【正文】 算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是什么？并簡述各級存儲器承擔(dān)的職能。 答案: 答：目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是：高速緩沖存儲器（cache）、主存儲器和外存儲器。各級存儲器承擔(dān)的職能各不相同。其中cache主要強(qiáng)調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運(yùn)算速度相匹配；外存儲器主要強(qiáng)調(diào)大的存儲容量，以滿足計(jì)算機(jī)的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當(dāng)?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷?，使它能容納系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。 答：目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是：高速緩沖存儲器（cache）、主存儲器和外存儲器。各級存儲器承擔(dān)的職能各不相同。其中cache主要強(qiáng)調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運(yùn)算速度相匹配；外存儲器主要強(qiáng)調(diào)大的存儲容量，以滿足計(jì)算機(jī)的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當(dāng)?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷?，使它能容納系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。25．第20題 計(jì)算機(jī)中時(shí)序信號的作用是什么？設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)啟停電路的基本要求是什么？答案: 答：時(shí)序信號的作用：為計(jì)算機(jī)各部分的協(xié)調(diào)工作提供時(shí)序標(biāo)志。 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)啟停電路的要求： 1）啟動時(shí)一定要從第一個(gè)節(jié)拍電位的前沿開始工作； 2）停機(jī)時(shí)一定要在指令最末一個(gè)節(jié)拍脈沖結(jié)束后，才關(guān)閉時(shí)序發(fā)生器。26．第21題 在微命令的分段編碼方式中，分段的原則是什么？答案: 答：A、相互有一定關(guān)系又不能在同一微周期出現(xiàn)（相斥性）的微命令可編在同一字段內(nèi)；可能在同一微周期出現(xiàn)（相容性）的微命令應(yīng)編在不同的字段內(nèi)；B、分段應(yīng)與數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，便于微命令的設(shè)計(jì)、修改、查找。C、每個(gè)字段的位數(shù)不能太多（2~4位）。27．第25題 什么是微命令間的相容和互斥？微命令主要有哪幾種編碼方式，各有什么特點(diǎn)？答案: 答：(1)相容性是可能同時(shí)出現(xiàn)的微命令, 相斥性是不能同時(shí)出現(xiàn)的微命令。 (2) A、直接表示法 優(yōu)點(diǎn)：簡單，直觀，快速。缺點(diǎn)：微指令字太長，位信息利用率低。 B、編碼表示法 優(yōu)點(diǎn)：微指令字長適中，譯碼器不龐大，能實(shí)現(xiàn)并行操作，速度較快。 C、混合表示法: 把直接表示法和編碼表示法相混合使用。28．第26題 完整的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)按功能劃分，可分為哪些基本類型的指令？并就每種基本指令簡單舉例說明。答案: 答：指令系統(tǒng)按功能劃分的種類：數(shù)據(jù)傳送類、算邏運(yùn)算類、程序控制類、I/O指令類及其它類。1） 數(shù)據(jù)傳送指令 存、取數(shù)指令，傳送指令，成組傳送，字節(jié)交換，清累加器AC等。功能：M－M、R－R、M－R。2） 算邏運(yùn)算指令功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的加工，代碼的轉(zhuǎn)換、判斷等。①. 算術(shù)運(yùn)算指令定點(diǎn)浮點(diǎn)加減乘除、求補(bǔ)、算術(shù)移位、比較等。② 邏輯運(yùn)算指令－、∧、∨、⊕、邏輯移位、裝配、拆卸等。3） 程序控制指令功能：控制程序的轉(zhuǎn)向包括：無條件轉(zhuǎn)移，條件轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)子和返主，中斷返回等指令。4） I/O指令功能： ① 控制外設(shè)的動作 ② 測試外設(shè)的工作狀態(tài) ③ 實(shí)現(xiàn)外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)交換5） 其它指令PSW的位置、復(fù)位，測試指令，堆棧指令，特權(quán)指令，停機(jī)指令，控制臺指令等。作業(yè)1．第3題 主存存儲單元是指( )。 答案:B2．第4題 在以DMA方式傳送數(shù)據(jù)的過程中，由于沒有破壞（ ）的內(nèi)容，所以一旦數(shù)據(jù)傳送完畢，主機(jī)可以立即繼續(xù)原程序的執(zhí)行。 答案:B3．第5題 相對尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于（ ）。 答案:D4．第8題 鎖存器屬于（　?。┎糠帧?A5．第12題 一地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)操作數(shù)常需采用( )指定。 答案:C6．第13題 中斷系統(tǒng)的功能是由（ ）實(shí)現(xiàn)的。 答案:C7．第16題 下列不屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人馮諾伊曼思想的是（ ）。 答案:C8．第18題 在定點(diǎn)數(shù)的機(jī)器數(shù)中，零的（　?。┑谋硎拘问绞俏┮坏? 答案:C9．第19題 在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若每次計(jì)數(shù)都從0開始，則（　　）。 答案:A10．第1題 按中斷源與CPU的關(guān)系不同，中斷可分為 A 和 B 兩大類。答案: A 內(nèi)中斷 B 外中斷 13．第7題 在微程序控制器中， A 用來存放實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令系統(tǒng)功能的微程序，它一般是高速的 B 存儲器，這個(gè)存儲器的地址稱為微地址。答案: A 控制存儲器 B 只讀存儲器 14．第9題 主存有256個(gè)數(shù)據(jù)塊（編號為0～255），cache有8行（編號為0～7），現(xiàn)采用2路組相聯(lián)地址映射方式，則第202號數(shù)據(jù)塊可映射到cache編號的第 A 行。答案: A 4或5 16．第11題 計(jì)算機(jī)機(jī)器指令的基本結(jié)構(gòu)主要有 A 和 B 兩部分。答案: A 操作碼OP B 地址碼A 17．第14題 電子數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由　 A 　和　 B 　兩大部分組成的，兩者缺一不可。答案: A 硬件 B 軟件 18．第15題 指令的尋址方式有 A 和 B 兩類。答案: A 順序?qū)ぶ贩绞? B 跳躍尋址方式 19．第17題 光盤是近年來發(fā)展起來的一種輔助存儲器，是多媒體計(jì)算機(jī)不可缺少的設(shè)備，按讀寫性質(zhì)分，光盤可分為 A 型、 B 型和只讀型三種。答案: A 一次寫入 B 可重寫 20．第22題 若某計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)可分為IIIII5和I6等6種類型的指令，這6種指令的指令周期分別是4ns、5ns、3ns、7ns、6ns和8ns，在程序出現(xiàn)的頻度（概率）分別是15%、12%、30%、8%、20%和15%，求該機(jī)的平均指令執(zhí)行時(shí)間是多少ns，平均運(yùn)算速度為多少M(fèi)IPS（百萬條指令每秒）？答案: 解：平均運(yùn)算時(shí)間： T=415%+512%+330%+78%+620%+815% = (ns)平均運(yùn)算速度：v=1/T=1/[(109)247。103]= (MIPS)23．第28題 已知X==－, 用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y和XY, 同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。答案: 解：x= y=－[X]補(bǔ)＝, [Y]補(bǔ)＝, [Y]補(bǔ)＝ [X+Y]補(bǔ)＝+＝ 無溢出 X+Y＝ [XY]補(bǔ)＝+＝ 溢出 XY＝+ 1補(bǔ)＝補(bǔ)＝補(bǔ)＝＝＝補(bǔ)＝＝＝24．第20題 試談?wù)勈裁词谴鎯ο到y(tǒng)的高速緩沖存儲器（Cache）， 畫出“主存 Cache”這一存儲層次與CPU連接的結(jié)構(gòu)框圖。答案: 答：高速緩沖存儲器是介于CPU與主存之間的用于存放當(dāng)前最活躍的程序塊和數(shù)據(jù)的高速、小容量的存儲器。25．第21題 什么是同步定時(shí)，異步定時(shí)？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答案: 答：（1）同步定時(shí)，總線上所有部件都在公共時(shí)鐘線上的同步信號協(xié)調(diào)下工作。其特點(diǎn)是有公共時(shí)鐘。異步定時(shí)，總線上的設(shè)備（部件）有各自的時(shí)鐘，它們之間通常采用“應(yīng)‐答”方式進(jìn)行通信。其特點(diǎn)是無公共時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。（2） 同步定時(shí)方式具有較高的傳輸頻率，但不適合存取時(shí)間差別大的設(shè)備之間的通信。異步定時(shí)方式具有可靠性高，適用于存取時(shí)間不同的部件之間的通信。但傳輸效率較低。26．第24題 馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)主要由哪幾個(gè)功能部件組成？簡述它們的主要功能。答案: 答：馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的硬件主要有：1）存儲器，其功能是存儲程序和數(shù)據(jù)信息；2）運(yùn)算器(ALU)，實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能的部件，其功能有運(yùn)算即完成數(shù)字信息的加工和寄存、移位等；3）控制器(Control Unit)，向計(jì)算機(jī)各部件發(fā)出控制信息的部件，其功能：控制指令的讀出、解釋和執(zhí)行、中斷事件的處理等；4）輸入/輸出(I/O)設(shè)備，其功能是輸入程序和有關(guān)的數(shù)據(jù)，輸出計(jì)算機(jī)的有關(guān)信息及運(yùn)算結(jié)果等；5）適配器（I/O接口）： I/O設(shè)備與主機(jī)之間互相連接(緩沖)的部件。此外，硬設(shè)備還有控制臺，電源等。27．第25題 目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是什么？并簡述各級存儲器承擔(dān)的職能。 答案: 答：目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是：高速緩沖存儲器（cache）、主存儲器和外存儲器。各級存儲器承擔(dān)的職能各不相同。其中cache主要強(qiáng)調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運(yùn)算速度相匹配；外存儲器主要強(qiáng)調(diào)大的存儲容量，以滿足計(jì)算機(jī)的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當(dāng)?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷?，使它能容納系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。 答：目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常所采用的多級存儲器體系結(jié)構(gòu)是：高速緩沖存儲器（cache）、主存儲器和外存儲器。各級存儲器承擔(dān)的職能各不相同。其中cache主要強(qiáng)調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運(yùn)算速度相匹配；外存儲器主要強(qiáng)調(diào)大的存儲容量，以滿足計(jì)算機(jī)的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當(dāng)?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷?，使它能容納系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。28．第26題 集中式總線仲裁方式有哪三種，其特點(diǎn)是什么？答案: 答：(1)鏈?zhǔn)讲樵兎绞?。BG按優(yōu)先級由高至低依次傳送的總線查詢方式。所需傳輸線少，便于更改和擴(kuò)充。(2)計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式。優(yōu)先次序可靈活變動。(3)獨(dú)立請求方式。響應(yīng)速度快，對優(yōu)先次序的控制靈活。作業(yè)1．第3題 若x補(bǔ)=，則x原=（ ）。 答案:D2．第4題 程序計(jì)數(shù)器屬于（　?。┎糠帧?A3．第5題 為了便于實(shí)現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用（ ）。 答案:B4．第8題 以下給出的浮點(diǎn)數(shù)，數(shù)（　?。┦且?guī)格化浮點(diǎn)數(shù)。答案:B5．第9題 下列關(guān)于立即尋址方式操作數(shù)所在位置的說法正確的是（ ）。（主存）在指令中 答案:A6．第14題 計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指（ ）。 答案:D7．第15題 下列是用原碼表示的機(jī)器數(shù)，真值最小的是（　?。?。 答案:A8．第16題 某計(jì)算機(jī)中控制存儲器的容量是51232位，微程序可在整個(gè)控制存儲器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，則微地址寄存器所需的最小位數(shù)是（　　）。A. 5 答案:C9．第17題 在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若每次計(jì)數(shù)都從0開始，則（　?。? 答案:A10．第1題 隱含尋址是指令格式中不明確給出 A ，而是隱含指定，通常將 B 作為隱含地址。答案: A 操作數(shù)地址 B 累加器（AC） 11．第2題 采用流水線帶來的主要問題有 A 、 B 和轉(zhuǎn)移相關(guān)等問題。答案: A 資源相關(guān) B 數(shù)據(jù)相關(guān)12．第6題 CPU能直接訪問的存儲器是 A 和 B 。答案: A 主存 B Cache 13．第7題 DMA采用三種傳送方式：即：周期挪用方式、 A 方式和 B 方式。答案: A 與CPU交替訪存 B CPU暫停訪問 15．第11題 主存有256個(gè)數(shù)據(jù)塊（編號為0～255），cache有8行（編號為0～7），現(xiàn)采用2路組相聯(lián)地址映射方式，則第202號數(shù)據(jù)塊可映射到cache編號的第 A 行。答案: A 4或5 16．第12題 菊花鏈?zhǔn)讲樵兎绞降闹饕秉c(diǎn)是，離中央仲裁器越遠(yuǎn)的設(shè)備，獲得總線控制權(quán)的幾率就越 A 。答案: A小 18．第18題 若浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式中階碼的基數(shù)已確定，且尾數(shù)采用規(guī)格化表示法，則浮點(diǎn)數(shù)表示數(shù)的范圍取決于浮點(diǎn)數(shù) A 的位數(shù)，而精度則取決于 B 的位數(shù)。答案: A 階碼 B 尾數(shù) 21．第24題 若某計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)可分為IIIII5和I6等6種類型的指令，這6種指令的指令周期分別是4ns、5ns、3ns、7ns、6ns和8ns，在程序出現(xiàn)的頻度（概率）分別是15%、12%、30%、8%、20%和15%，求該機(jī)的平均指令執(zhí)行時(shí)間是多少ns，平均運(yùn)算速度為多少M(fèi)IPS（百萬條指令每秒）？答案: 解：平均運(yùn)算時(shí)間： T=415%+512%+330%+78%+620%+815% = (ns)平均運(yùn)算速度：v=1/T=1/[(109)247。103]= (MIPS)22．第26題 設(shè)字長為32位的二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)，階為10位（包括1位階符），尾數(shù)為22位（包括1位尾符），階和尾數(shù)分別用移碼和補(bǔ)碼表示，基數(shù)R＝2。求規(guī)格化數(shù)的表數(shù)范圍。答案: 解：規(guī)格化數(shù)的表數(shù)范圍：(R=2) 正數(shù)為：251221 ～ 2511(