計(jì)算機(jī)組成原理課后問(wèn)題詳解第三版白中英

word計(jì)算機(jī)組成原理各章答案白中英·第三版第一章答案1 比擬數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。解：模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：數(shù)值由連續(xù)量來(lái)表示，運(yùn)算過(guò)程是連續(xù)的；數(shù)字計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：數(shù)值由數(shù)字量離散量來(lái)表示，運(yùn)算按位進(jìn)展。兩者主要區(qū)別見P1 表1.1。2 數(shù)字計(jì)算機(jī)如何分類？分類的依據(jù)是什么？解：分類：數(shù)字計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)又分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)和單片機(jī)六類。分類依據(jù)：專用和通用是根據(jù)計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性來(lái)劃分的。通用機(jī)的分類依據(jù)主要是體積、簡(jiǎn)易性、功率損耗、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、指令系統(tǒng)規(guī)模和機(jī)器價(jià)格等因素。3 數(shù)字計(jì)算機(jī)有那些主要應(yīng)用？4 馮. 諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？它包括哪些主要組成局部？解：馮. 諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是：存儲(chǔ)程序和程序控制。存儲(chǔ)程序：將解題的程序指令序列存放到存儲(chǔ)器中；程序控制：控制器順序執(zhí)行存儲(chǔ)的程序，按指令功能控制全機(jī)協(xié)調(diào)地完成運(yùn)算任務(wù)。主要組成局部有：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。5 什么是存儲(chǔ)容量？什么是單元地址？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令字？解：存儲(chǔ)容量：指存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息的數(shù)量，通常用單位KB、MB、GB來(lái)度量，存儲(chǔ)容量越大，表示計(jì)算機(jī)所能存儲(chǔ)的信息量越多，反映了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間的大小。單元地址：?jiǎn)卧刂泛?jiǎn)稱地址，在存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元都有唯一的地址編號(hào)，稱為單元地址。數(shù)據(jù)字：假如某計(jì)算機(jī)字是運(yùn)算操作的對(duì)象即代表要處理的數(shù)據(jù)，如此稱數(shù)據(jù)字。指令字： 假如某計(jì)算機(jī)字代表一條指令或指令的一局部，如此稱指令字。6 什么是指令？什么是程序？解：指令：計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的每一個(gè)根本的操作。程序：解算某一問(wèn)題的一串指令序列稱為該問(wèn)題的計(jì)算程序，簡(jiǎn)稱程序。7 指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)？解：一般來(lái)講，在取指周期中從存儲(chǔ)器讀出的信息即指令信息；而在執(zhí)行周期中從存儲(chǔ)器中讀出的信息即為數(shù)據(jù)信息。8 什么是內(nèi)存？什么是外存？什么是CPU？什么是適配器？簡(jiǎn)述其功能。解：內(nèi)存：一般由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成，裝在底版上，可直接和CPU交換信息的存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存。用來(lái)存放經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù)。外存：為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，又不使本錢有很大的提高，在計(jì)算機(jī)中還配備了存儲(chǔ)容量更大的磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器，稱為外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱外存。外存可存儲(chǔ)大量的信息，計(jì)算機(jī)需要使用時(shí)，再調(diào)入內(nèi)存。CPU：包括運(yùn)算器和控制器。根本功能為：指令控制、操作控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)加工。適配器：連接主機(jī)和外設(shè)的部件，起一個(gè)轉(zhuǎn)換器的作用，以使主機(jī)和外設(shè)協(xié)調(diào)工作。9 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件包括哪幾類？說(shuō)明它們的用途。解：系統(tǒng)軟件包括：1服務(wù)程序：診斷、排錯(cuò)等2語(yǔ)言程序：匯編、編譯、解釋等3操作系統(tǒng)4數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)用途：用來(lái)簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化使用方法，提高計(jì)算機(jī)的使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能與用途。10 說(shuō)明軟件開展的演變過(guò)程。11現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何進(jìn)展多級(jí)劃分？這種分級(jí)觀點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？解：多級(jí)劃分圖見P16圖1.6。可分為：微程序設(shè)計(jì)級(jí)、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、匯編語(yǔ)言級(jí)和高級(jí)語(yǔ)言級(jí)。用這種分級(jí)的觀點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)，對(duì)保證產(chǎn)生一個(gè)良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是有很大幫助的。12為什么軟件能夠轉(zhuǎn)化為硬件？硬件能夠轉(zhuǎn)化為軟件？實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的媒介是什么？13 "計(jì)算機(jī)應(yīng)用"與"應(yīng)用計(jì)算機(jī)"在概念上等價(jià)嗎？用學(xué)科角度和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)來(lái)壽命你的觀點(diǎn)。第二章答案1. 寫出如下各數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示用8位二進(jìn)制數(shù)。其中MSB是最高位又是符號(hào)位LSB是最低位。如果是小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在MSB之后；如果是整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)在LSB之后。(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小數(shù)表示-1 (5) 用整數(shù)表示-1解：(1)先把十進(jìn)制數(shù)-35/64寫成二進(jìn)制小數(shù)：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-110)2=(-0.100011)2(2) 先把十進(jìn)制數(shù)23/128寫成二進(jìn)制小數(shù)：(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2(3) 先把十進(jìn)制數(shù)-127寫成二進(jìn)制小數(shù)：(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B 原碼、反碼無(wú)法表示(5) 令Y=-1=-0000001B Y原=10000001 Y反=11111110 Y補(bǔ)=11111111 Y移=011111112. 設(shè)X補(bǔ)= a0，a1，a2a6 , 其中ai取0或1，假如要x0.5,求a0，a1，a2，a6 的取值。解：a0= 1，a1= 0， a2，a6=11。3. 有一個(gè)字長(zhǎng)為32位的浮點(diǎn)數(shù)，階碼10位包括1位階符，用移碼表示；尾數(shù)22位包括1位尾符用補(bǔ)碼表示，基數(shù)R=2。請(qǐng)寫出：(1) 最大數(shù)的二進(jìn)制表示；(2) 最小數(shù)的二進(jìn)制表示；(3) 規(guī)格化數(shù)所能表示的數(shù)的X圍；(4) 最接近于零的正規(guī)格化數(shù)與負(fù)規(guī)格化數(shù)。4. 將如下十進(jìn)制數(shù)表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)，階碼3位，用補(bǔ)碼表示；尾數(shù)9位，用補(bǔ)碼表示。1 27/642 -27/64解：127/64=11011B×=0.011011B=0.11011B×浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù) : 1111 01101100002 -27/64= -11011B×= -0.011011B= -0.11011B×浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù) : 1111 10010100005. X和Y, 用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y, 同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。解：1先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和 x+y=0.1111B 無(wú)溢出。2先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和 x+y=0.0011B 無(wú)溢出。3先寫出x和y的變形補(bǔ)碼再計(jì)算它們的和 x+y= -0.10111B 無(wú)溢出6. X和Y, 用變形補(bǔ)碼計(jì)算X-Y, 同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。解：1先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差運(yùn)算結(jié)果雙符號(hào)不相等 為正溢出2先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差 x-y= -0.001B 無(wú)溢出3先寫出x和y的變形補(bǔ)碼，再計(jì)算它們的差運(yùn)算結(jié)果雙符號(hào)不相等 為正溢出7. 用原碼陣列乘法器、補(bǔ)碼陣列乘法器分別計(jì)算X×Y。解：1用原碼陣列乘法器計(jì)算：(0)1 1 0 1 1 ×) (1)0 0 0 0 1-(0)1 1 0 1 1(0)0 0 0 0 0 0)0 0 0 0 0(0)0 0 0 0 0(0)0 0 0 0 0(0) (1) (1) (0) (1) (1)-(1)0 0 1 0 1 1 1 0 1 18 用原碼陣列除法器計(jì)算 X÷Y。-余數(shù)為負(fù) 1.11001 q0=0-余數(shù)為正 0.10001 q1=1-余數(shù)為正 0.00011 q2=1-余數(shù)為負(fù) 1.00111 q3=0-余數(shù)為負(fù) 1.01101 q4=0-余數(shù)為負(fù) 1.11001 q5=0-余數(shù)為 0.11000B×9. 設(shè)階為5位(包括2位階符), 尾數(shù)為8位(包括2位數(shù)符), 階碼、尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示, 完成如下取值的X+Y，X-Y運(yùn)算：1X=×0.100101 Y=×(-0.011110)2X=×-0.010110 Y=×(0.010110)解：1將y規(guī)格化得：y=×(-0.111100) 對(duì)階E補(bǔ)=Ex補(bǔ)+-Ey補(bǔ)=1101+0011=0000 Ex=Ey 尾數(shù)相加相加 相減- - x+y=×(-0.101110) 對(duì)階E補(bǔ)=Ex補(bǔ)+-Ey補(bǔ)=1011+0100=1111 E= -1 x浮=1100，11.110101(0) 尾數(shù)相加相加 相減11.110101(0) 11.110101(0)-00.001011(0) 11.011111(0)x-y浮=1100,11.011111(0) x-y=×-0.100001B13. 某加法器進(jìn)位鏈小組信號(hào)為C4C3C2C1 ，低位來(lái)的信號(hào)為C0 ，請(qǐng)分別按下述兩種方式寫出C4C3C2C1的邏輯表達(dá)式。1 串行進(jìn)位方式 2 并行進(jìn)位方式解 ：1串行進(jìn)位方式：C1 = G1 + P1 C0 其中： G1 = A1 B1 ， P1 = A1B1C2 = G2 + P2 C1 G2 = A2 B2 ， P2 = A2B2C3 = G3 + P3 C2 G3 = A3 B3 ， P3 = A3B3C4 = G4 + P4 C3 G4 = A4 B4 ， P4 = A4B4(2) 并行進(jìn)位方式：C1 = G1 + P1 C0C2 = G2 + P2 G1 + P2 P1 C0C3 = G3 + P3 G2 + P3 P2 G1 + P3 P2 P1 C0C4 = G4 + P4 G3 + P4 P3 G2 + P4 P3 P2 G1 + P4 P3 P2 P1 C0其中 G1-G4 ，P1-P4 表達(dá)式與串行進(jìn)位方式一樣。14. 某機(jī)字長(zhǎng)16位，使用四片74181組成ALU，設(shè)最低位序標(biāo)注為0位，要求：1寫出第5位的進(jìn)位信號(hào)C6的邏輯表達(dá)式；2估算產(chǎn)生C6所需的最長(zhǎng)時(shí)間；3估算最長(zhǎng)的求和時(shí)間。解：1 組成最低四位的74181進(jìn)位輸出為：C4=G+P C0 ，C0為向第0位的進(jìn)位其中：G=y3+x3y2+x2x3y1+x1x2x3y0, P=x0x1x2x3所以 ：C5=y4+x4C4C6=y5+x5C5=y5+x5y4+x5x4C42設(shè)標(biāo)準(zhǔn)門延遲時(shí)間為T，"與或非"門延遲時(shí)間為1.5T，如此進(jìn)位信號(hào)C0由最低位傳送至C6需經(jīng)一個(gè)反相器，兩級(jí)"與或非"門，故產(chǎn)生C6的最長(zhǎng)延遲時(shí)間為：T+2×1.5T=4T3最長(zhǎng)求和時(shí)間應(yīng)從施加操作數(shù)到ALU算起：第一片74181有3級(jí)"與或非"門產(chǎn)生控制參數(shù)x0，y0+4,第二、第三片74181共2級(jí)反相器和2級(jí)"與或非"門進(jìn)位鏈，第四片74181求和邏輯1級(jí)"與或非"門和1級(jí)半加器，其延遲時(shí)間為3T，故總的加法時(shí)間為：T=3×1.5T+2T+2×1.5T+1.5T+1.5T+3T=14T17設(shè)A，B，C是三個(gè)16位的通用存放器，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)16位定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算器，能實(shí)現(xiàn)下述功能：1 A±BA2 B×CA, C高位積在存放器A中3 A÷BC商在存放器C中解：設(shè)計(jì)能完成加、減、乘、除運(yùn)算的16位定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算器框圖。分析各存放器作用：加 減 乘 除A 被加數(shù)和 同左 初始為0 被除數(shù)余數(shù)局部積乘積H除數(shù)B 加數(shù) 同左 被乘數(shù)C- - 乘數(shù)乘積L 商 A：累加器16位，具有輸入、輸出、累加功能與雙向移位功能； B：數(shù)據(jù)存放器16位，具有輸入、輸出功能； C：乘商存放器16位，具有輸入、輸出功能與雙向移位畫出框圖：第三章答案1有一個(gè)具有20位地址和32位字長(zhǎng)的存儲(chǔ)器，問(wèn)：1 該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少個(gè)字節(jié)的信息？2 如果存儲(chǔ)器由512K×8位SRAM芯片組成，需要多少芯片？3 需要多少位地址作芯片選擇？解：1 220= 1M， 該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)的信息為：1M×32/8=4MB21000/512×32/8= 8片3 需要1位地址作為芯片選擇。2. 某64位機(jī)主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其地址碼為26位，假如使用256K×16位的DRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用模塊板結(jié)構(gòu)形式，問(wèn)：1 每個(gè)模塊板為1024K×64位，共需幾個(gè)模塊板？2 個(gè)模塊板內(nèi)共有多少DRAM芯片?3主存共需多少DRAM芯片? CPU如何選擇各模塊板？解：(1).共需模塊板數(shù)為m：m= ÷ =64 (塊)(2). 每個(gè)模塊板內(nèi)有DRAM芯片數(shù)為n:n=( / ) ×(64/16)=16 (片)(3) 主存共需DRAM芯片為：16×64=1024 (片)每個(gè)模塊板有16片DRAM芯片，容量為1024K×64位，需20根地址線(A19A0)完成模塊板內(nèi)存儲(chǔ)單元尋址。一共有64塊模塊板，采用6根高位地址線(A25A20)，通過(guò)6：64譯碼器譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)對(duì)各模塊板進(jìn)展選擇。3 用16K×8位的DRAM芯片組成64K×32位存儲(chǔ)器，要求：(1) 畫出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。(2) 設(shè)存儲(chǔ)器讀/寫周期為0.5S, CPU在1S內(nèi)至少要訪問(wèn)一次。試問(wèn)采用哪種刷新方式比擬合理？?jī)纱嗡⑿碌淖畲髸r(shí)間間隔是多少？對(duì)全部存儲(chǔ)單元刷新一遍所需的實(shí)際刷新時(shí)間是多少？解：1組成64K×32位存儲(chǔ)器需存儲(chǔ)芯片數(shù)為N=64K/16K×32位/8位=16片每4片組成16K×32位的存儲(chǔ)區(qū)，有A13-A0作為片內(nèi)地址，用A15 A14經(jīng)2：4譯碼器產(chǎn)生片選信號(hào) ，邏輯框圖如下所示：2依題意，采用異步刷新方式較合理，可滿足CPU在1S內(nèi)至少訪問(wèn)內(nèi)存一次的要求。設(shè)16K×8位存儲(chǔ)芯片的陣列結(jié)構(gòu)為128行×128列，按行刷新，刷新周期T=2ms，如此異步 刷新的間隔時(shí)間為： 如此兩次刷新的最大時(shí)間間隔發(fā)生的示意圖如下可見，兩次刷新的最大時(shí)間間隔為15.5-0.5=15 (S)對(duì)全部存儲(chǔ)單元刷新一遍所需時(shí)間為t Rt R 0.5×128=64 (S)7某機(jī)器中，配有一個(gè)地址空間為0000H-3FFFH的ROM區(qū)域?，F(xiàn)在再用一個(gè)RAM芯片(8K×8)形成40K×16位的RAM區(qū)域，起始地址為6000H,假定RAM芯片有和 信號(hào)控制端。CPU的地址總線為A15-A0，數(shù)據(jù)總線為D15-D0，控制信號(hào)為R/ (讀/寫)， (訪存)，要求：1 畫出地址譯碼方案。2 將ROM與RAM同CPU連接。解：1依題意，主存地址空間分布如右圖所示，可選用2片27128(16K×8位)的EPROM作為ROM區(qū)；10片的8K×8位RAM片組成40K×16位的RAM區(qū)。27128需14位片內(nèi)地址，而RAM需13位片內(nèi)地址，故可用A15-A13三位高地址經(jīng)譯碼產(chǎn)生片選信號(hào),方案如下: 28 存儲(chǔ)器容量為64M，字長(zhǎng)64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)展組織。存儲(chǔ)周期T = 100ns,數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線周期 = 10ns .問(wèn)順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬各是多少？解：信息總量： q = 64位 ×8 =512位順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器讀出8個(gè)字的時(shí)間分別是：t2 = m T = 8×100ns =8×10 (s)t1 = T + (m - 1) = 100 + 7×10 = 1.7 ×10 (s)順序存儲(chǔ)器帶寬是：W2 = q / t2 = 512÷8×10 = 64 ×10 位/ S交叉存儲(chǔ)器帶寬是：W1 = q / t1 = 512÷1.7 ×10 = 301 ×10 位/ S9 CPU執(zhí)行一段程序時(shí), cache完成存取的次數(shù)為2420次，主存完成存取的次數(shù)為80次，cache存儲(chǔ)周期為40ns，主存存儲(chǔ)周期為240ns，求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間。解：先求命中率h如此平均訪問(wèn)時(shí)間為tata0.968×40(1-0.968) ×24046.4(ns)r 240÷406cache/主存系統(tǒng)的效率為ee1/r(1r)×0.96886.210Cache存儲(chǔ)周期40ns，主存存儲(chǔ)周期200ns，Cache/主存系統(tǒng)平均訪問(wèn)時(shí)間為50ns，求Cache的命中率是多少？解： ta = tc× h +tr×(1-h)11主存容量為4MB，虛存容量為1GB，如此虛存地址和物理地址各為多少位？如頁(yè)面大小為4KB，如此頁(yè)表長(zhǎng)度是多少？解：主存容量為4MB，虛存容量為1GB 4M 物理地址為22位又 1G 虛擬地址為30位頁(yè)表長(zhǎng)度為 1GB÷4KB230÷212=218=256K14假設(shè)主存只有a,b,c三個(gè)頁(yè)框，組成a進(jìn)c出的FIFO隊(duì)列，進(jìn)程訪問(wèn)頁(yè)面的序列是0,1,2.4,2,3,0,2,1.3,2號(hào)。用列表法求采用LRU替換策略時(shí)的命中率。解：命中率為15從如下有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案：A 多體交叉存儲(chǔ)主要解決擴(kuò)大容量問(wèn)題；B 訪問(wèn)存儲(chǔ)器的請(qǐng)求是由CPU發(fā)出的；C Cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一局部屬于Cache;D Cache的功能全由硬件實(shí)現(xiàn)。解： D16從如下有關(guān)存儲(chǔ)器的描述中，選擇出正確的答案：A在虛擬存儲(chǔ)器中，外存和主存一一樣的方式工作，因此允許程序員用比主存空間大得 多的外存空間編程；B在虛擬存儲(chǔ)器中，邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址是由硬件實(shí)現(xiàn)的，僅在頁(yè)面失效時(shí)才由操作系統(tǒng)將被訪問(wèn)頁(yè)面從外存調(diào)到內(nèi)存，必要時(shí)還要先把被淘汰的頁(yè)面內(nèi)容寫入外存；C存儲(chǔ)保護(hù)的目的是：在多用戶環(huán)境中，既要防止一個(gè)用戶程序出錯(cuò)而破壞系統(tǒng)軟件或其他用戶程序，又要防止一個(gè)用戶訪問(wèn)不是分配給他的主存區(qū)，以達(dá)到數(shù)據(jù)安全和保 密的要求。解：C第四章答案1ASCll碼是7位，如果設(shè)計(jì)主存單元字長(zhǎng)為32位，指令字長(zhǎng)為12位，是否合理？為什么？解：指令字長(zhǎng)設(shè)計(jì)為12位不是很合理。主存單元字長(zhǎng)為32位，一個(gè)存儲(chǔ)單元可存放4個(gè)ASCII碼，余下4位可作為ASCII碼的校驗(yàn)位每個(gè)ASCII碼帶一位校驗(yàn)位，這樣設(shè)計(jì)還是合理的。但是，設(shè)計(jì)指令字長(zhǎng)為12 位就不合理了，12位的指令碼存放在字長(zhǎng)32位的主存單元中，造成19位不能用而浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。2.假設(shè)某計(jì)算機(jī)指令長(zhǎng)度為20位，具有雙操作數(shù)、單操作數(shù)、無(wú)操作數(shù)三類指令形式，每個(gè)操作數(shù)地址規(guī)定用6位表示。問(wèn)：假如操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出m條雙操作數(shù)指令，n條無(wú)操作數(shù)指令，在此情況下，這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出多少條單操作數(shù)指令？解：這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出256-m-n條單操作數(shù)指令3指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式與尋址方式特點(diǎn)。解：指令格式與尋址方式特點(diǎn)如下： 單字長(zhǎng)二地址指令； 操作碼OP可指定 =64條指令； RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在存放器中，源和目標(biāo)都是通用存放器可分別指定16個(gè)存放器 之一； 這種指令格式常用于算術(shù)邏輯類指令。4指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式與尋址方式特點(diǎn)。解：指令格式與尋址方式特點(diǎn)如下： 雙字長(zhǎng)二地址指令； 操作碼OP可指定 =64條指令； RS型指令，兩個(gè)操作數(shù)一個(gè)在存放器中16個(gè)存放器之一，另一個(gè)在存儲(chǔ)器中； 有效地址通過(guò)變址求得：E=變址存放器± D，變址存放器可有16個(gè)。5指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式與尋址方式特點(diǎn)。解：指令格式與尋址方式特點(diǎn)如下： 單字長(zhǎng)二地址指令； 操作碼OP可指定 =16條指令； 有8個(gè)通用存放器，支持8種尋址方式； 可以是RR型指令、SS型指令、RS型指令、6一種單地址指令格式如下所示，其中I為間接特征，X為尋址模式，D為形式地址。I，X，D組成該指令的操作數(shù)有效地址E。設(shè)R為變址存放器，R1 為基值存放器，PC為程序計(jì)數(shù)器，請(qǐng)?jiān)谙卤碇械谝涣形恢锰钊脒m當(dāng)?shù)膶ぶ贩绞矫Q。解： 直接尋址 相對(duì)尋址 變址尋址 基址尋址 間接尋址 基址間址尋址7某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位，主存容量為64K字，采用單字長(zhǎng)單地址指令，共有40條指令，試采用直接、立即、變址、相對(duì)四種尋址方式設(shè)計(jì)指令格式。解：40條指令需占用操作碼字段OP6位，這樣指令余下長(zhǎng)度為10位。為了覆蓋主存640K字的地址空間，設(shè)尋址模式X2位，形式地址D8位，其指令格式如下：尋址模式定義如下：X= 0 0 直接尋址 有效地址 E=D直接尋址為256個(gè)存儲(chǔ)單元X= 0 1 立即尋址 D字段為操作數(shù)X= 1 0 變址尋址 有效地址 E= (RX)D 可尋址64K個(gè)存儲(chǔ)單元X= 1 1 相對(duì)尋址 有效地址 E=PCD 可尋址64K個(gè)存儲(chǔ)單元其中RX為變址存放器16位，PC為程序計(jì)數(shù)器16位，在變址和相對(duì)尋址時(shí)，位移量D可正可負(fù)。8某機(jī)字長(zhǎng)為32位，主存容量為1M，單字長(zhǎng)指令,有50種操作碼,采用頁(yè)面尋址、立即、直接等尋址方式。CPU中有PC，IR，AR, DR和16個(gè)通用存放器，頁(yè)面尋址可用PC高位局部與形式地址局部拼接成有效地址。問(wèn)：1指令格式如何安排？2主存能劃分成多少頁(yè)面？每頁(yè)多少單元？3能否增加其他尋址方式？解: 1依題意,指令字長(zhǎng)32位，主存1M字，需20位地址A19-A0。50種操作碼，需6位OP，指令尋址方式Mode為2位，指定存放器Rn需4位。設(shè)有單地址指令、雙地址指令和零地址指 令，現(xiàn)只討論前二種指令。單地址指令的格式為：Mode=00時(shí)為立即尋址方式，指令的230位為立即數(shù)；Mode=01時(shí)為直接尋址方式，指令的190位為有效地址。雙地址指令的格式為：Mode1=01時(shí)為存放器直接尋址方式，操作數(shù)S=(Rn)；Mode1=11時(shí)為存放器間址尋址方式, 有效地址E=(Rn)。Mode2=00時(shí)為立即尋址方式，指令的13-0位為立即數(shù)；Mode2=01時(shí)為頁(yè)面尋址方式；Mode2=10時(shí)為變址尋址方式，E=(Rn)+D；Mode2=11時(shí)為變址間址尋址方式, E=(Rn)+D)。2由于頁(yè)面尋址方式時(shí)，D為14位，所以頁(yè)面大小應(yīng)為16K字，如此1M字可分為 64個(gè)頁(yè)面?？捎蒔C的高6位指出頁(yè)面號(hào)。3能增加其它尋址方式，例上述間址方式、變址間址尋址方式。14. 從以下有關(guān)RISC的描述中，選擇正確答案。A.采用RISC技術(shù)后，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)又恢復(fù)到早期的比擬簡(jiǎn)單的情況。B.為了實(shí)現(xiàn)兼容，新設(shè)計(jì)的RISC，是從原來(lái)CISC系統(tǒng)的指令系統(tǒng)中挑選一局部實(shí)現(xiàn)的。CRISC的主要目標(biāo)是減少指令數(shù)，提高指令執(zhí)行效率。DRISC設(shè)有乘、除法指令和浮點(diǎn)運(yùn)算指令。解： C15. 根據(jù)操作數(shù)所在位置，指出其尋址方式填空：1操作數(shù)在存放器中，為A尋址方式。2操作數(shù)地址在存放器，為B尋址方式。3操作數(shù)在指令中，為C尋址方式。4操作數(shù)地址主存在指令中，為D尋址方式5操作數(shù)的地址，為某一存放器內(nèi)容與位移量之和可以是E，F(xiàn)，G尋址方式。解：A：存放器直接； B： 存放器間接； C：立即；D： 直接； E：相對(duì)； F：基值；G：變址第五章答案1請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填入適當(dāng)答案。在CPU中：(1) 保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的存放器是指令存放器IR；(2) 保存當(dāng)前正要執(zhí)行的指令地址的存放器是(程序計(jì)數(shù)器PC)；(3) 算術(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果通常放在通用存放器 和數(shù)據(jù)緩沖存放器DR 。2參見如下圖課本P166圖5.15的數(shù)據(jù)通路。畫出存數(shù)指令"STA R1 ，(R2)"的指令周期流程圖，其含義是將存放器R1的內(nèi)容傳送至R2為地址的主存單元中。標(biāo)出各微操作信 號(hào)序列。解："STA R1 ，(R2)"指令是一條存數(shù)指令，其指令周期流程圖如如下圖所示：3參見課本P166圖5.15的數(shù)據(jù)通路，畫出取數(shù)指令"LDAR3，RO"的指令周期流程圖，其含義是將(R3)為地址的主存單元的內(nèi)容取至存放器R0中，標(biāo)出各微操作控制信號(hào)序列。5如果在一個(gè)CPU周期中要產(chǎn)生3個(gè)脈沖 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,試畫出 時(shí)序產(chǎn)生器邏輯圖。解：節(jié)拍脈沖T1 ，T2 ，T3 的寬度實(shí)際等于時(shí)鐘脈沖的周期或是它的倍數(shù)，此時(shí)T1 = T3 =200ns ， T2 = 400 ns ，所以主脈沖源的頻率應(yīng)為 f = 1 / T1 =5MHZ 。為了消除節(jié)拍脈沖上的毛刺，環(huán)型脈沖發(fā)生器可采用移位存放器形式。如下圖畫出了題目要求的邏輯電路圖和時(shí)序信號(hào)關(guān)系。根據(jù)關(guān) 系，節(jié)拍脈沖T1 ，T2 ，T3 的邏輯表達(dá)式如下：T1 = C1· ， T2 = ， T3 =6假設(shè)某機(jī)器有80條指令，平均每條指令由4條微指令組成，其中有一條取指微指令是所有指 令公用的。微指令長(zhǎng)度為32位，請(qǐng)估算控制存儲(chǔ)器容量。解：微指令條數(shù)為：4-1×80+1=241條 取控存容量為：256×32位=1KB7. 某ALU器件使用模式控制碼M，S3，S2，S1，C來(lái)控制執(zhí)行不同的算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作。下表列出各條指令所要求的模式控制碼，其中y為二進(jìn)制變量，F(xiàn)為0或1任選。試以指令碼A，B，H，D，E，F(xiàn)，G為輸入變量，寫出控制參數(shù)M，S3，S2，S1，C的邏 輯表達(dá)式。解： M=G S3=H+D+F S2=1 C=H+D+(E+F)y8某機(jī)有8條微指令I(lǐng)1-I8，每條微指令所包含的微命令控制信號(hào)如下表所示。 a-j分別對(duì)應(yīng)10種不同性質(zhì)的微命令信號(hào)。假設(shè)一條微指令的控制字段為8位，請(qǐng)安排微指 令的控制字段格式。解：經(jīng)分析，e ,f ,h和b, i, j可分別組成兩個(gè)小組或兩個(gè)字段，然后進(jìn)展譯碼，可得六個(gè) 微命令信號(hào)，剩下的a, c, d, g 四個(gè)微命令信號(hào)可進(jìn)展直接控制，其整個(gè)控制字段組成如 下：11.某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲(chǔ)器容量為 512×48(位)。微程序可在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共4個(gè)，微指令采用水平型格式，后繼微 指令地址采用斷定方式。請(qǐng)問(wèn): 1微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)為多少位？ 2畫出圍繞這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖。解：l假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位作為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有4個(gè)轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位；又因?yàn)榭卮嫒萘繛?12單元，所以下地址字段為9位，。微命令字段如此是：4849= 35位。2對(duì)應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框圖如如下圖所示。其中微地址存放器對(duì)應(yīng)下地址字，P字段即為判別測(cè)試字段，控制字段即為微命令字段，后兩局部組成微指令存放器。地 址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令存放器的OP碼、各種狀態(tài)條件以與判別測(cè)試字段所給的判別標(biāo)志某一位為1，其輸出用于控制修改微地址存放器的適當(dāng)位數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)微程序的分支轉(zhuǎn)移此例微指令的后繼地址采用斷定方式。12今有4級(jí)流水線分別完成取值、指令譯碼并取數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果四步操作，今假設(shè)完成各步操作的時(shí)間依次為100ns,100ns,80ns,50ns。請(qǐng)問(wèn)：1流水線的操作周期應(yīng)設(shè)計(jì)為多少？2假如相鄰兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)，而且在硬件上不采取措施，那么第二條指令要 推遲多少時(shí)間進(jìn)展。3如果在硬件設(shè)計(jì)上加以改良，至少需推遲多少時(shí)間？解：(1) 流水線的操作時(shí)鐘周期 t應(yīng)按四步操作中最長(zhǎng)時(shí)間來(lái)考慮, 所以t=100ns；(2) 兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)沖突情況：:ADD R1,R2,R3 ; R2+R3R1SUB R4,R1,R5 ; R1-R5R4兩條指令在流水線中執(zhí)行情況如下表所示:ADD指令在時(shí)鐘4時(shí)才將結(jié)果寫入存放器R1中, 但SUB指令在時(shí)鐘3時(shí)就需讀存放器R1了，顯然發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)，不能讀到所需數(shù)據(jù)，只能等待。如果硬件上不采取措施,第2條指令SUB至少應(yīng)推遲2個(gè)操作時(shí)鐘周期，即t=2×100ns=200ns；(3)如果硬件上加以改良(采取旁路技術(shù)),這樣只需推遲1個(gè)操作時(shí)鐘周期就能得到所需數(shù)據(jù)， 即t=100ns。15用定量描述法證明流水計(jì)算機(jī)比非流水計(jì)算機(jī)具有更高的吞吐率。解：衡量并行處理器性能的一個(gè)有效參數(shù)是數(shù)據(jù)帶寬最大吞吐量，它定義為單位時(shí)間內(nèi)可以產(chǎn)生的最大運(yùn)算結(jié)果個(gè)數(shù)。設(shè)P1是有總延時(shí)T1的非流水處理器，故其帶寬為1/T1。又設(shè)Pm是相當(dāng)于P1 m 段流水處理器延遲時(shí)間Tr，故Pm的帶寬為1/Tc+Tr。如果Pm是將P1劃分成一樣延遲的假如干段形成的，如此T1mTc 因此P1的帶寬接近于1/mTc，由此可見，當(dāng)mTc>Tc+Tr滿足時(shí)，Pm比P1具有更大的帶寬。16. 流水線中有三類數(shù)據(jù)相關(guān)沖突：寫后讀RAW相關(guān)；讀后寫WAR相關(guān)；寫后寫WAW相關(guān)。判斷以下三組指令各存在哪種類型的數(shù)據(jù)相關(guān)。(1) I1 LAD R1，A ； MAR1，MA是存儲(chǔ)器單元 I2 ADD R2，R1 ；R2+R1R2(2) I3 ADD R3，R4 ；R3+R4R3 I4 MUL R4，R5 ；R4×R5 R4(3) I5 LAD R6，B ； MBR6，MB是存儲(chǔ)器單元 I6 MUL R6，R7 ；R6×R7 R6解：1寫后讀RAW相關(guān)；2讀后寫WAR相關(guān)，但不會(huì)引起相關(guān)沖突；3寫后讀RAW相關(guān)、寫后寫WAW相關(guān)17參考教科書圖5.42所示的超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)有如下6條指令序列：I1 LAD R1, B; M(B) R1,M(B)是存儲(chǔ)器單元I2 SUB R2, R1; (R2)(R1) R2I3 MUL R3, R4; (R3)×(R4) R3I4 ADD R4, R5; (R4)(R5) R4I5 LAD R6, A; M(A) R6,M(A)是存儲(chǔ)器單元I6 ADD R6, R7; (R6)(R7) R6請(qǐng)畫出：1 按序發(fā)射按序完成各段推進(jìn)情況圖。2 按序發(fā)射按序完成的流水線時(shí)空?qǐng)D。解：1(2)第六章答案1比擬單總線、雙總線、三總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。3. 用異步通信方式傳送字符"A"和"8"，數(shù)據(jù)有7位，偶校驗(yàn)1 位。起始位1位,停止位l位，請(qǐng)分別畫出波形圖。解： 字符A的ASCII碼為 41H=1000001B； 字符8的ASCII碼為 38H=0111000B； 串行傳送波形圖為：注： B：起始位 C：校驗(yàn)位 S：停止位8同步通信之所以比異步通信具有較高的傳輸頻率,是因?yàn)橥酵ㄐ臺(tái)。A.不需要應(yīng)答信號(hào)；B.總線長(zhǎng)度較短；C.用一個(gè)公共時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)展同步；D.各部件存取時(shí)間比擬接近。解： C9. 在集中式總線仲裁中，_方式響應(yīng)時(shí)間最快，_方式對(duì)_最敏感。解： B A C10. 采月串行接口進(jìn)展7位ASCII碼傳送，帶有1位奇校驗(yàn)位，l位起始位和1位停止位,當(dāng)傳輸率為9600波特時(shí)，字符傳送速率為_。解： A11系統(tǒng)總線中地址線的功能是_。A 選擇主存單元地址B 選擇進(jìn)展信息傳輸?shù)脑O(shè)備C 選擇外存地址D 指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址解： D12系統(tǒng)總線中控制器的功能是_。A 提供主存、I/O接口設(shè)備的控制信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)B 提供數(shù)據(jù)信息C 提供時(shí)序信號(hào)D 提供主存、I/O接口設(shè)備的響應(yīng)信號(hào)解： D14. PCI是一個(gè)與處理器無(wú)關(guān)的_，它采用_時(shí)序協(xié)議和_式仲裁策略，并具有_能力。解：D C A B15. PCI總線的根本傳輸機(jī)制是_傳送。利用_可以實(shí)現(xiàn)總線間的_傳送，使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。PCI允許_總線_工作。A.橋 B.猝發(fā)式 C.并行 D.多條 E. 猝發(fā)式解： B A C D E17PCI總線中三種橋的名稱是什么？橋的功能是什么？解：PCI總線有三種橋，即HOST / PCI橋簡(jiǎn)稱HOST橋，PCI / PCI橋和PCI / LAGACY橋。在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中，橋起著重要作用：1 接兩條總線，使總線間相互通信；2是一個(gè)總線轉(zhuǎn)換部件，可以把一條總線的地址空間映射到另一條總線的地址空間上，從而使系統(tǒng)中任意一個(gè)總線主設(shè)備都能看到同樣的一份地址表。3 利用橋可以實(shí)現(xiàn)總線間的卒發(fā)式傳送。19總線的一次信息傳送過(guò)程大致分哪幾個(gè)階段？假如采用同步定時(shí)協(xié)議，請(qǐng)畫出讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖。解：分五個(gè)階段：請(qǐng)求總線、總線仲裁、尋址目的地址、信息傳送、狀態(tài)返回錯(cuò)誤報(bào)告。讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖為：20某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)一個(gè)總線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為70MHZ ，求總線帶寬是多少？解：設(shè)總線帶寬用Dr表示，總線時(shí)鐘周期用T = 1/f表示，一個(gè)總線周期傳送的數(shù)據(jù)量用D表示，根據(jù)定義可得：Dr T / D = D ×1/8B×70×106/s = 560MB/第七章1. 計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指 A輸入/輸出設(shè)備 B. 外存儲(chǔ)器C. 輸入/輸出設(shè)備與外存儲(chǔ)器 D. 除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備解： D2打印機(jī)根據(jù)印字方式可以分為 和 兩大類，在 類打印機(jī)中，只有型打印機(jī)能打印漢字，請(qǐng)從下面答案中選擇填空。A 針型打印機(jī) B. 活字型打印機(jī)C. 擊打式 D. 非擊打式解：C D C A7試推導(dǎo)磁盤存貯器讀寫一塊信息所需總時(shí)間的公式。解：設(shè)讀寫一塊信息所需總時(shí)間為Tb，平均找道時(shí)間為Ts，平均等待時(shí)間為TL，讀寫一塊信息的傳輸時(shí)間為Tm，如此：Tb=TsTLTm。假設(shè)磁盤以每秒r轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)，每條磁道容量為N個(gè)字，如此數(shù)據(jù)傳輸率=rN個(gè)字/秒。又假設(shè)每塊的字?jǐn)?shù)為n，因而一旦讀寫頭定位在該塊始端，就能在Tmn / rN秒的時(shí)間中傳輸完畢。TL是磁盤旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間，TL=1/2r秒，由此可得：Tb=Ts1/2rn/rN 秒8某磁盤存貯器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn) / 分，共有4個(gè)記錄面，每毫米5道，每道記錄信息為12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道。問(wèn)：1 磁盤存貯器的容量是多少？2 最高位密度與最低位密度是多少？3 磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？4 平均等待時(shí)間是多少？5 給出一個(gè)磁盤地址格式方案。解：1 每道記錄信息容量 = 12288字節(jié)每個(gè)記錄面信息容量 = 275×12288字節(jié)共有4個(gè)記錄面，所以磁盤存儲(chǔ)器總?cè)萘繛?：4 ×275×12288字節(jié) = 13516800字節(jié)2 最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算R1 = 115mm：D1 = 12288字節(jié) / 2R1 = 17字節(jié) / mm最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算：R2 = R1 + 275 ÷ 5 = 115 + 55 = 170mmD2 = 12288字節(jié) / 2R2 = 11.5 字節(jié) / mm3 磁盤傳輸率 C = r · Nr = 3000 / 60 = 50 周 / 秒N = 12288字節(jié)信道信息容量C = r · N = 50 × 12288 = 614400字節(jié) / 秒4平均等待時(shí)間 = 1/2r = 1 / (2×50) = 10毫秒5磁盤存貯器假定只有一臺(tái)，所以可不考慮臺(tái)號(hào)地址。有4個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面有275個(gè)磁 道。假定每個(gè)扇區(qū)記錄1024個(gè)字節(jié)，如此需要12288 ÷1024字節(jié) = 12個(gè)扇區(qū)。由此可得如 下地址格式：14有一臺(tái)磁盤機(jī)，其平均尋道時(shí)間為了30ms,平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間為120ms，數(shù)據(jù)傳輸速率為500B/ms，磁盤機(jī)上存放著1000件每件3000B 的數(shù)據(jù)。現(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走，更新后在放回原地，假設(shè)一次取出或?qū)懭胨钑r(shí)間為：平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間 另外，使用CPU更新信息所需時(shí)間為4ms, 并且更新時(shí)間同輸入輸出操作不相重疊。 試問(wèn)：1 盤上全部數(shù)據(jù)需要多少時(shí)間？2假如磁盤與旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍，更新全部數(shù)據(jù)需要多少間？解：1磁盤上總數(shù)據(jù)量 = 1000×3000B = 3000000B 讀出全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為 3000000B ÷ 500B / ms = 6000ms 重新寫入全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間 = 6000ms 所以，更新磁盤上全部數(shù)據(jù)所需的時(shí)間為 ：2×平均找道時(shí)間 + 平均等待時(shí)間 + 數(shù)據(jù)傳送時(shí)間 + CPU更新時(shí)間= 230 + 120 + 6000ms + 4ms = 12304ms(2) 磁盤機(jī)旋轉(zhuǎn)速度提高一倍后，平均等待時(shí)間為60ms；數(shù)據(jù)傳輸率提高一倍后，數(shù)據(jù)傳送時(shí)間變?yōu)椋?000000B ÷ 1000B / ms = 3000ms更新全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為：2 ×30 + 60 + 3000ms + 4ms = 6184ms17. 刷新存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。假如顯示工作方式采用分辨率為1024×768，顏色深度為24位，幀頻刷新速率為72HZ，求：1刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？2刷新存儲(chǔ)器的貸款是多少？解：1因?yàn)樗⑿麓鎯?chǔ)器所需存儲(chǔ)容量 = 分辨率 × 每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度 1024 × 768 × 3B 4MB2因?yàn)樗⑿滤鑾?= 分辨率 × 每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度 × 刷新速度 1024 × 768 × 3B × 72 / S = 165888KB / S 162MB / S第八章1如果認(rèn)為CPU等待設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)是處于非工作狀態(tài)即踏步等待，那么在下面幾種主機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送中：主機(jī)與設(shè)備是串行工作的； 主機(jī)與設(shè)備是并行工作的； 主程序與設(shè)備是并行運(yùn)行的。A程序查詢方式 B. 程序中斷方式 C. DMA方式解： A C B2中斷向量地址是_。A子程序入口地址 B. 中斷服務(wù)程序入口地址C中斷服務(wù)程序入口地址指示器 C. 例行程序入口地址解： C3利用微型機(jī)制作了對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)展采樣處理的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每抽取一個(gè)輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU一次，中斷處理程序承受采樣的數(shù)據(jù)，將其放到主存的緩沖區(qū)內(nèi)。該中斷處理需時(shí)x秒，另一方面緩沖區(qū)內(nèi)每存儲(chǔ)n個(gè)數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進(jìn)展處理，這種處理需時(shí)y秒。因此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒_次的中斷請(qǐng)求。AN/(n×x+y) B. N/(x+y)×n C. Min(1/x, n/y)解： A4采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就要占用一個(gè)_的時(shí)間。A 指令周期 B. 機(jī)器周期C. 存儲(chǔ)周期 D. 總線周期解： C5通道的功能是：1_，2_。按通道的工作方式分，通道有_通道、_通道和_通道三種類型。解：1執(zhí)行通道指令，組織外圍設(shè)備和內(nèi)存進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸；2執(zhí)行CPU的I/O指令，以與向CPU報(bào)告中斷。 選擇通道、字節(jié)多路通道、數(shù)組多路通道6在教科書圖8.7中，當(dāng)CPU對(duì)設(shè)備B的中斷請(qǐng)求進(jìn)展服務(wù)時(shí)，如設(shè)備A提出請(qǐng)求，CPU能夠響應(yīng)中斷嗎？為什么？如果設(shè)備B一提出請(qǐng)求總能立即得到服務(wù)，問(wèn)怎樣調(diào)整才能滿足此要求？解：1CPU不能響應(yīng)中斷2因?yàn)橥?jí)中斷不能嵌套，而A、B設(shè)備屬于同級(jí)中斷3如果想要設(shè)備B一提出請(qǐng)求即能得到服務(wù)，如此應(yīng)該使設(shè)備B為最高優(yōu)先級(jí)，這里可將設(shè)備 B單獨(dú)接至3級(jí)IR，處于最高優(yōu)先級(jí)。8設(shè)某機(jī)有5級(jí)中斷：L0，L1，L2，L3，L4，其中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)椋篖0最高，L1次之，L4最低。現(xiàn)在要求將中斷處理次序改為L(zhǎng)1L3L0L4L2，試問(wèn)：1下表中各級(jí)中斷處理程序的各中斷級(jí)屏蔽值如何設(shè)置每級(jí)對(duì)應(yīng)一位，該位為"0"表示允許中斷，該位為"1"表示中斷屏蔽？2假如這5級(jí)中斷同時(shí)都發(fā)出中斷請(qǐng)求，按更改后的次序畫出進(jìn)入各級(jí)中斷處理程序的過(guò)程示意圖。解：129某機(jī)器CPU中有16個(gè)通用存放器，運(yùn)行某中斷處理程序時(shí)僅用到其中2個(gè)存放器，請(qǐng)問(wèn)響應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，是否要將通用存放器內(nèi)容保存到主存中去？需保存幾個(gè)存放器？解：響應(yīng)中斷而進(jìn)入該中斷處理程序時(shí)，需將通用存放器內(nèi)容保存到主存中去，但為減少中斷處理時(shí)間，不必保存所有通用存放器內(nèi)容，這里只需將2個(gè)中斷處理程序中用到的存放器內(nèi)容保存起來(lái)。12如下陳述中正確的答案是_。A 在DMA周期內(nèi)，CPU不能執(zhí)行程序B 中斷發(fā)生時(shí)，CPU首先執(zhí)行入棧指令將程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容保護(hù)起來(lái)C DMA傳送方式中，DMA控制器每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就竊取一個(gè)指令周期D 輸入輸出操作的最終目的是要實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸解： D13Pentium系統(tǒng)有兩類中斷源：由CPU外部的硬件信號(hào)引發(fā)的稱為_，它分為可屏蔽_和非屏蔽_；由指令引發(fā)的稱為_，其中一種是執(zhí)行_，另一種是_。解： 外部中斷 INTR NMI 異常中斷 執(zhí)行軟件中斷指令引發(fā)的 出錯(cuò)或故障引發(fā)的14IEEE1394是_I/O標(biāo)準(zhǔn)接口，與SCSI_I/O標(biāo)準(zhǔn)接口相比，它具有更高的_，更強(qiáng)的_，提與_，連接方便。解：B A C D E15SCSI是系統(tǒng)級(jí)_，是處于主適配器和智能設(shè)備控制器之間的_I/O接口。SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)允許SCSI總線上連接的設(shè)備由_個(gè)提高到_個(gè)，可支持_位數(shù)據(jù)傳輸。A 并行 B. 接口 C. 16 D. 8 E. 32解： B A D C D18假如設(shè)備的優(yōu)先級(jí)依次為CD-ROM、掃描儀、硬盤、磁帶機(jī)、打印機(jī)，請(qǐng)用標(biāo)準(zhǔn)接口SCSI進(jìn)展配置，畫出配置圖。解：PCI HBA CD-ROM 掃描儀 硬盤 磁帶機(jī) 打印機(jī) 終端器35 / 35