計(jì)算機(jī)組成原理答案(張功萱等編著)終極完整版1048_第1頁(yè)
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作業(yè)解答第一章作業(yè)解答馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想是什么什么叫存儲(chǔ)程序方式答:馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想包含三個(gè)方面:1)計(jì)算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器五大部件組成。2)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。3)采用存儲(chǔ)程序方式。存儲(chǔ)程序是指在用計(jì)算機(jī)解題之前,事先編制好程序,并連同所需的數(shù)據(jù)預(yù)先存入主存儲(chǔ)器中。在解題過(guò)程(運(yùn)行程序)中,由控制器按照事先編好并存入存儲(chǔ)器中的程序自動(dòng)地、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中依次取出指令并執(zhí)行,直到獲得所要求的結(jié)果為止。早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為什么以存儲(chǔ)器為中心答:早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:以運(yùn)算器為中心的,其它部件都通過(guò)運(yùn)算器完成信息的傳遞。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步,人們將運(yùn)算器和控制器兩個(gè)主要功能部件合二為一,集成到一個(gè)芯片里構(gòu)成了微處理器。同時(shí)隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)容量成倍地?cái)U(kuò)大,加上需要計(jì)算機(jī)處理、加工已不能滿足計(jì)算機(jī)發(fā)展的需求,甚至?xí)绊懹?jì)算機(jī)的性能。為了適應(yīng)發(fā)展的需要,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的信息量與日俱增,以運(yùn)算器為中心的結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯?chǔ)器為中心。衡量計(jì)算機(jī)性能有哪些基本的技術(shù)指標(biāo)以你所熟悉的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為例,說(shuō)明它的型號(hào)、主頻、字長(zhǎng)、主存容量、所接的I/O設(shè)備的名稱及主要規(guī)格。答:衡量計(jì)算機(jī)性能的基本技術(shù)指標(biāo)主要有:1.基本字長(zhǎng)2.主存容量3.運(yùn)算速度4.所配置的外部設(shè)備及其性能指標(biāo)5.系統(tǒng)軟件的配置還有可靠性、可性用、可維護(hù)性、以及安全性、兼容性等性能指標(biāo)。單選題(1)1946年,美國(guó)推出了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī),名為__A__。A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC(2)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,硬件在功能實(shí)現(xiàn)上比軟件強(qiáng)的是__C__。A.靈活性強(qiáng)B.實(shí)現(xiàn)容易C.速度快D.成本低(3)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括兩大部分,它們是__C____。A.運(yùn)算器與控制器B.主機(jī)與外設(shè)C.硬件與軟件D.硬件與操作系統(tǒng)(4)在下列的描述中,最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)主要功能的是___D___。A.計(jì)算機(jī)可以代替人的腦力勞動(dòng)B.計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量的信息C.計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)D.計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算(5)存儲(chǔ)程序概念是由美國(guó)數(shù)學(xué)家馮·諾依曼在研究__D___時(shí)首先提出來(lái)的。A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC(6)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)是以__B___為中心,其基本結(jié)構(gòu)遵循馮·諾依曼思想。A.寄存器B.存儲(chǔ)器C.運(yùn)算器D.控制器(7)馮?諾依曼存儲(chǔ)程序的思想是指__C___。A.只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器B.只有程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器C.數(shù)據(jù)和程序都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器D.數(shù)據(jù)和程序都不存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器填空題(1)計(jì)算機(jī)CPU主要包括①和__②____兩個(gè)部件。答:①運(yùn)算器②控制器(2)計(jì)算機(jī)的硬件包括①、__②____、__③____、__④____和__⑤____等5大部分。答:①運(yùn)算器②控制器③存儲(chǔ)器④輸入設(shè)備⑤輸出設(shè)備(3)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度與機(jī)器的①有關(guān),為解決精度與硬件成本的矛盾,大多數(shù)計(jì)算機(jī)使用__②____。答:①字長(zhǎng)②變字長(zhǎng)運(yùn)算(4)從軟、硬件交界面看,計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)包括①和__②____兩大部分。答:①實(shí)機(jī)器②虛機(jī)器(5)計(jì)算機(jī)硬件直接能執(zhí)行的程序是①程序,高級(jí)語(yǔ)言編寫的源程序必須經(jīng)過(guò)__②____翻譯,計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。答:①機(jī)器語(yǔ)言②語(yǔ)言處理程序(6)從計(jì)算機(jī)誕生起,科學(xué)計(jì)算一直是計(jì)算機(jī)最主要的①。答:①應(yīng)用領(lǐng)域(7)銀河I(YH-I)巨型計(jì)算機(jī)是我國(guó)研制的①。答:①第一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī)是非題(1)微處理器可以用來(lái)做微型計(jì)算機(jī)的CPU。×含義不清(2)ENIAC計(jì)算機(jī)的主要工作原理是存儲(chǔ)程序和多道程序控制。×(3)決定計(jì)算機(jī)運(yùn)算精度的主要技術(shù)指標(biāo)是計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)?!蹋?)計(jì)算機(jī)總線用于傳輸控制信息、數(shù)據(jù)信息和地址信息的設(shè)施。√(5)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件。√(6)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度是指每秒鐘能執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令個(gè)數(shù)?!粒?)計(jì)算機(jī)主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器和硬盤組成。×(8)計(jì)算機(jī)硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的?!痰诙伦鳂I(yè)解答分別計(jì)算用二進(jìn)制表示4位、5位、8位十進(jìn)制數(shù)時(shí)所需要的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度。答:∵4位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為9999,213=8192<9999<214=16384∴表示4位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為14位。

∵5位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為99999,216=65536<9999<217=131072∴表示5位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為17位。∵8位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為,226=<<227=8∴表示8位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為27位。根據(jù)當(dāng)i位十進(jìn)制數(shù)與j位二進(jìn)制數(shù)比較時(shí)的等式,10i=2j,得j≈,亦可得到上述結(jié)果。已知x的二進(jìn)制真值,試求[x]補(bǔ)、[-x]補(bǔ)、[x/2]補(bǔ)、[x/4]補(bǔ)、[2x]補(bǔ)、[4x]補(bǔ)、[-2x]補(bǔ)、[-x/4]補(bǔ)。(設(shè)機(jī)器采用定點(diǎn)小數(shù),字長(zhǎng)為8位,若結(jié)果不存在或出錯(cuò),請(qǐng)注明)(1)x=+(2)x=-(3)x=-1(4)x=-根據(jù)題表中給定的機(jī)器數(shù)(整數(shù)),分別寫出把它們看作原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示形式時(shí)所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值。設(shè)十進(jìn)制數(shù)x=(+×2-10(1)寫出x對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示形式。(2)若機(jī)器的浮點(diǎn)數(shù)表示格式為:其中階碼和尾數(shù)的基數(shù)均為2。①寫出階碼和尾數(shù)均采用原碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式。②寫出階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式。解:(1)x對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示形式為:×2-10=×2-3=(2)①階碼和尾數(shù)均采用原碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式:01001100=010011111110010100000=09FCA0H②階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式:01110100=011101111110010100000=0EFCA0H設(shè)某機(jī)字長(zhǎng)為16位,數(shù)據(jù)表示格式為:分別寫出該機(jī)在下列的數(shù)據(jù)表示形式中所能表示的最小正數(shù)、最大正數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小負(fù)數(shù)(絕對(duì)值最大的負(fù)數(shù))和浮點(diǎn)規(guī)格化最小正數(shù)、最大負(fù)數(shù)在機(jī)器中的表示形式和所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值。(1)原碼表示的定點(diǎn)整數(shù);(2)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù);(3)階碼與尾數(shù)均用原碼表示的浮點(diǎn)數(shù);(4)階碼與尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示的浮點(diǎn)數(shù);(5)階碼為移碼、尾數(shù)用補(bǔ)碼表示的浮點(diǎn)數(shù)。解:用十六進(jìn)制寫出下列十進(jìn)制數(shù)的IEEE754標(biāo)準(zhǔn)32位單精度浮點(diǎn)數(shù)的機(jī)器數(shù)的表示形式。(1)(2)-(3)16(4)-5解:(1)10=(0.00101)2=×2-3階碼E=127+(-3)=124=(1111100)2=01111100機(jī)器數(shù)形式:0011111000000000000十六進(jìn)制形式:3E200000H(2)(-10=(-0.00101)2=-×2-3階碼E=127+(-3)=124=(1111100)2=01111100機(jī)器數(shù)形式:1011111000000000000十六進(jìn)制形式:BE200000H(3)(16)10=(10000)2=-×24階碼E=127+4=131=()2機(jī)器數(shù)形式:000000000000000000000000十六進(jìn)制形式:H

(4)(-5)10=(-101)2=-×22階碼E=127+2=129=()2機(jī)器數(shù)形式:10000000000十六進(jìn)制形式:C0A00000H寫出下列十六進(jìn)制的IEEE單精度浮點(diǎn)數(shù)代碼所代表的十進(jìn)制數(shù)值。(1)42E48000(2)3F880000(3)00800000(4)C7F00000解:(1)42E48000=00000000000指數(shù)=()2-127=133-127=6M==1+(1/2+1/4+1/32+1/256)十進(jìn)制數(shù)值N=[1+(1/2+1/4+1/32+1/256)]×26=(2)3F880000=0011111110000000000指數(shù)=(01111111)2-127=127-127=0M==1+1/16=十進(jìn)制數(shù)值N=×20=

(3)00800000=00000000100000000000000000000000指數(shù)=(00000001)2-127=1-127=-126M=十進(jìn)制數(shù)值N=-(216+215+214+213)=-15×213=-122880=(1)若e1>e2,是否有N1>N2(2)若S1、S2均為規(guī)格化數(shù),上述結(jié)論是否正確答:(1)不一定(2)正確設(shè)一個(gè)六位二進(jìn)制小數(shù)x=,x≥0,請(qǐng)回答:(1)若要x≥81,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件(2)若要x>21,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件(3)若要41≥x>161,a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件解:(1)要x≥81,a1a2a3a4a5a6需要滿足:a1a2a3至少有一個(gè)1(2)要x>21,a1a2a3a4a5a6需要滿足:a1=1,且a2a3a4a5a6至少有一個(gè)為1(不為全0)(3)要41≥x>

161,a1a2a3a4a5a6需要滿足:a1=0且①a2=1,a3a4a5a6為全0②a2=0且a3=1,a4a5a6任意或a2=0且a3=0,a4=1,a5a6至少有一個(gè)為1分別用前分隔數(shù)字串、后嵌入數(shù)字串和壓縮的十進(jìn)制數(shù)串形式表示下列十進(jìn)制數(shù)。(1)+74(2)-639(3)+2004(4)-8510解:(1)+74前分隔數(shù)字串+742B3734

“+”“7”“4”后嵌入數(shù)字串+743734“7”“4”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串+740000011101001100

“0”“7”“4”“+”(2)-639前分隔數(shù)字串-6392D363339“-““6”“3”“9”

后嵌入數(shù)字串-639363379“6”“3”“9”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串-6390110001110011101“6”

“3”“9”“-”(3)+2004前分隔數(shù)字串+20042B32303034“+”“2”“0”“0”

“4”后嵌入數(shù)字串+200432303034“2”“0”“0”“4”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串+200400000010

0000000001001100“0”“2”“0”“0”“4”“+”(4)-8510前分隔數(shù)字串-85102D38

353130“-““8”“5”“1”“0”后嵌入數(shù)字串-851038353170“8”

“5”“1”“0”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串-8510000010000101000100001101“0”“8”“5”“1”

“0”“-”什么是“碼距”數(shù)據(jù)校驗(yàn)與碼距有什么關(guān)系答:碼距是指在一組編碼中任何兩個(gè)編碼之間最小的距離。數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼的校驗(yàn)位越多,碼距越大,編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力越強(qiáng)。下面是兩個(gè)字符(ASCII碼)的檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼(偶校驗(yàn)),請(qǐng)檢測(cè)它們是否有錯(cuò)如果有錯(cuò)請(qǐng)加以改正,并寫出相應(yīng)的正確ASCII碼所代表的字符。(1)(2)解:(1)指誤字為E1=P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A0=1⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1=1E2=P2⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1⊕A0=0⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=0E3=P4⊕A5⊕A4⊕A3=1⊕1⊕0⊕1=1E4=P8⊕A2⊕A1⊕A0=0⊕0⊕1⊕1=0得到的指誤字為E4E3E2E1=0101=(5)10,表示接收到的海明校驗(yàn)碼

中第5位上的數(shù)碼出現(xiàn)了錯(cuò)誤。將第5位上的數(shù)碼A5=1取反,即可得到正確結(jié)果。正確ASCII碼所代表的字符為1001011=“K”。(2)指誤字為E1=P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A0=1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0=0E2=P2⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1⊕A0=0⊕0⊕0⊕1⊕1⊕0=0E3=P4⊕A5⊕A4⊕A3=0⊕1⊕0⊕1=0E4=P8⊕A2⊕A1⊕A0=0⊕1⊕1⊕0=0得到的指誤字為E4E3E2E1=0000,無(wú)錯(cuò)。正確ASCII碼為0101110=“.”試編出8位有效信息01101101的檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼(用偶校驗(yàn))。解:8位有效信息需要用4個(gè)校驗(yàn)位,所以檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼共有12位。4個(gè)校驗(yàn)位為:P1=A7⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1=0⊕1⊕0⊕1⊕0=0P2=A7⊕A5⊕A4⊕A2⊕A1=0⊕1⊕0⊕1⊕0=0P4=A6⊕A5⊕A4⊕A0=1⊕1⊕0⊕1=1

P8=A3⊕A2⊕A1⊕A0=1⊕1⊕0⊕1=1檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼:0001=1DDH檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼,增加P0P0=P1⊕P2⊕A7⊕P4⊕A6⊕A5⊕A4⊕P8⊕A3⊕A2⊕A1⊕A0=1有效信息01101101的13位檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼:=11DDH設(shè)準(zhǔn)備傳送的數(shù)據(jù)塊信息是111,選擇生成多項(xiàng)式為G(x)=100101,試求出數(shù)據(jù)塊的CRC碼。解:模2除后,余數(shù)R(x)=10011,數(shù)據(jù)塊的CRC碼:某CRC碼(CRC)的生成多項(xiàng)式G(x)=x3+x2+1,請(qǐng)判斷下列CRC碼是否存在錯(cuò)誤。(1)0000000(2)1111101(3)1001111(4)1000110解:G(x)=1101(1)0000000模2除1101,余數(shù)為:000,無(wú)錯(cuò)(2)1111101模2除1101,余數(shù)為:010,有錯(cuò)(3)1001111模2除1101,余數(shù)為:100,有錯(cuò)

(4)1000110模2除1101,余數(shù)為:000,無(wú)錯(cuò)選擇題(1)某機(jī)字長(zhǎng)64位,其中1位符號(hào)位,63位尾數(shù)。若用定點(diǎn)小數(shù)表示,則最大正小數(shù)為B。A.+(1-2-64)B.+(1-2-63)C.2-64D.2-63(2)設(shè)[x]=,當(dāng)滿足B補(bǔ)時(shí),x>-1/2成立。A.x=1,x~x至少有一個(gè)為1B.x=0,1281x~x至少有一個(gè)為128C.x=1,x~x任意D.x=0,1128x~x任意28(3)在某8位定點(diǎn)機(jī)中,寄存器內(nèi)容為,若它的數(shù)值等于-128,則它采用的數(shù)據(jù)表示為B。A.原碼B.補(bǔ)碼C.反碼D.移碼(4)在下列機(jī)器數(shù)中,哪種表示方式下零的表示形式是唯一的B。A.原碼B.補(bǔ)碼C.反碼D.都不是(5)下列論述中,正確的是D。A.已知[x]求[x]的方法是:在[x]的末位加1原補(bǔ)原B.已知[x]求[-x]的方法是:在[x]的的末位加補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)1C.已知[x]求[x]的方法是:將尾數(shù)連同符號(hào)位一原補(bǔ)起取反,再在末位加1D.已知[x]求[-x]的方法是:將尾數(shù)連同符號(hào)位一補(bǔ)補(bǔ)起取反,再在末位加1(6)IEEE754標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的32位浮點(diǎn)數(shù)格式中,符號(hào)位為1位,階碼為8位,尾數(shù)為23位,則它所能表示的最大規(guī)格化正數(shù)為A。A.+(2-2)×2-23B.+(1-2)×2-23+127+127C.+(2-2)×2-23D.2-2+127-23+255(7)浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于A。A.階碼的位數(shù)B.尾數(shù)的位數(shù)C.階碼采用的編碼D.尾數(shù)采用的編碼(8)在24×24點(diǎn)陣的漢字字庫(kù)中,一個(gè)漢字的點(diǎn)陣占用的字節(jié)數(shù)為D。A.2B.9C.24D.72(9)假定下列字符碼中有奇偶校驗(yàn)位,但沒(méi)有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,采用奇校驗(yàn)的編碼是B。A.B.C.D.(10)在循環(huán)冗余校驗(yàn)中,生成多項(xiàng)式G(x)應(yīng)滿足的條件不包括D。A.校驗(yàn)碼中的任一位發(fā)生錯(cuò)誤,在與G(x)作模2除時(shí),都應(yīng)使余數(shù)不為0B.校驗(yàn)碼中的不同位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí),在與G(x)作模2除時(shí),都應(yīng)使余數(shù)不同C.用G(x)對(duì)余數(shù)作模2除,應(yīng)能使余數(shù)循環(huán)D.不同的生成多項(xiàng)式所得的CRC碼的碼距相同,因而檢錯(cuò)、校錯(cuò)能力相同填空題(1)設(shè)某機(jī)字長(zhǎng)為8位(含一符號(hào)位),若[x]=,則x所補(bǔ)表示的十進(jìn)制數(shù)的真值為①,[1/4x]=②;補(bǔ)若[y]=,則y所表示的十進(jìn)制數(shù)的真值為③;y的移原碼表示[y]=④。原答:①-55②③+73④01001001(2)在帶符號(hào)數(shù)的編碼方式中,零的表示是唯一的有①和②。答:①補(bǔ)碼②移碼(3)若[x]=,[x]=,則數(shù)x的十進(jìn)制數(shù)真值是①,1補(bǔ)2原1x的十進(jìn)制數(shù)真值是②。2答:①-73②(4)設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)的階碼為8位(最左一位為符號(hào)位),用移碼表示;尾數(shù)為24位(最左一位為符號(hào)位),采用規(guī)格化補(bǔ)碼表示,則該浮點(diǎn)數(shù)能表示的最大正數(shù)的階碼為①,尾數(shù)為②;規(guī)格化最大負(fù)數(shù)的階碼為③,尾數(shù)為④。(用二進(jìn)制編碼回答)(書上:最小負(fù)數(shù)的階碼為③,尾數(shù)為④答:①②011③④00000000000(5)設(shè)有效信息位的位數(shù)為N,校驗(yàn)位數(shù)為K,則能夠檢測(cè)出一位出錯(cuò)并能自動(dòng)糾錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼應(yīng)滿足的關(guān)系是①。答:①2K-1≥N+K是非題設(shè)[x]=,若要求x>1/2成立,則需要滿足的條件是x(1)補(bǔ)1必須為1,x~x至少有一個(gè)為1。27√一個(gè)正數(shù)的補(bǔ)碼和它的原碼相同,而與它的反碼不同。(2)×浮點(diǎn)數(shù)的取值范圍取決于階碼的位數(shù),浮點(diǎn)數(shù)的精度取決(3)于尾數(shù)的位數(shù)?!淘谝?guī)格化浮點(diǎn)表示中,保持其他方面不變,只是將階碼部(4)分由移碼表示改為補(bǔ)碼表示,則會(huì)使該浮點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)表示范圍增大?!猎谏蒀RC校驗(yàn)碼時(shí),采用不同的生成多項(xiàng)式,所得到CRC(5)校驗(yàn)碼的校錯(cuò)能力是相同的?!恋谌麓鸾庾鳂I(yè)三(1)已知[x]補(bǔ)、[y]補(bǔ),計(jì)算[x+y]補(bǔ)和[x-y]補(bǔ),并判斷溢出情況。(1)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=(2)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=(3)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=解:(1)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=[-y]補(bǔ)=[x+y]補(bǔ)=+=[x-y]補(bǔ)=+=(2)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=[-y]補(bǔ)=[x+y]補(bǔ)=+=[x-y]補(bǔ)=+=溢出(3)[x]補(bǔ)=[y]補(bǔ)=[-y]補(bǔ)=[x+y]補(bǔ)=+=溢出[x-y]補(bǔ)=+=已知[x]補(bǔ)、[y]補(bǔ),計(jì)算[x+y]變形補(bǔ)和[x-y]變形補(bǔ),并判斷溢出情況。(1)[x]補(bǔ)=100111[y]補(bǔ)=111100(2)[x]補(bǔ)=011011[y]補(bǔ)

=110100(3)[x]補(bǔ)=101111[y]補(bǔ)=011000解:(1)[x]變形補(bǔ)=1100111[y]變形補(bǔ)=1111100[-y]變形補(bǔ)=0000100[x+y]變形補(bǔ)=1100111+1111100=1100011[x-y]變形補(bǔ)=1100111+0000100=1101011(2)[x]變形補(bǔ)=0011011[y]變形補(bǔ)=1110100[-y]]變形補(bǔ)=0001100[x+y]變形補(bǔ)=0011011+1110100=0001111[x-y]變形補(bǔ)=0011011+0001100=0100111溢出(3)[x]變形補(bǔ)=1101111[y]變形補(bǔ)=0011000[-y]變形補(bǔ)=1101000[x+y]變形補(bǔ)=1101111+0011000=0000111[x-y]變形補(bǔ)=1101111+1101000=1010111溢出分別用原碼一位乘法和補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算[x×y]原和[x×y]補(bǔ)。(1)x=y(tǒng)=(2)x=y(tǒng)=-

(3)x=-y=(4)x=-y=-解:(1)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(2)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(3)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(4)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=分別用原碼兩位乘法和補(bǔ)碼兩位乘法計(jì)算[x×y]原和[x×y]補(bǔ)。(1)x=y(tǒng)=(2)x=y(tǒng)=-(3)x=-y=(4)x=-y=-解:(1)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(2)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(3)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=(4)[x×y]原=[x×y]補(bǔ)=分別用原碼不恢復(fù)余數(shù)法和補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算[x/y]原和[x/y]補(bǔ)。(1)(4)(1)x=y(tǒng)=[x/y]原=[x/y]補(bǔ)=or[x/y]補(bǔ)=

(2)x=y(tǒng)=-[x/y]原=[x/y]補(bǔ)=or[x/y]補(bǔ)=(3)x=-y=-[x/y]原=[x/y]補(bǔ)=or[x/y]補(bǔ)=(4)x=+10110y=-00110[x/y]原=100011[x/y]補(bǔ)=111101已知某機(jī)浮點(diǎn)數(shù)表示格式如下:0125611數(shù)符階符階碼尾數(shù)其中,浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)和階碼的基值均為2,階碼用移碼表示,尾數(shù)用補(bǔ)碼表示。設(shè):

x=×2-001y=-×2+001試用浮點(diǎn)運(yùn)算規(guī)則計(jì)算x+y、x-y、x×y、x/y。(要求寫出詳細(xì)運(yùn)算步驟,并進(jìn)行規(guī)格化)。解:機(jī)器數(shù)[x]補(bǔ)=001111110101[y]補(bǔ)=110001011011[-y]補(bǔ)=010001100101(1)x+y機(jī)器數(shù)[x+y]補(bǔ)=110000010000x+y=-×20對(duì)階:[Δe]移=[ex]移+[-ey]補(bǔ)=01111+11111=01110,Δe=ex-ey=-00010小階對(duì)大階:[x]補(bǔ)=010001001101[x+y]補(bǔ)=110000010000x+y=-×20(2)x-y[x-y]補(bǔ)=010001110010x-y=×21(3)x×yx×y=-×2-001=-×2-1階碼相加:[ex+ey]移=[ex]移+[ey]補(bǔ)=01111+00001=10000尾數(shù)可采用定點(diǎn)補(bǔ)碼乘法(雙符號(hào)位):[Sx×Sy]補(bǔ)=[Sx]補(bǔ)×[Sy]補(bǔ)=11.規(guī)格化:[x×y]補(bǔ)=101111000010x×y=-×2-001=-×2-1

(4)x/y尾數(shù)|Sx|>|Sy|,Sx右移得:[Sx]補(bǔ)=,[ex]移=10000,階碼相減:[ex-ey]移=[ex]移+[-ey]補(bǔ)=10000+11111=01111尾數(shù)用補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)法:[Sx/Sy]補(bǔ)=[Sx]補(bǔ)×[Sy]補(bǔ)=(恒置1)OR(校正)規(guī)格化:[x/y]補(bǔ)=101111010011OR101111010100x/y=-×2-001OR-×2-001ACCnCn+1ALUAND1寄存器BBBAND2CR&移位脈沖時(shí)鐘脈沖CTQ啟動(dòng)結(jié)束CnCnCn+1Cn+100.00000100110000.000000100110-x00.1100100.1100100.01100101001100.001100101001

+x11.0011111.0110111.10110101010011.110110101010-x00.1100100.101000101010得[X×Y]補(bǔ)=X×Y=寄存器ABC運(yùn)算初態(tài)000000011001111001100

①根據(jù)兩個(gè)操作數(shù)的符號(hào)與結(jié)果的符號(hào)判別溢出:ffffffffffsysxsyxsyxOVR=+=②根據(jù)兩數(shù)相加時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)位判別溢出:OVR=Cf⊕C1③根據(jù)變形補(bǔ)碼運(yùn)算后的符號(hào)判別溢出:sf1sf2=00,表示結(jié)果為正數(shù),無(wú)溢出;sf1sf2=11,表示結(jié)果為負(fù)數(shù),無(wú)溢出;sf1sf2=01,表示結(jié)果為正溢出;sf1sf2=10,表示結(jié)果為負(fù)溢出。⑵浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出判斷方法浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出通常是指浮點(diǎn)數(shù)上溢,浮點(diǎn)數(shù)是否溢出是由階碼是否大于浮點(diǎn)數(shù)所能表示的最大正階來(lái)判斷的。例如,設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的階碼采用補(bǔ)碼表示,雙符號(hào)位,這時(shí)浮點(diǎn)數(shù)的溢出與否可由階碼的符號(hào)進(jìn)行判斷:若階碼[j]補(bǔ)=01××?×,則表示出現(xiàn)上溢,需作溢出處理;符號(hào)若階碼[j]補(bǔ)=10××?×,則表示出現(xiàn)下溢,按機(jī)器零處理。利用用十進(jìn)制加減運(yùn)算算法計(jì)算下列各題:(1)125+436=(2)125-436=(3)436-125=解:(1)125+436=561(2)125-436=-311(3)436-125=311設(shè)有一個(gè)16位定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算器,數(shù)據(jù)最低位的序號(hào)為1。運(yùn)算器可實(shí)現(xiàn)下述功能:(1)A±B→A(2)B×C→A、C(乘積高位在A中)(3)A÷B→C(商在C中)

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫出運(yùn)算器第3位及A、C寄存器第三位輸入邏輯。加法器本身邏輯可以不畫,原始操作數(shù)輸入問(wèn)題可以不考慮。解:見(jiàn)附頁(yè)設(shè)一個(gè)8位寄存器中的內(nèi)容為十六進(jìn)制數(shù)C5H,連續(xù)經(jīng)過(guò)一次算術(shù)右移、一次邏輯左移、一次大循環(huán)右移、一次小循環(huán)左移。寫出每次移位后寄存器的內(nèi)容和進(jìn)位標(biāo)志C的狀態(tài)。解:C5H=C寄存器一次算術(shù)右移:1一次邏輯左移:1一次大循環(huán)右移:0一次小循環(huán)左移:1選擇題(1)運(yùn)算器的核心部分是C。A.數(shù)據(jù)總線D.多路開關(guān)B.累加寄存器C.算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(2)在浮點(diǎn)運(yùn)算中下面的論述正確的是C。A.對(duì)階時(shí)應(yīng)采用向左規(guī)格化B.對(duì)階時(shí)可以使小階向大階對(duì)齊,也可以使大階向小階對(duì)齊C.尾數(shù)相加后可能會(huì)出現(xiàn)溢出,但可采用向右規(guī)格化的方法得出正確結(jié)論D.尾數(shù)相加后不可能得出規(guī)格化的數(shù)(3)當(dāng)采用雙符號(hào)位進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí),若運(yùn)算結(jié)果的雙符號(hào)位為01,則表明運(yùn)算B。A.無(wú)溢出B.正溢出C.負(fù)溢出D.不能判別是否溢出(4)補(bǔ)碼加法運(yùn)算的規(guī)則是B。A.操作數(shù)用補(bǔ)碼表示,符號(hào)位單獨(dú)處理B.操作數(shù)用補(bǔ)碼表示,連同符號(hào)位一起相加C.操作數(shù)用補(bǔ)碼表示,將加數(shù)變補(bǔ),然后相加D.操作數(shù)用補(bǔ)碼表示,將被加數(shù)變補(bǔ),然后相加(5)原碼乘除法運(yùn)算要求C。A.操作數(shù)必須都是正數(shù)B.操作數(shù)必須具有相同的符號(hào)位C.對(duì)操作數(shù)符號(hào)沒(méi)有限制D.以上都不對(duì)(6)進(jìn)行補(bǔ)碼一位乘法時(shí),被乘數(shù)和乘數(shù)均用補(bǔ)碼表示,運(yùn)算時(shí)A。A.首先在乘數(shù)最末位y后增設(shè)附加位y,且初始y=0,nn+1n+1再依照yy的值確定下面的運(yùn)算。nn+1B.首先在乘數(shù)最末位y后增設(shè)附加位y,且初始y=1,nn+1n+1再依照yy的值確定下面的運(yùn)算。nn+1C.首先觀察乘數(shù)符號(hào)位,然后決定乘數(shù)最末位y后附加位ny的值,再依照yy的值確定下面的運(yùn)算。nn+1n+1D.不應(yīng)在乘數(shù)最末位y后增設(shè)附加位y,而應(yīng)直接觀察乘nn+1數(shù)的末兩位yy確定下面的運(yùn)算。n-1n(7)下面對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算器的描述中正確的是A。A.浮點(diǎn)運(yùn)算器由階碼部件和尾數(shù)部件實(shí)現(xiàn)。B.階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算。C.階碼部件只能進(jìn)行階碼的移位操作。D.尾數(shù)部件只能進(jìn)行乘法和加法運(yùn)算。(8)若浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)都用補(bǔ)碼表示,則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是C。A.階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)。B.階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)。C.數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)。D.數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)。(9)已知[x]=,[y]=,下列答案正確的是D。補(bǔ)補(bǔ)A.[x]+[y]=B.[x]+[y]=補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)C.[x]-[y]=D.[x]-[y]=補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)(10)下列敘述中概念正確的是D。A.定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí),其符號(hào)位不參加運(yùn)算。B.浮點(diǎn)運(yùn)算中,尾數(shù)部分只進(jìn)行乘法和除法運(yùn)算。C.浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)由階碼的正負(fù)符號(hào)決定。D.在定點(diǎn)小數(shù)一位除法中,為了避免溢出,被除數(shù)的絕對(duì)值一定要小于除數(shù)的絕對(duì)值。填空題(1)在補(bǔ)碼加減運(yùn)算中,符號(hào)位與數(shù)據(jù)①參加運(yùn)算,符號(hào)位產(chǎn)生的進(jìn)位②。答:①按同樣規(guī)則一起②自動(dòng)丟失(2)在采用變形補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),若運(yùn)算結(jié)果中兩個(gè)符號(hào)位①,表示發(fā)生了溢出。若結(jié)果的兩個(gè)符號(hào)位為②,表示發(fā)生正溢出;為③,表示發(fā)生負(fù)溢出。答:①-55②③+73④01001001(3)在原碼一位乘法的運(yùn)算過(guò)程中,符號(hào)位與數(shù)值位①參加運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)位等于②。答:①分別②兩操作數(shù)的符號(hào)的模2加(異或)(4)浮點(diǎn)乘除法運(yùn)算的運(yùn)算步驟包括:①、②、③、④和⑤。答:①階碼運(yùn)算②溢出判斷④結(jié)果規(guī)格化處理⑤舍入處理③尾數(shù)乘除運(yùn)算(5)在浮點(diǎn)運(yùn)算過(guò)程中,如果運(yùn)算結(jié)果的尾數(shù)部分不是①當(dāng)運(yùn)算結(jié)需要進(jìn)行右規(guī)操作;當(dāng)運(yùn)算結(jié)果③時(shí),形式,則需要進(jìn)行規(guī)格化處理。設(shè)尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示形式,果②時(shí),需要進(jìn)行左規(guī)操作。答:①規(guī)格化②溢出③不是規(guī)格化數(shù)(6)將兩個(gè)8421BCD碼相加,為了得到正確的十進(jìn)制運(yùn)算結(jié)果,需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正,其修正方法是①。答:①兩個(gè)8421碼相加后,若相加的和數(shù)<不需修正,按二進(jìn)制規(guī)則相加的結(jié)果就是正確的8421碼的和數(shù);若相加的和數(shù)≥10,則需在二進(jìn)制相加的結(jié)果上加10,則“0110”進(jìn)行修正。(7)浮點(diǎn)運(yùn)算器由①和②兩部分組成,它們本身都是器,其中①要求能夠進(jìn)行③運(yùn)算;②要求能夠進(jìn)行④定點(diǎn)運(yùn)算運(yùn)算。答:①階碼部件②尾數(shù)部件④加減乘除③加減(8)設(shè)有一個(gè)16位的數(shù)據(jù)存放在由兩個(gè)8位寄存器AH和AL組成的寄存器AX中,其中數(shù)據(jù)的高8位存放在AH寄存器中,低8位存放在AL寄存器中。現(xiàn)需要將AX中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次算術(shù)左移,其操作方法是:先對(duì)①進(jìn)行一次②操作,再對(duì)③進(jìn)行一次④操作。答:①AL②算術(shù)左移③AH④帶進(jìn)位循環(huán)左移是非題(1)運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行加法運(yùn)算?!粒?)加法器是構(gòu)成運(yùn)算器的主要部件,為了提高運(yùn)算速度,運(yùn)算器中通常都采用并行加法器?!蹋?)在定點(diǎn)整數(shù)除法中,為了避免運(yùn)算結(jié)果的溢出,要求|被除數(shù)|<|除數(shù)|?!蹋?)浮點(diǎn)運(yùn)算器中的階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除運(yùn)算?!粒?)根據(jù)數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程和運(yùn)算控制過(guò)程來(lái)看,陣列乘法器實(shí)現(xiàn)的是全并行運(yùn)算。√(6)邏輯右移執(zhí)行的操作是進(jìn)位標(biāo)志位移入符號(hào)位,其余數(shù)據(jù)位依次右移1位,最低位移入進(jìn)位標(biāo)志位?!恋谒恼伦鳂I(yè)解答靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的原理有何不同為什么動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器需要刷新一般有哪幾種刷新方式答:靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器利用一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制位,只要

不斷電就可以保持其中存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)不丟失。動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器使用一個(gè)MOS管和一個(gè)電容來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。用電容來(lái)存儲(chǔ)信息減少了構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單位所需要的晶體管的數(shù)目。由于動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器中的電容會(huì)產(chǎn)生漏電,因此DRAM存儲(chǔ)器芯片需要頻繁的刷新操作。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新方式通常有:集中式刷新方式、分散式刷新方式、異步式刷新方式某一64K×1位的動(dòng)態(tài)RAM芯片,采用地址復(fù)用技術(shù),則除了電源和地引腳外,該芯片還應(yīng)有那些引腳各為多少位解:地址線:采用地址復(fù)用技術(shù),可為16/2=8位數(shù)據(jù)線:1位;讀寫線WR/:1位;片選信號(hào)CS:1位或行選通信號(hào)RAS:1位;列選通信號(hào)CAS:1位假設(shè)某存儲(chǔ)器地址長(zhǎng)為22位,存儲(chǔ)器字長(zhǎng)為16位,試問(wèn):(1)該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息(2)若用64K×4位的DRAM芯片組織該存儲(chǔ)器,則需多少片芯片(3)在該存儲(chǔ)器的22位地址中,多少位用于選片尋址多少位用于片內(nèi)尋址

(3)22位地址中,16位用于片內(nèi)尋址,6位用于選片尋址。AA某8位計(jì)算機(jī)采用單總線結(jié)構(gòu),地址總線17根(016,16為高位),DWR數(shù)據(jù)總線8根雙向(07),控制信號(hào)/(高電平為讀,低電平為寫)。已知該機(jī)的I/O設(shè)備與主存統(tǒng)一編址,若地址空間從0連續(xù)編址,其地址空間分配如下:最低16K為系統(tǒng)程序區(qū),由ROM芯片組成;緊接著48K為備用區(qū),暫不連接芯片;接著60K為用戶程序和數(shù)據(jù)空間,用靜態(tài)RAM芯片組成;最后4K為I/O設(shè)備區(qū)。現(xiàn)有芯片如下:Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y6Y7D0-D7D0-D7A13-A0A13-A0CSOECSWEABCABCF&3-8譯碼器16KBRAM16KBROMENCSOEROM:16k×8位,其中:為片選信號(hào),低電平有效,:為讀出控制,低電平讀出有效。CSWE靜態(tài)RAM:16K×8位,其中:為片選信號(hào),低電平有效,:為寫控制信號(hào),低電平寫,高電平讀。譯碼器:3—8譯碼器。輸出低電平有效。與非門:扇入系數(shù)不限。試畫出主存芯片連接的邏輯圖并寫出各芯片地址分配表(假設(shè)存儲(chǔ)器從0連續(xù)進(jìn)行編址)。答:⑴共需5片,其中1片16K×8ROM,4片16K×8SRAM⑵各芯片地址分配表00000H~03FFFH系統(tǒng)程序區(qū)16KB04000H~0FFFFH備用區(qū)48KB10000H~1EFFFH用戶程序區(qū)和數(shù)據(jù)空間60KB1F000H~1FFFFHI/O設(shè)備區(qū)4K00000000000000000~00011111111111111A16A15A14=000ROM1片00100000000000000~01111111111111111備用區(qū)10000000000000000~10011111111111111A16A15A14=10016KRAM第1片10100000000000000~10111111111111111A16A15A14=10116KRAM第2片11000000000000000~11011111111111111A16A15A14=11016KRAM第3片11100000000000000~11110111111111111A16A15A14=111

A13A12≠1112KRAM第4片11111000000000000~11111111111111111A16A15A14=111A13A12=114KI/O設(shè)備區(qū)00000000000000000~0001111111111111100000H~03FFFH00100000000000000~0111111111111111104000H~0FFFFH10000000000000000~1001111111111111110000H~13FFFH10100000000000000~1011111111111111114000H~17FFFH11000000000000000~1101111111111111118000H~1BFFFH11100000000000000~111101111111111111C000H~1EFFFH11111000000000000~111111111111111111F000H~1FFFFH⑶主存芯片與CPU的連接邏輯圖ROMRAMRAMRAMRAMA13~A0R/W3—8譯碼器MEMRENA16A15A14CBAD7~D0A13A12已知某8位機(jī)的主存采用4K×4位的SRAM芯片構(gòu)成該機(jī)所允許的最大主存空間,并選用模塊板結(jié)構(gòu)形式,該機(jī)地址總線為18位,問(wèn):(1)若每個(gè)模塊板為32K×8位,共需幾個(gè)模塊板

(2)每個(gè)模塊板內(nèi)共有多少塊4K×4位的RAM芯片請(qǐng)畫出一個(gè)模塊板內(nèi)各芯片連接的邏輯框圖。(3)該主存共需要多少4K×4位的RAM芯片CPU如何選擇各個(gè)模塊板答:(1)主存總?cè)萘?18×8=256K×8,∵每個(gè)模塊板為32K×8位,∴共需256K/32K=8個(gè)模塊板。(2)每個(gè)模塊板內(nèi)共有32K×8位/4K×4位=16片RAM芯片。一個(gè)模塊板內(nèi)各芯片連接的邏輯框圖:RAM0RAM1RAM2RAM3RAM4RAM7A11~A0R/W3—8譯碼器A14A13A12D7~D0MEMRENCBA??D7~D4D3~D0RAM0RAM1RAM2RAM3RAM4RAM7?(3)該主存共需要16×8=128片4K×4位的RAM芯片。用地址高3位,通過(guò)3-8譯碼器形成各模板選擇信號(hào)。64K×1位DRAM芯片通常制成兩個(gè)獨(dú)立的128×256陣列。若存儲(chǔ)器的讀/寫周期為μs,則對(duì)集中式刷新而言,其“死區(qū)”時(shí)間是多少如果是一個(gè)256K×1位的DRAM芯片,希望能與上述64K×1位DRAM芯片有相同的刷新延時(shí),則它的存儲(chǔ)陣列應(yīng)如何安排解:⑴兩個(gè)獨(dú)立的128×256陣列共128×2=256行,讀/寫周期為μs

對(duì)集中式刷新而言,其“死區(qū)”時(shí)間為:256×μs=128μs⑵要求256K×1位的DRAM芯片與64K×1位DRAM芯片有相同的刷新延時(shí),則存儲(chǔ)陣列的行數(shù)應(yīng)一致,即為256行,所以256K×1位的DRAM芯片的存儲(chǔ)陣列應(yīng)安排為256×1024,即分為兩個(gè)獨(dú)立的128×1024的陣列。某磁盤組有16個(gè)數(shù)據(jù)記錄面,每面有256個(gè)磁道,每個(gè)磁道分為16個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)包括512字節(jié),已知磁盤內(nèi)磁道直徑為10英寸,外磁道直徑為14英寸,轉(zhuǎn)速為3600r/min,磁頭平均定位時(shí)間為15ms,求:(1)該磁盤組最大存儲(chǔ)容量是多少(2)該磁盤組最大位密度、磁道密度是多少(3)該磁盤的平均存取時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸率是多少答:(1)該磁盤組最大存儲(chǔ)容量是:C=n×T×S×B=16×256×16×512B=32MB=225B(2)最大位密度16×512×8/10π=2087位/英寸=2087bpi磁道密度256/(14/2-10/2)=256/2=128道/英寸=128tpi(3)平均存取時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸率:Dr=16×512×8×3600/60=3932160bit/s=491520B/

秒=480KB/s平均等待時(shí)間:60/(3600×2)=平均存取時(shí)間:+15=ms考慮:?jiǎn)?dòng)延遲+傳送一個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。啟動(dòng)延遲未給,忽略。傳送一個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間=512B/480KB≈平均存取時(shí)間:+15+≈若某機(jī)磁盤子系統(tǒng)共有4臺(tái)驅(qū)動(dòng)器,每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器裝有與上述磁盤組相同的磁盤組,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該磁盤子系統(tǒng)的地址格式。答動(dòng)器號(hào)(2位)圓柱面號(hào)(8位)

盤面號(hào)(4位)扇區(qū)號(hào)(4位)補(bǔ)充題:1.請(qǐng)用2K×8bit的SRAM設(shè)計(jì)一個(gè)8K×32bit的存儲(chǔ)器,并畫出存儲(chǔ)器與CPU的連接原理圖。要求:⑴存儲(chǔ)器可以分別被控制訪問(wèn)8,16,32位數(shù)據(jù),控制信號(hào)B1B0由CPU提供:當(dāng)B1B0=00時(shí)訪問(wèn)32位數(shù)據(jù);當(dāng)B1B0=01時(shí)訪問(wèn)16位數(shù)據(jù);當(dāng)B1B0=10時(shí)訪問(wèn)8位數(shù)據(jù)。⑵存儲(chǔ)芯片地址按交叉方式編址。⑶滿足整數(shù)邊界地址的安排。解:⑴共需芯片4×4=16片。其中字?jǐn)U展為4組,位擴(kuò)展為4片。共需15根地址線,其中:用A1A0控制位擴(kuò)展的各片,片內(nèi)地址A12~A2,高位A14A13作為字?jǐn)U展各組片選信號(hào)。2K×8(1)2K×8(2)2K×8(3)2K×8(4)CS3CS2CS1CS0D32~D24D23~D16D15~D8D7~D0A12~A2

⑵設(shè)每組中數(shù)據(jù)位數(shù)從高到低依次為第一片→第四片。選中第一片時(shí),C=1,選中第二片時(shí),D=1,選中第三片時(shí),E=1,選中第四片時(shí),F(xiàn)=1,有下列邏輯關(guān)系:B1B0A1A0CDEF說(shuō)明00001111訪問(wèn)32位數(shù)據(jù)00010000不訪問(wèn)00100000

不訪問(wèn)00110000不訪問(wèn)01000011訪問(wèn)低16位數(shù)據(jù)01010000不訪問(wèn)01101100訪問(wèn)高16位數(shù)據(jù)01110000

不訪問(wèn)10000001訪問(wèn)低8位數(shù)據(jù)D7~D010010010訪問(wèn)次低8位數(shù)據(jù)D15~D810100100訪問(wèn)次高8位數(shù)據(jù)D23~D1610111000訪問(wèn)高8位數(shù)據(jù)D31~D24即:C=0AABBAABBAABB++D=0AABBAABBAABB++

E=0AABBAABBAABB++F=0AABBAABBAABB++A14A13通過(guò)2-4譯碼器產(chǎn)生4個(gè)片選信號(hào)30YY~,各芯片的片選信號(hào):CYCS03+=;DYCS02+=;EYCS01+=;FYCS00+=CYCS17+=;DYCS16+=;EYCS15+=;FYCS14+=CYCS211+=;DYCS210+=;EYCS29+=;FYCS28+=CYCS315+=;DYCS314+=;EYCS313+=;FYCS312+=2.某機(jī)主存容量為128MB,Cache容量為32KB,主存與Cache均按64B的大小分塊。⑴分別寫出主存與Cache采用直接映像和全相聯(lián)映像時(shí)主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式并標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)。⑵若Cache采用組相聯(lián)映像,每組塊數(shù)為4塊。寫出主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式并標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)。并回答一個(gè)主存塊可以映像到多少個(gè)Cache塊中一個(gè)Cache塊可與多少個(gè)主存塊有對(duì)應(yīng)關(guān)系答:主存容量為128MB,Cache容量為32KB=215B,塊的大小為64B=26B,每組中的塊數(shù)為4=22塊,Cache可分為32KB/64B=512=29塊,共可分為512/4=128=27組;

主存按照Cache的容量可分為128MB/32KB=4096=212個(gè)區(qū),每個(gè)區(qū)中共32KB/64B=512=29塊;⑴主存與Cache采用直接映像時(shí)主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個(gè)字段的位數(shù)主存地址的結(jié)構(gòu):27位12位9位6位區(qū)號(hào)塊號(hào)塊內(nèi)偏移地址Cache地址的結(jié)構(gòu):15位9位6位塊號(hào)塊內(nèi)偏移地址

一個(gè)主存塊可以映像到一個(gè)Cache塊中,一個(gè)Cache塊可與212個(gè)主存塊有對(duì)應(yīng)關(guān)系。主存與Cache采用全相聯(lián)映像時(shí)主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個(gè)字段的位數(shù)21位6位塊號(hào)塊內(nèi)偏移地址Cache地址的結(jié)構(gòu)9位6位塊號(hào)塊內(nèi)偏移地址一個(gè)主存塊可以映像到29個(gè)Cache塊中,一個(gè)Cache塊可與221個(gè)主存塊有對(duì)應(yīng)關(guān)系。⑵主存與Cache采用組相聯(lián)映像時(shí)主存與Cache地址的結(jié)構(gòu)格式及各個(gè)字段的位數(shù)

主存地址的結(jié)構(gòu)12位7位2位6位區(qū)號(hào)組號(hào)組內(nèi)塊號(hào)塊內(nèi)偏移地址Cache地址的結(jié)構(gòu)7位2位6位組號(hào)組內(nèi)塊號(hào)

塊內(nèi)偏移地址因?yàn)槊拷M塊數(shù)為4塊,所以一個(gè)主存塊可以映像到4個(gè)Cache塊中;一個(gè)Cache塊可與212×4=214個(gè)主存塊有對(duì)應(yīng)關(guān)系。選擇題(1)需要定期刷新的存儲(chǔ)芯片是___B___。A.EPROMB.DRAMC.SRAMD.EEPROM(2)__A____存儲(chǔ)芯片是易失性的。A.SRAMB.UV-EPROMC.NV-RAMD.EEPROM(3)有RAS和CAS引腳的存儲(chǔ)芯片是___B___。A.EPROMB.DRAMC.SRAMD.三者都是(4)下面敘述不正確的是___C___。A.半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器可隨時(shí)存取信息,掉電后信息丟失。B.在訪問(wèn)隨機(jī)存儲(chǔ)器時(shí),訪問(wèn)時(shí)間與單元的物理位置無(wú)關(guān)。C.內(nèi)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息均是不可改變的。D.隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器可以統(tǒng)一編址。(5)動(dòng)態(tài)RAM與靜態(tài)RAM相比,其優(yōu)點(diǎn)是___C___。A.動(dòng)態(tài)RAM的存儲(chǔ)速度快。B.動(dòng)態(tài)RAM不易丟失數(shù)據(jù)。C.在工藝上,比靜態(tài)RAM的存儲(chǔ)密度高。D.控制比靜態(tài)RAM簡(jiǎn)單。(6)某512×8位RAM芯片采用一位讀/寫線控制讀寫,該芯片的引腳至少有___C___。A.17條B.19條C.21條D.522條(7)在調(diào)頻制記錄方式中,寫“0”和寫“1”是利用______。A.電平的高低變化C.電流的相位變化B.電流的幅值變化D.電流的頻率變化(8)由于磁盤上內(nèi)圈磁道比外圈磁道短,因此__B____。A.內(nèi)圈磁道存儲(chǔ)的信息比外圈磁道少B.無(wú)論哪條磁道存儲(chǔ)的信息量均相同,但各磁道的存儲(chǔ)密度不同C.內(nèi)圈磁道的扇區(qū)少使得它存儲(chǔ)的信息比外圈磁道少D.各磁道扇區(qū)數(shù)相同,但內(nèi)圈磁道上每扇區(qū)存儲(chǔ)的信息少(9)某存儲(chǔ)器按字節(jié)編址,要求數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到8×106字節(jié)/秒,則應(yīng)選用存儲(chǔ)周期為_D___的存儲(chǔ)芯片。A.800nsB.250nsC.200nsD.120ns(10)在下述存儲(chǔ)器中,允許隨機(jī)訪問(wèn)的存儲(chǔ)器是___A___。A.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器B.磁帶C.磁盤D.光盤(11)在下列幾種存儲(chǔ)器中,不能脫機(jī)保存信息的是___C___。A.磁盤B.磁帶C.RAMD.光盤是非題(1)數(shù)據(jù)引腳和地址引腳越多芯片的容量越大?!蹋?)存儲(chǔ)芯片的價(jià)格取決于芯片的容量和速度?!蹋?)SRAM每個(gè)單元的規(guī)模大于DRAM的?!蹋?)要訪問(wèn)DRAM,應(yīng)首先給出RAS地址,之后再給出CAS地址。√(5)當(dāng)CPU要訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí),它先訪問(wèn)虛存,之后再訪問(wèn)主存。×(6)EDO和FPM都是頁(yè)模式的DRAM?!蹋?)主存與磁盤均用于存放程序和數(shù)據(jù),一般情況下,CPU從主存取得指令和數(shù)據(jù),如果在主存中訪問(wèn)不到,CPU才到磁盤中取得指令和數(shù)據(jù)?!蹋?)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種易失性存儲(chǔ)器,電源掉電后所存信息均將丟失。×(9)Cache存儲(chǔ)器保存RAM存儲(chǔ)器的信息副本,所以占部分RAM地址空間。×填空題(1)Cache使用的是①存儲(chǔ)芯片。答:①SRAM(2)主存由①(DRAM、硬盤)構(gòu)成,虛存由②(DRAM、硬盤)構(gòu)成。答:①DRAM②硬盤(3)①(EDO、FPM)DRAM中,當(dāng)CAS變高后,數(shù)據(jù)就在數(shù)據(jù)總線上消失了。答:①FPM(4)衡量非格式化硬盤的一個(gè)磁表面存儲(chǔ)容量的兩個(gè)指標(biāo)是①和②。答:①道密度②位密度(5)Cache存儲(chǔ)器的主要作用是解決①。答:①CPU與主存間速度匹配問(wèn)題(6)存儲(chǔ)器的取數(shù)時(shí)間是衡量主存①的重要指標(biāo),它是從②到③的時(shí)間。答:①速度②把要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的地址,加載到存儲(chǔ)器芯片的地址引腳上③到讀取的數(shù)據(jù)或指令在存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)引腳上可以使用為止(7)磁盤的技術(shù)指標(biāo)可用平均存取時(shí)間衡量,它包括①_和②兩個(gè)部分。答:①平均磁道定位時(shí)間②平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間(8)SRAM與DRAM中速度高的是①,集成度高的是②。答:①SRAM②DRAM(9)某存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線寬度為32位,存取周期為250ns,則其帶寬是①。答:①128Mbit/s(10)磁盤等磁表面存儲(chǔ)器的寫入電流波形決定了記錄方式,此外還反映了該記錄方式是否有①能力。答:①自同步第五章作業(yè)解答什么叫尋址方式有哪些基本的尋址方式簡(jiǎn)述其尋址過(guò)程。答:尋址方式就是指形成本條指令的操作數(shù)地址和下一條要執(zhí)行的指令地址的方法。根據(jù)所需的地址信息的不同,尋址可分為操作數(shù)地址的尋址和指令地址的尋址兩部分?;镜膶ぶ贩绞剑毫⒓磳ぶ?、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、基址尋址、基址加變址尋址、堆棧尋址、相對(duì)尋址。轉(zhuǎn)子指令與轉(zhuǎn)移指令有哪些異同答:轉(zhuǎn)子指令與轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行結(jié)果都是實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移,但兩者的區(qū)別在于:轉(zhuǎn)移指令的功能是轉(zhuǎn)移到指令給出的轉(zhuǎn)移地址處去執(zhí)行指令,一般用于同一程序的內(nèi)轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移后不需要返回原處,因此不需要保存返回地址。轉(zhuǎn)子指令的功能是轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段子程序,實(shí)現(xiàn)的是不同程序之間的轉(zhuǎn)移。因?yàn)樽映绦驁?zhí)行完后必須返回主程序,所以轉(zhuǎn)子指令必須以某種方式保存返回地址,以便返回時(shí)能正確返回到主程序原來(lái)的位置。設(shè)某機(jī)指令長(zhǎng)為16位,每個(gè)操作數(shù)的地址碼為6位,指令分為單地址指令、雙地址指令和零地址指令。若雙地址指令為K條,零地址指令為L(zhǎng)條,問(wèn)最多可有多少條單地址指令答:雙地址指令的操作碼占4位,可有24條指令,現(xiàn)占了K條。單地址指令的操作碼占10位,可有(24-K)×26條指令;零地址指令的操作碼占16位,現(xiàn)需要L條指令,單地址指令要讓出L62條指令,所以L單地址指令可有(24-K)×26-62條設(shè)某機(jī)指令長(zhǎng)為16位,每個(gè)地址碼長(zhǎng)為4位,試用擴(kuò)展操作碼方法設(shè)計(jì)指令格式。其中三地址指令有10條,二地址指令為90條,單地址指令32條,還有若干零地址指令,問(wèn)零地址指令最多有多少條答:{[(24-10)×16-90]×16-32}×16=1024條選擇題(1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,硬件能夠直接識(shí)別的指令是A。A.機(jī)器指令B.匯編語(yǔ)言指令C.高級(jí)語(yǔ)言指令D.特權(quán)指令(2)指令系統(tǒng)中采用不同的尋址方式的主要目的是B。擴(kuò)大尋址范圍路A.增加內(nèi)存的容量B.縮短指令長(zhǎng)度,C.提高訪問(wèn)內(nèi)存的速度D.簡(jiǎn)化指令譯碼電(3)在相對(duì)尋址方式中,若指令中地址碼為X,則操作數(shù)的地址為B。A.XB.(PC)+XC.X+段基址D.變址寄存器+X(4)在指令的地址字段中直接指出操作數(shù)本身的尋址方式,稱為B。A.隱含地址B.立即尋址C.寄存器尋址D.直接尋址(5)支持實(shí)現(xiàn)程序浮動(dòng)的尋址方式稱為B。A.變址尋址B.相對(duì)尋址C.間接尋址D.寄存器間接尋址(6)在一地址指令格式中,下面論述正確的是C。A.只能有一個(gè)操作數(shù),它由地址碼提供B.一定有兩個(gè)操作數(shù),另一個(gè)是隱含的C.可能有一個(gè)操作數(shù),也可能有兩個(gè)操作數(shù)D.如果有兩個(gè)操作數(shù),另一個(gè)操作數(shù)一定在堆棧中。(7)在堆棧中,保持不變的是C。A.棧頂B.堆棧指針C.棧底D.棧中的數(shù)據(jù)(8)在變址寄存器尋址方式中,若變址寄存器的內(nèi)容是4E3CH,給出的偏移量是63H則它對(duì)應(yīng)的有效地址是D。A.63HB.4D9FHC.4E3CHD.4E9FH(9)設(shè)寄存器R的內(nèi)容(R)=1000H,內(nèi)存單元1000H的內(nèi)容為2000H,內(nèi)存單元2000H的內(nèi)容為3000H,PC的值為4000H。若采用相對(duì)尋址方式,-2000H(PC)訪問(wèn)的操作數(shù)是C。A.1000HB.2000HC.3000HD.4000H(10)程序控制類指令的功能是D。A.進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算B.進(jìn)行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送C.進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送D.改變程序執(zhí)行的順序(11)算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是B。A.符號(hào)位填0,并順次右移1位,最低位移至進(jìn)位B.符號(hào)位不變,并順次右移l位,最低位移至進(jìn)位C.進(jìn)位標(biāo)志位移至符號(hào)位,順次右移1位,最低位D.符號(hào)位填1,并順次右移1位,最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位標(biāo)志位移至進(jìn)位標(biāo)志位標(biāo)志位(12)下列幾項(xiàng)中,不符合RISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)是B。A.指令長(zhǎng)度固定,指令種類少

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