【正文】 總線的優(yōu)點(diǎn)是允許I/O設(shè)備之間或I/O設(shè)備與內(nèi)存之間直接交換信息，只需CPU分配總線使用權(quán)，不需要CPU干預(yù)信息的交換。 M(A)R1,M(A)是存儲(chǔ)器單元 I2 ADD R2，Rl 。下地址字段為9位，因?yàn)榭卮嫒萘繛?12單元。解： μA8 = P1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，φ為0或l任選。 (5)操作數(shù)的地址，為某一寄存器內(nèi)容與位移量之和，可以是(E，F(xiàn)，G)尋址方式。當(dāng)位移量變成23位時(shí)，尋址模式變成3位，可有更多的尋址方式。4．指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。 C．cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一部分屬于cache。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/W(讀/寫(xiě))，MREQ(訪存)，要求：(1) 畫(huà)出地址譯碼方案。(2)根據(jù)已知條件，CPU在1us內(nèi)至少訪存一次，而整個(gè)存儲(chǔ)器的平均讀/，如果采用集中刷新，有64us的死時(shí)間，肯定不行如果采用分散刷新，則每1us只能訪存一次，也不行所以采用異步式刷新方式。(5) 判溢出階碼兩符號(hào)位為11，不溢出，故最后結(jié)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(duì)階 ΔE=ExEy=[Ex]補(bǔ)[Ey]補(bǔ)=[Ex]補(bǔ)+[Ey]補(bǔ)=11 011 + 00 100 =11 111即ΔE為1，x階碼小，應(yīng)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(jiàn)尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)位與最高位相同，應(yīng)執(zhí)行左規(guī)格化處理，每左移尾數(shù)一次，相應(yīng)階碼減1，階碼為11 010(4) 舍入處理 對(duì)本題不需要。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(shí)為了降低硬件成本，也可以用軟件來(lái)模擬硬件的功能。答：內(nèi)存是指計(jì)算機(jī)內(nèi)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，包括ROM和RAM。《計(jì)算機(jī)組成原理》課后習(xí)題參考答案第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1．比較數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。ROM用來(lái)存放監(jiān)控程序和一些不變的數(shù)據(jù)表格，RAM存放正運(yùn)算的程序和正在處理的數(shù)據(jù)，外存通常指的是磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)存儲(chǔ)器等，用于存放暫不運(yùn)行的程序和暫不處理的數(shù)據(jù)。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)說(shuō)明你的觀點(diǎn)。(5) 判溢出階碼兩符號(hào)位為11，不溢出，故最后結(jié)果為[x]浮+[y]浮=11 010，010100真值為2110*()，尾數(shù)6位，用浮點(diǎn)運(yùn)算方法，計(jì)算下列各式（1）（23 13/16）[24 （－9/16）]（2） （22 13/32） 247。假定16K*1位的DRAM芯片用128*128矩陣存儲(chǔ)元構(gòu)成，刷新時(shí)只對(duì)128行進(jìn)行異步方式刷新，則刷新間隔為2ms/128 = ，可取刷新信號(hào)周期15us。(2) 將ROM與RAM同CPU連接。 D．cache的功能全由硬件實(shí)現(xiàn)。 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(diǎn)如下：(1) 雙字長(zhǎng)二地址指令，用于訪問(wèn)存儲(chǔ)器。9．設(shè)某機(jī)字長(zhǎng)為32位，CPU中有16個(gè)32位通用寄存器，設(shè)計(jì)一種能容納64種操作的指令系統(tǒng)。答：(1)(寄存器) (2)(寄存器間接) (3)(立即) (4)(直接)(5)(基址、變址、相對(duì))第五章 中央處理器1．請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填人適當(dāng)答案。 試以指令碼(A，B，H，D，E，F(xiàn)，G)為輸入變量，寫(xiě)出控制參數(shù)M，S3，S2，Sl，C的邏輯表達(dá)式。IR6微命令字段則是（4849）=35位。 (R2)+(R1)R2 (2)I1 ADD R3，R4 。所以總線資源是由各大功能部件分時(shí)共享的。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，連線少，底板連線可以印刷化。A．菊花鏈方式 B．獨(dú)立請(qǐng)求方式 C．電路故障 D. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式答：B．A．C．10．采用串行接口進(jìn)行7位ASCII碼傳送，帶有一位奇校驗(yàn)位、1位起始位和1位停止位，當(dāng)波特率為9600波特時(shí)，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 。橋在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中起著重要作用，它連接兩條總線，使彼此間相互通信。 (3)點(diǎn)計(jì)數(shù)器：因?yàn)槊總€(gè)字的點(diǎn)陣是11列，加上間隔1點(diǎn)，共12個(gè)點(diǎn)，故點(diǎn)計(jì)數(shù)器。橋可以實(shí)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。12．系統(tǒng)總線中控制線的功能是 。一是規(guī)模擴(kuò)充，二是功能擴(kuò)充。故多為小型機(jī)和微型機(jī)采用。 (R4)*(R5)R4 (3)I1 LAD R6，B 。其中微地址寄存器對(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，后兩部分組成微指令寄存器。IR5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(duì)應(yīng)10種不同性質(zhì)的微命令信號(hào)。答：(1)IR。10．設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)堆棧的邏輯電路。(3) RS型指令，一個(gè)操作數(shù)在通用寄存器（共16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在主存中。16．從下列有關(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。存儲(chǔ)周期T＝lOOns，數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳送周期，τ=50ns。問(wèn)：(1) 總共需要多少DRAM芯片?(2) 設(shè)計(jì)此存儲(chǔ)體組成框圖。（2）若用一片74182構(gòu)成二級(jí)組間先行進(jìn)位，請(qǐng)畫(huà)出邏輯圖。第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器1．寫(xiě)出下列各數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)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是最高位。9．計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件包括哪幾類(lèi)？說(shuō)明它們的用途。數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是按位運(yùn)算，并且不連續(xù)地跳動(dòng)計(jì)算。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)？答：計(jì)算機(jī)可以從時(shí)間和空間兩方面來(lái)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，在時(shí)間上，取指周期從內(nèi)存中取出的是指令，而執(zhí)行周期從內(nèi)存取出或往內(nèi)存中寫(xiě)入的是數(shù)據(jù)，在空間上，從內(nèi)存中取出指令送控制器，而執(zhí)行周期從內(nèi)存從取的數(shù)據(jù)送運(yùn)算器、往內(nèi)存寫(xiě)入的數(shù)據(jù)也是來(lái)自于運(yùn)算器。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？答：隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，實(shí)體硬件機(jī)的功能范圍不斷從一、二級(jí)向三、四級(jí)擴(kuò)展，原因有：(1)容量大、價(jià)格低、體積小、可改寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器提供了軟件固化的良好物質(zhì)基礎(chǔ)，固件即固化的軟件，從功能上講是軟件，從形態(tài)上看又是硬件。（1）x = y = （2）x = y = 解：(1) 符號(hào)位 Sf = 0⊕1 = 1 去掉符號(hào)位后：[y’]補(bǔ) = [y’]補(bǔ) = [x’]補(bǔ) = 0 0 1 1 0 0 0+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 ← 1 1 1 0 0 1 0+[y’]補(bǔ) 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 ← 0 1 0 0 0 1 0 +[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 ← 0 0 0 0 1 1 0+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 ← 1 0 0 1 1 1 0+[y’]補(bǔ) 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 ← 1 0 1 1 0 1 0+[y’]補(bǔ) 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 (2) 符號(hào)位 Sf = 1⊕0 = 1 去掉符號(hào)位后：[y’]補(bǔ) = [y’]補(bǔ) = [x’]補(bǔ) = 0 0 0 1 0 1 1+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 ← 1 1 0 0 1 0 0+[y’]補(bǔ) 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 ← 1 1 1 1 0 1 0+[y’]補(bǔ) 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 ← 0 1 0 0 1 1 0+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 ← 0 0 1 1 0 1 0+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 ← 0 0 0 0 0 1 0+[y’]補(bǔ) 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 9．設(shè)階碼3位，尾數(shù)6位，按浮點(diǎn)運(yùn)算方法，完成下列取值的[x+y],[xy]運(yùn)算。現(xiàn)使用16K*8位DRAM芯片，共需16片?，F(xiàn)在再用一個(gè)RAM芯片(8K*8)形成40K*l6位的RAM區(qū)域，起始地為6000H。解： 頁(yè)面訪問(wèn)序列01242302132命中率a012423021323/11=%b0124230213c011423021命中命中命中15．從下列有關(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)充容量問(wèn)題。(3) 源和目標(biāo)都是通用寄存器（可分指向16個(gè)寄存器）所以是RR型指令，即兩個(gè)操作數(shù)均在寄存器中。方法一(1)50種操作碼占6位，3種尋址方式占2位OP（6）X（2） D（24）X = 00 頁(yè)面尋址方式 E = PCHDX = 01 立即尋址方式 X = 10 直接尋址方式 E = D (2)PC高8位形成主存256個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)個(gè)單元(3)尋址模式X = 11尚未使用，故可增加一種尋址方式。 (3)操作數(shù)在指令中，為(C)尋址方式。已知微指令長(zhǎng)度為32位，請(qǐng)估算控制存儲(chǔ)器容量。T4其中μA8—μA6為微地址寄存器相應(yīng)位，P1和P2為判別標(biāo)志，C為進(jìn)位標(biāo)志，IR5和IR6為指令寄存器的相應(yīng)位，T4為時(shí)鐘周期信號(hào)。請(qǐng)問(wèn)； (1)微指令的三個(gè)字段分別應(yīng)為多少位? (2)畫(huà)出對(duì)應(yīng)這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖。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。答：?jiǎn)慰偩€結(jié)構(gòu)：它是一組總線連接整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各大功能部件，各大部件之間的所有的信息傳送都通過(guò)這組總線。答：(1)簡(jiǎn)化了硬件的設(shè)計(jì)。答： 7．畫(huà)出分布式仲裁器邏輯電路圖。