則指令格式中應(yīng)給出基址寄存器號(hào)，以指定哪一個(gè)通用寄存器用作基址寄存器。指令格式變?yōu)椋?P（6位）源R（5位）I（1位）X（1位）目標(biāo)R（5位）A（14位）增加尋址特征位X,當(dāng)X=1時(shí)，以目標(biāo)寄存器R作為基址寄存器進(jìn)行基址尋?址。基址尋址可訪問存儲(chǔ)空間為：2g字。第八章.CPU有哪些功能？畫出其結(jié)構(gòu)框圖并筒要說明各個(gè)部件的作用。答：參考P328和圖8.2。.什么是指令周期？指令周期是否有一個(gè)固定值？為什么？解：指令周期是指取出并執(zhí)行完一條指令所需的時(shí)間。由于計(jì)算機(jī)中各種指令執(zhí)行所需的時(shí)間差異很大，因此為了提高CPU運(yùn)行效率，即使在同步控制的機(jī)器中，不同指令的指令周期長度都是不一致的，也就是說指令周期對(duì)于不同的指令來說不是一個(gè)固定值。.畫出指令周期的流程圖，分析說明圖中每個(gè)子周期的作用。答：參看P343及圖8.8。.設(shè)CPU內(nèi)有下列部件：PC,IR、SP、AC,MAR、MDR和CU。（1）畫出完成間接尋址的取數(shù)指令LDA@X（將主存某地址單元X的內(nèi)容取至AC中）的數(shù)據(jù)流（從取指令開始）。（2）畫出中斷周期的數(shù)據(jù)流。解：CPU中的數(shù)據(jù)流向與所采用的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，不同的數(shù)據(jù)通路中的數(shù)據(jù)流是不樣

的。常用的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)方式有直接連線、單總線、雙總線、三總線等形式，目前大多采用總線結(jié)構(gòu)，直接連線方式僅適用于結(jié)構(gòu)特別簡單的機(jī)器中。為簡單起見，本題采用單總線將題中所給部件連接起來，框圖如下:地址線 數(shù)據(jù)線地址線 數(shù)據(jù)線(1)LDA@X指令周期數(shù)據(jù)流程圖:(2)中(2)中斷周期流程圖如下:注：解這道題有兩個(gè)要素，首先要根據(jù)所給部件設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)通路，即確定信息流動(dòng)的載體。其次選擇好描述數(shù)據(jù)流的方法，無論采用什么樣的表達(dá)方式，其關(guān)鍵都要能清楚地反映數(shù)據(jù)在通路上流動(dòng)的順序，即強(qiáng)調(diào)一個(gè)“流”字。較好的表達(dá)方式是流程圖的形式。

5.中斷周期前是什么階段？中斷周期后又是什么階段？在中斷周期CPU應(yīng)完成什么操作？答：中斷周期前是執(zhí)行周期，中斷周期后是取指周期。在中斷周期，CPU應(yīng)完成保存斷點(diǎn)、將中斷向量送PC和關(guān)中斷等工作。.什么叫系統(tǒng)的并行性？粗粒度并行和細(xì)粒度并行有何區(qū)別？答：所謂并行性包含同時(shí)性和并發(fā)性。同時(shí)性是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件在同一時(shí)刻發(fā)生，并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間段發(fā)生。即在同一時(shí)刻或同一時(shí)間段內(nèi)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上性質(zhì)相同或性質(zhì)不同的功能，只要在時(shí)間上存在相瓦重疊，就存在并行性。并行性又分為粗粒度并行和細(xì)粒度并行兩類。粗粒度并行是指在多個(gè)處理機(jī)上分別運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，由多臺(tái)處理機(jī)合作完成一個(gè)程序，一般用算法實(shí)現(xiàn)。細(xì)粒度并行是指在處理機(jī)的指令級(jí)和操作級(jí)的并行性。.什么是指令流水？畫出指令二級(jí)流水和四級(jí)流水的示意圖，它們中哪個(gè)更能提高處理機(jī)速度,為什么？答：指令流水是指將一條指令的執(zhí)行過程分為n個(gè)操作時(shí)間大致相等的階段，每個(gè)階段由一個(gè)獨(dú)立的功能部件來完成，這樣n個(gè)部件就可以同時(shí)執(zhí)行n條指令的不同階段，從而大大提高CPU的吞吐率。指令二級(jí)流水和四級(jí)流水示意圖如下：IF,IDEX,WRIF,IF,IDEX,WRIF,IDEX.WRIF,ID1FIDEXWRIFIDEXWRIFIDEXWREX,WR二級(jí)指令流水示意圖 四級(jí)指令流水示意圖四級(jí)流水更能提高處理機(jī)的速度。分析如下：假設(shè)IF、ID、EX、WR每個(gè)階段耗時(shí)為t,則連續(xù)執(zhí)行n條指令采用二級(jí)流水線時(shí)，耗時(shí)為：4t+(n-l)2t=(2n+2)t采用四級(jí)流水線時(shí)，耗時(shí)為：4t+(n-l)t=(n+3)t在n>l時(shí)，n+3v2n+2,可見四級(jí)流水線耗時(shí)比二級(jí)流水線耗時(shí)短，因此更能提高處理機(jī)速度。17.在中斷系統(tǒng)中1NTR、1NT、EINT三個(gè)觸發(fā)器各有何作用？解：INTR——中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，用來登記中斷源發(fā)出的隨機(jī)性中斷請(qǐng)求信號(hào)，以便為CPU查詢中斷及中斷排隊(duì)判優(yōu)線路提供穩(wěn)定的中斷請(qǐng)求信號(hào)。EINT——中斷允許觸發(fā)器，CPU中的中斷總開關(guān)。當(dāng)EINT=1時(shí)，表示允許中斷(開中斷)，當(dāng)EINT=O時(shí)，表示禁止中斷(關(guān)中斷)。其狀態(tài)可由開、關(guān)中斷等指令設(shè)置。INT——中斷標(biāo)記觸發(fā)器，控制器時(shí)序系統(tǒng)中周期狀態(tài)分配電路的一部分，表示中斷周期標(biāo)記。當(dāng)INT=1時(shí)，進(jìn)入中斷周期，執(zhí)行中斷隱指令的操作。.現(xiàn)有A、B、C、D四個(gè)中斷源，其優(yōu)先級(jí)由高向低按A、B、C、D順序排列。若中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為2OHs,請(qǐng)根據(jù)下圖所示時(shí)間軸給出的中斷源請(qǐng)求中斷的時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。解：A、B、C、D的響優(yōu)先級(jí)即處理優(yōu)先級(jí)。CPU執(zhí)行程序的軌跡圖如下：

程序唁C請(qǐng)求 D請(qǐng)求B請(qǐng)求A請(qǐng)求.某機(jī)有五個(gè)中斷源LO、LI、L2、L3、L4,按中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序由高向低排序?yàn)長OtLItL2TL3TL4,根據(jù)下示格式，現(xiàn)要求中斷處理次序改為L1tL4一L21L0—L3,根據(jù)下面的格式，寫出各中斷源的屏蔽字。解：各中斷源屏蔽狀態(tài)見下表：中斷源屏蔽字012341010010II11111121011013000101410111表中：設(shè)屏蔽位=1,表示屏蔽：屏蔽位=0,表示中斷開放。.設(shè)某機(jī)配有A、B、C三臺(tái)設(shè)備，其優(yōu)先順序按AtBtC降序排列，為改變中斷處理次序，它們的中斷屏蔽字設(shè)置如下：設(shè)備屏蔽字A111B010COil請(qǐng)按下圖所示時(shí)間軸給出的設(shè)備請(qǐng)求中斷的時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設(shè)A、B、C中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間均為20gs.解：A、B、C設(shè)備的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)為A最高、B次之、C最低，處理優(yōu)先級(jí)為A最高、C次之、B最低。CPU執(zhí)行程序的軌跡圖如下：程序A服務(wù)B服務(wù)一C服務(wù) 「0102030405060708090~tttA請(qǐng)求B清求C請(qǐng)求習(xí)題和解析第一部分《計(jì)算機(jī)組成原理》中各章習(xí)題的解析及補(bǔ)充題的解析。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1習(xí)題解析一、選擇題1.在下列四句話中，最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)主要功能的是。A.計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量信息B.計(jì)算機(jī)能代替人的腦力勞動(dòng)C.計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)D.計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算解：答案為C。1946年2月，在美國誕生了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，它的名字叫 (1)1949年研制成功的世界上第一臺(tái)存儲(chǔ)程序式的計(jì)算機(jī)稱為 (2) 。A.EDVACB.EDSACC.ENIACD.UNIVAC-IA.EDVACB.EDSACC.ENIACD.UNIVAC-I解：答案為⑴C,(2)Ao.計(jì)算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的只能是。A.符號(hào)語言 B.機(jī)器語言C.匯編語言 D.機(jī)器語言和匯編語言解：答案為B。.運(yùn)算器的核心部件是。A.數(shù)據(jù)總線 B.數(shù)據(jù)選擇器C.累加寄存器 D.算術(shù)邏輯運(yùn)算部件解：答案為D。.存儲(chǔ)器主要用來。A.存放程序 B.存放數(shù)據(jù) C.存放微程序 D.存放程序和數(shù)據(jù)解：答案為D。.目前我們所說的個(gè)人臺(tái)式商用機(jī)屬于。A.巨型機(jī) B.中型機(jī)C.小型機(jī) D.微型機(jī)解：答案為D。.至今為止，計(jì)算機(jī)中所含所有信息仍以二進(jìn)制方式表示，其原因是oA.節(jié)約元件 B,運(yùn)算速度快C.物理器件性能決定 D.信息處理方便解：答案為C。.對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件資源進(jìn)行管理，是的功能。A.操作系統(tǒng) B.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)C.語言處理程序 D.用戶程序解：答案為A。.企事業(yè)單位用計(jì)算機(jī)計(jì)算、管理職工工資，這屬于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。A.科學(xué)計(jì)算 B.數(shù)據(jù)處理C.過程控制 D.輔助設(shè)計(jì)解：答案為B。.微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以技術(shù)為標(biāo)志。A.操作系統(tǒng) B.微處理器C.硬盤 D.軟件解：答案為B。二、填空題.操作系統(tǒng)是一種（1） ,用于（2） ,是（3）的接口。A.系統(tǒng)程序B.應(yīng)用程序C.用戶程序D.中間件A.編碼轉(zhuǎn)換B.操作計(jì)算機(jī)C.管理和控制計(jì)算機(jī)的資源D.把高級(jí)語言程序翻譯成機(jī)器語言程序A.軟件與硬件B.主機(jī)與外設(shè)C.用戶與計(jì)算機(jī)D.高級(jí)語言與機(jī)器語言機(jī)解：答案為⑴A（2）C（3）Co.計(jì)算機(jī)的硬件包括、、、、 五部分。解：答案為運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。.存儲(chǔ)器分為和。在CPU運(yùn)行程序時(shí)，必須把程序放在。解：答案為內(nèi)（主）存儲(chǔ)器，外（輔助）存儲(chǔ)器，內(nèi)存。.存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量一般以為單位,一臺(tái)微機(jī)的內(nèi)存容量是128MB,應(yīng)是個(gè)這樣的單位。解：答案為字節(jié)，128X220字節(jié)。.計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度主要由計(jì)算機(jī)的決定，越,則計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度越高。解：答案為字長，字長，長。.馮.諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)是。解：答案為程序存儲(chǔ)。.總線一般可分為三類，它們分別是,和。解：答案為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。.計(jì)算機(jī)軟件一般可分為,和o解：答案為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、工具軟件。.郵局對(duì)信件進(jìn)行自動(dòng)分揀，使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)是o解：答案為模式識(shí)別。.微型計(jì)算機(jī)的分類以微處理器的來劃分。解：答案為規(guī)格。三.簡答題.會(huì)計(jì)電算化屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的哪個(gè)領(lǐng)域？答：在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域中，會(huì)計(jì)電算化屬于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用領(lǐng)域。.兼容性是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要性能，請(qǐng)解釋一下何為向上兼容？答：所謂向上兼容是指舊型號(hào)計(jì)算機(jī)的軟件可以不加修改地在新型號(hào)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。系列機(jī)通常具有這種兼容性。.按照馮.諾依曼原理，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)具備哪些功能？答：按照馮.諾依曼原理，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)具備以下5個(gè)功能：⑴輸入輸出功能：能把原始數(shù)據(jù)和解題步驟及中間結(jié)果接收下來（輸入），把計(jì)算結(jié)果與計(jì)算過程中出現(xiàn)的情況告訴（輸出）給用戶。⑵記憶功能：應(yīng)能“記住”原始數(shù)據(jù)、解題步驟及中間結(jié)果。⑶計(jì)算功能：應(yīng)能進(jìn)行一些最基本的運(yùn)算。這些基本運(yùn)算能組成人們所需要的復(fù)雜運(yùn)算。(4)判斷功能：計(jì)算機(jī)在進(jìn)行一步操作后，應(yīng)能從預(yù)先無法確定的幾種方案中選擇一種操作方案。⑸自我控制功能：計(jì)算機(jī)應(yīng)能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件間的協(xié)調(diào)性。4.答：計(jì)算機(jī)的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實(shí)現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界限。.如何理解軟、硬件之間的等價(jià)性？答：計(jì)算機(jī)的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實(shí)現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界限。.何謂綠色計(jì)算機(jī)？對(duì)它有哪些要求？答：綠色計(jì)算機(jī)是指不會(huì)對(duì)人類及其生存環(huán)境造成不良影響的計(jì)算機(jī)。對(duì)它的主要要求是：⑴節(jié)能：要求計(jì)算機(jī)的耗電量要低。⑵低污染：在生產(chǎn)、包裝過程中盡量使用無毒、可再生材料，打印機(jī)噪聲要降到最小，電磁輻射要符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。⑶易回收：生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用等各環(huán)節(jié)所用的材料應(yīng)容易銷毀或回收。(4)符合人體工程學(xué)的要求。第2章數(shù)字電路基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)中的邏輯部件本章將給出主教材《計(jì)算機(jī)組成原理》第2章的習(xí)題及補(bǔ)充題的解析。2.1習(xí)題解析一.判斷題.觸發(fā)器是一種時(shí)序電路，它是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基礎(chǔ)。答：正確。.組合邏輯電路的特點(diǎn)是它的輸出狀態(tài)僅與當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài)有關(guān)，而與過去的輸入狀態(tài)無關(guān)。答：正確。.譯碼器是一種組合邏輯電路，而計(jì)數(shù)器是一種時(shí)序邏輯電路。答：正確。.移位寄存器除了能把存在其中的數(shù)據(jù)一位一位地向左或向右移動(dòng)外，還可用它來判斷最左邊的位是。還是1。答：正確。.環(huán)形計(jì)數(shù)器不是用來計(jì)數(shù)的，而是用于發(fā)出順序控制信號(hào)的。答：正確。.J-K觸發(fā)器是組成計(jì)數(shù)器的理想記憶元件。答：正確。.計(jì)數(shù)器除了能對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還能作為分頻器用。答：正確。.PLA中的“與”陣列和“或”陣列都是可編程的。答：正確。.在PAL中，“與”陣列是可編程的，而''或"陣列是固定連接的。答：正確。.PROM的“與”陣列是不可編程的，“或”陣列是可編程的。答：正確。二.選擇題4輸入端“與非”門的某一輸入端的輸入為“0”，那么它的輸出值是?A.“0" B.取決于其他輸入端的輸入C.“1”解：答案為C。CPU中有若干寄存器，其中存放存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)和指令地址的寄存器是，暫存數(shù)據(jù)和指令的寄存器是,存放CPU將要執(zhí)行的下一條指令地址的寄存器是。A.地址寄存器 B.程序計(jì)數(shù)器C.數(shù)據(jù)寄存器 D.指令寄存器解：答案依次為A,C,B?狀態(tài)寄存器中的各個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位是依據(jù)來置位的。A.算術(shù)邏輯部件上次的運(yùn)算結(jié)果 B. CPU將要執(zhí)行的指令C.CPU已執(zhí)行的指令 D.累加器中的數(shù)據(jù)解：答案為A。4.觸發(fā)器的狀態(tài)由時(shí)鐘脈沖的上升沿時(shí)D(數(shù)據(jù))端的狀態(tài)決定，而與觸發(fā)器的原狀態(tài)無關(guān)，這種觸發(fā)器是oA.J-K觸發(fā)器 B.R-S基本觸發(fā)器C.D型觸發(fā)器 D.R-S同步觸發(fā)器解：答案為C。.在總線中起數(shù)據(jù)暫存和緩沖作用的器件是。A.總線傳輸器 B.三態(tài)門 C.總線控制器 D.總線緩沖器解：答案為D。.為協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件的工作，需要來提供統(tǒng)一的時(shí)鐘。A.總線緩沖器 B.時(shí)鐘發(fā)生器C.總線控制器 D.操作命令發(fā)生器解：答案為B。.邏輯表達(dá)式(A+B).(A+B)可化簡化()A(2)B(3)A(4)B(5)都不是解：答案為(2)B。把邏輯表達(dá)式展開并用公式進(jìn)行化簡。.正邏輯下的“或-非”門是負(fù)邏輯下的oA.“與”門B.“或”門C.“與-非”門 D.“異或”門解：答案為C。三.填空題.可編程序邏輯器件的PLD實(shí)際上是兩級(jí)結(jié)構(gòu)的器件。解:答案為“與”和“或”。.計(jì)算機(jī)中常用的時(shí)序電路有、和等。解：答案為觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和寄存器。.是構(gòu)成時(shí)序電路的基礎(chǔ)。解：答案為觸發(fā)器。.設(shè)''異或"門的二個(gè)輸入端為A和B,輸出為Y,當(dāng)A接1時(shí)，輸出為__,當(dāng)A接0時(shí)，輸出為解：答案為B>Bo.計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路有、等。解：答案為譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器。.計(jì)算機(jī)中常用或來驅(qū)動(dòng)總線。解：答案集電極開路門、三態(tài)門。。.當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP到來時(shí)，各觸發(fā)器的輸入端的數(shù)據(jù)可被鎖定至輸出端以備輸出的寄存器是o解：答案為并行寄存器。.寄存器常用于乘、除法運(yùn)算中。解：答案為移位寄存器。因?yàn)槌朔ㄐ枰獙?duì)部分積和乘數(shù)進(jìn)行右移操作，除法要對(duì)■被除數(shù)和余數(shù)進(jìn)行左移操作。四.綜合題1.設(shè)A,B,C是三個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼，用邏輯表達(dá)式寫出A=B=C的判斷條件。(提示：先畫出真值表)。解：設(shè)判斷函數(shù)為F,則F與A、B、C的關(guān)系用以下的真值表表示。ABCFABCF000110000010101001001100Oil01111由此可得到F=A.B.C+TW~C2.請(qǐng)畫出下列函數(shù)的更值表：(1)Fi(A,B,C)=A?B+B?€(2)F2(A,B,C)=A+B*+C解：函數(shù)的真值表如下：ABCFlF2ABCFlF2000011000100111101110100011011Oil01Ill11.試用三種基本門(與、或、非門)組成下列邏輯電路⑴異或門⑵同或門⑶與非門(4)或非門解：要先寫出這四種電路的邏輯表達(dá)式，再用三種基本電路將接。以“與非”門為例，“與非”門的邏輯表達(dá)式是F=A.B,故電路連接如左圖。其他三種情況的做法類似，略。.利用布爾代數(shù)的基本定律證明下列等式A+B?C=(A+C)?(A+B)(A+B+C)?A=0解：證明(1)等式右邊=(A+C)?(A+B)=A?A+A?B+C?A+C?B=A+A?B+C?A+C?B=A?(1+B)+C?A+C?B=A?(1+0+C?B=A+C?B=等式左邊因此，A+C?B=(A+C)?(A+BJ ⑵用摩爾定理，等式左邊展開為A?B?C?A=A?A?B?C=0=右邊第3章信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ)習(xí)題解析一、判斷題.在數(shù)字計(jì)算機(jī)中所以采用二進(jìn)制是因?yàn)槎M(jìn)制的運(yùn)算最簡單。答：正確。.在所有的進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，整數(shù)部分最低位的權(quán)都是1。答：正確。.某R進(jìn)位計(jì)數(shù)制，其左邊一位的權(quán)是其相鄰的右邊一位的權(quán)的R倍。答：正確。.計(jì)算機(jī)表示的數(shù)發(fā)生溢出的根本原因是計(jì)算機(jī)的字長有限。答：錯(cuò)誤。.表示定點(diǎn)數(shù)時(shí)，若要求數(shù)值0在計(jì)算機(jī)中唯一地表示為全0,應(yīng)采用補(bǔ)碼。答：正確。.浮點(diǎn)數(shù)的取值范圍由階碼的位數(shù)決定，而精度由尾數(shù)的位數(shù)決定。答：正確。.CRC校驗(yàn)碼的生成和檢驗(yàn)大多采用軟件實(shí)現(xiàn)。答：正確。.若浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，那么規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)是指尾數(shù)數(shù)值位的最高位是0(正數(shù))或是1(負(fù)數(shù))。答：正確。.在實(shí)際應(yīng)用中，奇偶校驗(yàn)多采用奇校驗(yàn)，這是因?yàn)槠嫘ｒ?yàn)中不存在全“0”代碼，在某些場合下更便于判別。答：正確。.顯示圖形時(shí)要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，因此占用的時(shí)間要比位圖圖像的時(shí)間長。答：正確。二、選擇題.下列各種數(shù)制的數(shù)中最小的數(shù)是。A.(101001)2B.(101001)睜C.(52)8D.(233)H解：答案為B。.下列各種數(shù)制的數(shù)中最大的數(shù)是?

A.（1001011）2B.75解：答案為D。3.1010AH是。A.表示一個(gè)二進(jìn)制數(shù)A.（1001011）2B.75解：答案為D。3.1010AH是。A.表示一個(gè)二進(jìn)制數(shù)C.表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)C.(112)8D.(4F)hB.D.表示一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)錯(cuò)誤的數(shù)(1)、(2)；A.-256B.-255+127 G.+128(3)、(4)、(5)：A.00000000B.10000000E.00000000或1000000000000000或11111111C.-128 D.-127+255 I.+256C.01111111D.11111111F.01111111或11111111H.10000000或01111111E.04.二進(jìn)制數(shù)215轉(zhuǎn)考E成二進(jìn)制數(shù)是（1）,轉(zhuǎn)換萬戈八進(jìn)制數(shù)是_（2）.轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是 （3）。將二進(jìn)制數(shù)01100100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是 （4）,進(jìn)制數(shù)是（5）,轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是（6）。轉(zhuǎn)換成八(1)A.11101011BB.11101010BC.10100001BD.11010111B(2)A.327B.268.75 C.252D.326(3)A.137HB.C6H C.D7HD.EAH(4)A.101B.100 C.110D.99(5)A.123B.144 C.80D.800（6）A.64解：答案依次為（DD5.ASCII碼是對(duì) B.63 C.100（2）A（3）B（4）B（5）B（6）A。（1）_進(jìn)行編碼的一種方案，它是一D.OAD（2）—的縮寫。A.字符A.余3碼C.格雷碼解：答案依次為⑴AB.漢字 C.圖形符號(hào)B.十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼D.美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼（2）DoD.聲音6.在一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的機(jī)器中，補(bǔ)碼表示數(shù)的范圍從（1）（?。┑舰?（大）,這兩個(gè)數(shù)在機(jī)器中的補(bǔ)碼表示分別為（3）和（4）,而數(shù)0的補(bǔ)碼表示為（5）。解：答案依次為C,F,B,C,Ao.將卜進(jìn)制數(shù)15/2表示成二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)（階符1位，階碼2位，數(shù)符1位，尾數(shù)4位）是?A.01101111B.01101110C.01111111D.11111111解：答案為A。.十進(jìn)制數(shù)5的單精度浮點(diǎn)數(shù)IEEE754代碼為01000000101000000000000000000000110000001010000000000000000000000110000010100000000000000000000011000000101000000000000000000000解：答案為A。.能發(fā)現(xiàn)兩位錯(cuò)誤并能糾正一位錯(cuò)的編碼是.A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗(yàn)碼 D,奇校驗(yàn)碼解：答案為B。.在大量數(shù)據(jù)傳送中常用的且有效的檢驗(yàn)法是。A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗(yàn)碼D.奇校驗(yàn)碼解：答案為A。三、填空題.計(jì)數(shù)制中使用的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)被稱為o答：基。.在用表示的機(jī)器數(shù)中，零的編碼是唯一的。答：補(bǔ)碼。.信息的數(shù)字化編碼是指。答：是指用“0”或“1”的二進(jìn)制編碼，并選用一定的組合規(guī)則來表示信息。.一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由和兩部分組成。根據(jù)小數(shù)點(diǎn)位置不同，定點(diǎn)數(shù)據(jù)有和兩種表示方法。答：符號(hào)位，數(shù)值域，純小數(shù)，純整數(shù)（順序可變）。.BCD碼中，每一位十進(jìn)制數(shù)字由位二進(jìn)制數(shù)碼組成，用ASCII碼表示一個(gè)字符通常需要 位二進(jìn)制數(shù)碼。答：4,7。.移碼常用來表示浮點(diǎn)數(shù)的部分，移碼和補(bǔ)碼比較，它們除外，其他各位都-答：階碼，符號(hào)位，相同。.碼距的定義是。答：編碼系統(tǒng)中任兩個(gè)合法碼之間的最少二進(jìn)制位數(shù)的差異。.8421碼用二進(jìn)制求和時(shí)，當(dāng)和超過時(shí)，需要做修正。答：9,加6調(diào)整。.有二進(jìn)制數(shù)D4D3D2D1,奇偶校驗(yàn)值用p表示，則奇校驗(yàn)為，偶校驗(yàn)為,奇偶校驗(yàn)只育維測，無法檢測o答：P-D4?D3?D2?D1,-p=D4?D3?D2?D1,奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，偶數(shù)個(gè)錯(cuò)。.在浮點(diǎn)加減法運(yùn)算中，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的尾數(shù)的絕對(duì)值大于1時(shí)，需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行,其操作是。答：向右規(guī)格化，尾數(shù)右移一位，右邊補(bǔ)一個(gè)0,階碼減1,直到尾數(shù)絕對(duì)值N0.5。四、計(jì)算題.用二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)四位十進(jìn)制的整數(shù)最少需要幾位（不含符號(hào)位）。解：2x-104,N=4Xl/bg2=14位。.某機(jī)器字長32位，定點(diǎn)表示，其中31位表示尾數(shù)，1位是符號(hào)位，問：⑴定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？⑵定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？。解：⑴定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)=（吸一1）；最小負(fù)數(shù)=一（231-1）⑵定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)=（1-231）；最小負(fù)數(shù)=一（1-2-31）.寫出下列二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼和移碼?！?011 (2)+0.1101 (3)±0解：①(+1011)原=01011 (-1011)原=11011(+1011)反=01011 (-1011)反=10100(+1011)補(bǔ)=01011 (-1011)補(bǔ)=10101(+1011)移=11011(-1011)移=00100②(+0.1101)?=0.1101(-0.1101)?=1.1101(+0.1101)反=0.1101(-0.1101)瓜=1.0010(+0.1101)補(bǔ)=0.1101(-0.1101)補(bǔ)=1.0011(+0.1101)移=0.1101(-0.1101)移=0.0011③(+0.0000)原=00000(-00000)?=10000(+0.0000)反=00000(-00000)反=11111(+0.0000)補(bǔ)=00000(-00000)原=00000(+0.0000)移=10000(-00000)原=100004.某機(jī)器字長16位，浮點(diǎn)表示時(shí)，其中含1位階符、5位階碼、1位尾符、9位尾數(shù),請(qǐng)寫出它能表示的最大浮點(diǎn)數(shù)和最小浮點(diǎn)數(shù)。解：最