【正文】 (2) 每個模塊板共有片 每個模塊要16個DRAM芯片 (3) 主存共需64*16=1024個芯片，CPU可用高6位地址經(jīng)譯碼后作為模塊板選擇信號；3．用16K*8位的DRAM芯片構成64K*32位存儲器，要求：(1) 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。問：(1) 總共需要多少DRAM芯片?(2) 設計此存儲體組成框圖。其存儲器結構如圖所示。存儲周期T＝lOOns，數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳送周期，τ=50ns。解：設取指周期為T，總線傳送周期為τ，指令執(zhí)行時間為t0 (1)t = (T+5τ+6t0)*80 = 80T+400τ+480 t0 (2) t = (T+7τ+8t0)*60 = 60T+420τ+480 t0 故不相等。16．從下列有關存儲器的描述中，選擇出正確的答案： A．在虛擬存儲器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允許程序員用比主存空間大得多的外存空間編程。3．指令格式結構如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點。(3) RS型指令，一個操作數(shù)在通用寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在主存中。答：根據(jù)題意，40種指令至少需6位OP；四種尋址方式至少需用2位表示；主存為640K，則地址需要20位，而機器字長為16位，所以只能用分段方式來實現(xiàn)，設段寄存器為16位，作為段內地址的位移量可以在指令指定的寄存器中，可設計如下格式： 15 10 9 8 7 0OPX(2)D(8) X = 00 直接尋址方式 E = D X = 01 立即尋址方式 X = 10 變址尋址方式 E = （R）+D X = 11 相對尋址方式 E = （PC）+D8．某機字長為32位，主存容量為1M，單字長指令，有50種操作碼，采用頁面尋址、立即、直接等尋址方式。10．設計一個串聯(lián)堆棧的邏輯電路。 D．RISC沒有乘、除法指令和浮點運算指令。答：(1)IR。 圖1 STA Rl，(R2) 圖2 LDA (R3)，R0DRo，G，IRiR/W=RPco，G，ARiDR IRM DRPC ARPco，G，ARiDR R0M DRR3 ARM DRR/W=RPC ARDR IRDRo，G，IRiR3o，G，ARiR2o，G，ARiR2 ARR/W=RR1o，G，DRiR1 DRDRo，G，R0iR/W=WDR M4．假設主脈沖源頻率為10MHz，要求產(chǎn)生5個等間隔的節(jié)拍脈沖，試畫出時序產(chǎn)生器的邏輯圖。微指令 a b c d e f g h i j I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8√√√√√　√√ √√√√ √√√ √√ √ √ √ √√√√ √ 　　a—j分別對應10種不同性質的微命令信號。IR5IR5與此同時，除C，D外，其余7個寄存器都雙向接到單總線上。其中微地址寄存器對應下地址字，P字段即為判別測試字段，控制字段即為微命令字段，后兩部分組成微指令寄存器。 (3)求流水線的加速比。 (R4)*(R5)R4 (3)I1 LAD R6，B 。 (R6)+(R7)R6 請畫出：(1)按序發(fā)射按序完成各段推進情況圖。故多為小型機和微型機采用。一般來說，在三總線系統(tǒng)中，任一時刻只使用一種總線；但若使用多入口存儲器，內存總線可與DMA總線同時工作，此時三總線系統(tǒng)可以比單總線系統(tǒng)運行得更快。一是規(guī)模擴充，二是功能擴充。 4．總線上掛兩個設備，每個設備能收能發(fā)，還能從電氣上和總線斷開，畫出邏輯圖，并作簡要說明。12．系統(tǒng)總線中控制線的功能是 。PCI允許 總線 工作。橋可以實現(xiàn)總線間的猝發(fā)式傳送，可使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。答：總線的一次信息傳送過程，大致可分為如下五個階段：　　請求總線，總線仲裁，尋址(目的地址)，信息傳送，狀態(tài)返回(或錯誤報告) 20．某總線在一個總線周期中并行傳送8個字節(jié)的信息，假設一個總線周期等于一個總線時鐘周期，總線時鐘頻率為70MHz，總線帶寬是多少?答：8*70=560MHz/s第七章 外圍設備1．計算機的外圍設備是指 。 (3)點計數(shù)器：因為每個字的點陣是11列，加上間隔1點，共12個點，故點計數(shù)器。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。橋在PCI總線體系結構中起著重要作用，它連接兩條總線，使彼此間相互通信。15．PCI總線的基本傳輸機制是 傳送。A．菊花鏈方式 B．獨立請求方式 C．電路故障 D. 計數(shù)器定時查詢方式答：B．A．C．10．采用串行接口進行7位ASCII碼傳送，帶有一位奇校驗位、1位起始位和1位停止位，當波特率為9600波特時，字符傳送速率為 A．960 B．873 C．1371 D．480答：A 9600/(7+1+1+1)=960字符/秒11．系統(tǒng)總線中地址線的功能是 。 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1位，起始位l位，停止位1位，請分別畫出波形圖。整個系統(tǒng)結構清晰，連線少，底板連線可以印刷化。這三條總線是：內存總線，輸入/輸出（I/O）總線和直接內存訪問（DMA）總線，如圖所示。所以總線資源是由各大功能部件分時共享的。 (R4)+(R5)R4 I5 1AD R6，A 。 (R2)+(R1)R2 (2)I1 ADD R3，R4 。 (1)畫出流水處理的時空圖，假設時鐘周期為100ns。微命令字段則是（4849）=35位。11相同。IR6IR6 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，Sl，C的邏輯表達式。3． 參見圖5．15的數(shù)據(jù)通路，畫出取數(shù)指令“LDA (R3)，R2”的指令周期流程圖，其含義是將(R3)為地址主存單元的內容取至寄存器R2中，標出各微操作控制信號序列。答：(1)(寄存器) (2)(寄存器間接) (3)(立即) (4)(直接)(5)(基址、變址、相對)第五章 中央處理器1．請在括號內填人適當答案。 B．為了實現(xiàn)兼容，新設計的RISC，是從原來CISC系統(tǒng)的指令系統(tǒng)中挑選一部分實現(xiàn)的。9．設某機字長為32位，CPU中有16個32位通用寄存器，設計一種能容納64種操作的指令系統(tǒng)。尋址方式名稱 IX有效地址E ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 0 0 0 0 1 1000110110010E=DE=（PC）+DE=（R）+DE=（R1）+DE=(D)E=((R1)+D)，D=0答： ① 直接尋址 ② 相對尋址 ③ 變址尋址 ④ 基址尋址 ⑤ 間接尋址 ⑥ 先基址后間接尋址7．某計算機字長為16位，主存容量為64K字，采用單字長單地址指令，共有40條指令。 15 10 9 8 7 4 3 0 OP 源寄存器變址寄存器 偏移量（16位）答：該指令格式及尋址方式特點如下：(1) 雙字長二地址指令，用于訪問存儲器。一個字符的ASCII是7位，如果設計主存單元字長為32位，則一個單元可以放四個字符，這也是可以的，只是在存取單個字符時，要多花些時間而已，不過，一條指令至少占一個單元，但只占一個單元的12位，而另22位就浪費了，這樣看來就不合理，因為通常單字長指令很多，浪費也就很大了。 D．cache的功能全由硬件實現(xiàn)。（1）循環(huán)程序由6條指令組成，重復執(zhí)行80次。(2) 將ROM與RAM同CPU連接。解： 所設計的存儲器單元數(shù)為1M，字長為32，故地址長度為20位（A19~A0），所用芯片存儲單元數(shù)為256K，字長為16位，故占用的地址長度為18位（A17~A0）。假定16K*1位的DRAM芯片用128*128矩陣存儲元構成，刷新時只對128行進行異步方式刷新，則刷新間隔為2ms/128 = ，可取刷新信號周期15us。15．現(xiàn)給定的芯片只有與或非門和非門，請設計一個行波進位加法器，要求進位鏈傳遞時間最短，邏輯圖只畫出4位即可。(5) 判溢出階碼兩符號位為11，不溢出，故最后結果為[x]浮+[y]浮=11 010，010100真值為2110*()，尾數(shù)6位，用浮點運算方法，計算下列各式（1）（23 13/16）[24 （－9/16）]（2） （22 13/32） 247。 (1) 27/64 (2) – 27/64解：27/64==*22(1) 0 01111101 10110000000000000000000(2) 1 01111101 101100000000000000000005．已知x和y，用變形補碼計算x+y，同時指出結果是否溢出。13．“計算機應用”與“應用計算機”在概念上等價嗎？用學科角度和計算機系統(tǒng)的層次結構來說明你的觀點。答：在早期的計算機中，人們是直接用機器語言來編寫程序的，這種程序稱為手編程序或目的程序；后來，為了編寫程序方便和提高使用效率，人們使用匯編語言來編寫程序，稱為匯編程序；為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流，使不熟悉具體計算機的人也能很方便地使用計算機，人們又創(chuàng)造了算法語言，用算法語言編寫的程序稱為源程序，源程序通過編譯系統(tǒng)產(chǎn)生編譯程序，也可通過解釋系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行；隨著計算機技術的日益發(fā)展，人們又創(chuàng)造出操作系統(tǒng)；隨著計算機在信息處理、情報檢索及各種管理系統(tǒng)中應用的發(fā)展，要求大量處理某些數(shù)據(jù)，建立和檢索大量的表格，于是產(chǎn)生了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。ROM用來存放監(jiān)控程序和一些不變的數(shù)據(jù)表格，RAM存放正運算的程序和正在處理的數(shù)據(jù)，外存通常指的是磁盤、磁帶、光盤存儲器等，用于存放暫不運行的程序和暫不處理的數(shù)據(jù)。5．什么是存儲容量？什么是單元地址？什么是數(shù)據(jù)字，什么是地址字？答：存儲器所有存儲單元的總數(shù)稱為存儲器的存儲容量?！队嬎銠C組成原理》課后習題參考答案第一章 計算機系統(tǒng)概論1．比較數(shù)字計算機和模擬計算機的特點。4．？它由哪些主要組成部分？答：，它由運算器，控制器，存儲器，接口及I/O設備組成。答：內存是指計算機內的半導體存儲器，包括ROM和RAM。10．說明軟件發(fā)展的演變過程。因此，傳統(tǒng)的軟件今后有可能“固化”甚至“硬化”而變成硬件，而在不追求高速處理時為了降低硬件成本，也可以用軟件來模擬硬件的功能。解：用IEEE754格式(E的取值范圍：1~254，留出全0和全1分別表示0和無窮大) 31 30 23 22 20 0SEM (1) 最大數(shù)的二進制表示： 0 11111110 11111111111111111111111即 2127(2223)(2) 最小數(shù)的二進制表示： 1 11111110 11111111111111111111111即 2127(2223)(3) 規(guī)格化數(shù)所能表示數(shù)的范圍：最小的正數(shù)：0 00000001 00000000000000000000001 即2126(1+223)絕對最小的負數(shù)： 1 00000001 00000000000000000000001 即2126(1+223)所以范圍是： 2127(2223)至2126(1+223) ，2126(1+223)至2127(2223)4．將下列十進制數(shù)表示成IEEE754標準的32位浮點規(guī)格化數(shù)。(5) 判溢出階碼兩符號位為11，不溢出，故最后結果為[x]浮+[y]浮=11 100，1010010真值為2100*()(2)尾數(shù)求差 (1) + (1) [x]?。璠y]浮=11 100，真值為2100*題(2) [x]浮=11 011, [y]浮=11 100,(1) 求階差并對階 ΔE=ExEy=[Ex]補[Ey]補=[Ex]補+[Ey]補=11 011 + 00 100 =11 111即ΔE為1，x階碼小，應使Mx右移1位，Ex加1 [x]浮=11 100,(0)(2) 尾數(shù)求和 (0) + (0)(3) 規(guī)格化 可見尾數(shù)運算結果的符號位與最高位相同，應執(zhí)行左規(guī)格化處理，每左移尾數(shù)一次，相應階碼減1，階碼為11 010(4) 舍入處理 對本題不需要。解：設余三碼編碼的兩個運算數(shù)為Xi和Yi，第一次用二進制加法求和運算的和數(shù)為Si’，進位為Ci+