【正文】 R，ACC→MDR，MAR→MM，WR（2）ADD M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、存儲字長、機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。MIPS：Million Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計算機運算速度指標的一種計量單位。MQ：MultiplierQuotient Register，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數(shù)、除法時存放商的寄存器。IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放當前正在執(zhí)行的指令。指令字長：一條指令的二進制代碼位數(shù)。存儲容量：存儲器中可存二進制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開描述）。存儲字：一個存儲單元所存二進制代碼的邏輯單位。存儲單元：可存放一個機器字并具有特定存儲地址的存儲單位。CPU：中央處理器，是計算機硬件的核心部件，由運算器和控制器組成；（早期的運算器和控制器不在同一芯片上，現(xiàn)在的CPU內(nèi)除含有運算器和控制器外還集成了CACHE）。7. 解釋下列概念：主機、CPU、主存、存儲單元、存儲元件、存儲基元、存儲元、存儲字、存儲字長、存儲容量、機器字長、指令字長。計算機硬件：指計算機中的電子線路和物理裝置。計算機軟件：計算機運行所需的程序及相關(guān)資料。解：P9108. 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。CU：Control Unit，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。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，即運算器中工作寄存器之一，用來存放操作數(shù)；MAR：Memory Address Register，存儲器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲單元的地址。9. 畫出主機框圖，分別以存數(shù)指令“STA M”和加法指令“ADD M”（M均為主存地址）為例，在圖中按序標出完成該指令（包括取指令階段）的信息流程（如→①）。10. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？解：計算機區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法：l 通過不同的時間段來區(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)。答：按照計算機的效率、速度、價格和運行的經(jīng)濟性和實用性可以將計算機劃分為通用計算機和專用計算機。總線傳輸?shù)奶攸c是：某一時刻只能有一路信息在總線上傳輸，即分時使用。4. 為什么要設(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？哪種方式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？答：總線判優(yōu)控制解決多個部件同時申請總線時的使用權(quán)分配問題；常見的集中式總線控制有三種：鏈式查詢、計數(shù)器定時查詢、獨立請求；特點：鏈式查詢方式連線簡單，易于擴充，對電路故障最敏感；計數(shù)器定時查詢方式優(yōu)先級設(shè)置較靈活，對故障不敏感，連線及控制過程較復雜；獨立請求方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高?？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），它只能被動接受主設(shè)備發(fā)來的命令；總線的傳輸周期：指總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時間；總線的通信控制：指總線傳送過程中雙方的時間配合方式。異步通信：指沒有統(tǒng)一時鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進行聯(lián)系，控制方式較同步復雜，靈活性高，當系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時，有利于提高總線工作效率。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。圖（1）（2）三態(tài)門1受T0＋T1控制，以確保T0時刻D→總線，以及T1時刻總線→接收門1→A。Cache主存層次在存儲系統(tǒng)中主要對CPU訪存起加速作用，即從整體運行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價卻接近于主存。而主存與輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲技術(shù)實現(xiàn)，即將主存與輔存的一部分通過軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲器，程序員可使用這個比主存實際空間（物理地址空間）大得多的虛擬地址空間（邏輯地址空間）編程，當程序運行時，再由軟、硬件自動配合完成虛擬地址空間與主存實際物理空間的轉(zhuǎn)換。即：存取周期 = 存取時間 + 恢復時間5. 什么是存儲器的帶寬？若存儲器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為200ns，則存儲器的帶寬是多少？解：存儲器的帶寬指單位時間內(nèi)從存儲器進出信息的最大數(shù)量。7. 一個容量為16K32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當選用下列不同規(guī)格的存儲芯片時，各需要多少片？1K4位，2K8位，4K4位，16K1位，4K8位，8K8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，各需要的片數(shù)為：1K4：（16K32） / （1K4） = 168 = 128片2K8：（16K32） / （2K8） = 84 = 32片4K4：（16K32） / （4K4） = 48 = 32片16K1：（16K32）/ （16K1） = 132 = 32片4K8：（16K32）/ （4K8） = 44 = 16片8K8：（16K32） / （8K8） = 24 = 8片8. 試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。集中式：在最大刷新間隔時間內(nèi)，集中安排一段時間進行刷新，存在CPU訪存死時間。線選法：地址譯碼信號只選中同一個字的所有位，結(jié)構(gòu)簡單，費器材；重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點即為所選單元。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，其中刷新死時間為：256=采用分散刷新方式刷新間隔為：256（+）=采用異步刷新方式刷新間隔為:2ms12. 畫出用10244位的存儲芯片組成一個容量為64K8位的存儲器邏輯框圖。 = 16K8位 / 16 = 1K8位，16片1K8位字串聯(lián)成16K8位組內(nèi)片數(shù) = 組容量 / 片容量 = 1K8位 / 1K4位 = 2片，兩片1K4位芯片位并聯(lián)成1K8位存儲器邏輯框圖：（略）。 a = 17，b = 4，總和 = 17+4 = 21； ……由上可看出：片字數(shù)越少，片字長越長，引腳數(shù)越多。地址格式分配如下：15. 設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用（低電平有效）作訪存控制信號，作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）。解：（1）地址空間分配圖： 系統(tǒng)程序區(qū)（ROM共4KB）：0000H0FFFH 用戶程序區(qū)（RAM共12KB）：1000HFFFFH RAM：選擇4K8位芯片3片，字串聯(lián)(RAM1地址范圍為:1000H1FFFH,RAM2地址范圍為2000H2FFFH, RAM3地址范圍為:3000H3FFFH) （2）地址空間分配圖： RAM0:0000H1FFFH RAM1:2000H3FFFH RAM2:4000H5FFFH RAM3:6000H7FFFH RAM4:8000H9FFFH RAM5:A000HBFFFH RAM6:C000HDFFFH RAM7:E000HFFFFH（3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲芯片(RAM5)都有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因為：該存儲芯片的片選輸入端很可能總是處于低電平。若對A13=0的地址空間（偶數(shù)片）進行訪問，只能錯誤地訪問到A13=1的對應(yīng)空間(奇數(shù)片)中去。當有效信息為1110時，c3c2c1=101,漢明碼為1011110。存儲系統(tǒng)中Cache—主存層次采用了程序訪問的局部性原理。3）可提高存取速度。3）數(shù)據(jù)Cache對不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)（例32位），也可支持浮點數(shù)據(jù)（如64位）。試問主存和高速存儲器的地址各為幾位？畫出主存地址格式。（2）階碼和尾數(shù)均為補碼。 解：據(jù)題意畫出該浮點數(shù)的格式：階符1位階碼4位數(shù)符1位尾數(shù)10位 （5）原碼表示的定點整數(shù)。分別寫出其正數(shù)和負數(shù)的表示范圍。解：（1）無符號整數(shù)：0 —— 216 1，即：0—— 65535； 231則負數(shù)表示范圍為：（129）180。231則正數(shù)表示范圍為：29180。231則負數(shù)表示范圍為：1180。232則正數(shù)表示范圍為：21180。 [x2]原= 1000；[y2]補= 1000；[z2]反= 1000； （1）A=9/64， B=13/32，求A+B。 （3）A=3/16，B=9/32，求A+B。 （5）A=115，B=24，求A+B。 [A]補=1 010 1001, [B]補=0 011 0101, [B]補=1 100 1011[AB]補= 1 0101001 + 1 1001011 = 0 1110100 —— 溢出（5）A=115= 111 0011B, B= 24= 11 000B （1）x=2011 100，y=2010（ 100）； [xy]補=11，110； 010, 已是規(guī)格化數(shù)。 [Mx]補+[My]補= + 11. 100001 = xy =2100 000（3）x=2101（ 101）,y=2100（ 111） [Mx]補+[My]補= + （1）= （1）2） 結(jié)果規(guī)格化： 解：（1）4—4—4—。 5—5—3—3分組的進位時間=180。 結(jié)論：雙重分組并行進位的最長進位時間只與組數(shù)和級數(shù)有關(guān)，與組內(nèi)位數(shù)無關(guān)。 4）181為4位片，無法5533分組，只能4444分組； 七 4. 零地址指令的操作數(shù)來自哪里？？各舉一例說明。答：對于二地址指令而言，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。1時（N/26 + M/212 向上取整），K最大，則二地址指令最多有：Kmax=161=15種（只留一種編碼作擴展標志用。略。 16位，且存儲字長等于指令字長，若該機指令系統(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、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；解：（1）單字長一地址指令格式： （3）由于存儲字長為16位，故一次間址的尋址范圍為216；若多次間址，需用存儲字的最高位來區(qū)別是否繼續(xù)間接尋址，故尋址范圍為（4）立即數(shù)的范圍為32——31（有符號數(shù)），或0——63（無符號數(shù)）。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。 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大到4M，可通過段尋址方案實現(xiàn)。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），再由硬件自動完成段尋址，最后得22位物理地址。方案三：在采用單字長指令（16位）格式時，還可通過頁面尋址方案使指令尋址范圍擴大到4M。指令尋址方式中增設(shè)頁面尋址。 （2）如采用基址尋址，則指令格式中應(yīng)給出基址寄存器號，以指定哪一個通用寄存器用作基址寄存器。答：。3. 畫出指令周期的流程圖，分析說明圖中每個子周期的作用。 （1）畫出完成間接尋址的取數(shù)指令LDAX（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）。常用的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)方式有直