【正文】 3 0OP源寄存器目標寄存器 答：該指令格式及尋址方式特點有：（1）單字長二地址指令。（2）操作碼字段OP可以指定26=64條指令。（3）源和目標都是通用寄存器（可分指向16個寄存器）所以是RR型指令，即兩個操作數(shù)均在寄存器中。（4）這種指令結(jié)構(gòu)常用于RR之間的數(shù)據(jù)傳送及算術(shù)邏輯運算類指令。42． 指令格式如下所示，其中OP為操作碼字段，試分析指令格式特點。15 10 7 4 3 0 OP 源寄存器基址存儲器 位移量（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。（2）操作碼字段OP可以指定26=64種操作。（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。（4）有效地址可通過變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共16個）內(nèi)容加上位移量。43． 簡述CPU的主要功能。答：CPU主要有以下四方面的功能：（1） 指令控制 程序的順序控制，稱為指令控制。（2） 操作控制 CPU管理并產(chǎn)生由內(nèi)存取出的每條指令的操作信號，把各種操作信號送往相應部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。（3） 時間控制 對各種操作實施時間上的控制，稱為時間控制。數(shù)據(jù)加工對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算處理，完成數(shù)據(jù)的加工處理。44． 什么是存儲保護？通常采用什么方法？答：當多個用戶共享主存時，為使系統(tǒng)能正常工作，應防止由于一個用戶程序出錯而破壞其它用戶的程序和系統(tǒng)軟件，還要防止一個用戶程序不合法的訪問不是分給它的主存區(qū)域。為此，系統(tǒng)提供存儲保護。通常采用的方法是：存儲區(qū)域保護和訪問方式保護。45． 什么是RISC？RISC指令系統(tǒng)的特點是什么？答：RISC是精簡指令系統(tǒng)計算機，它有以下特點：（1） 選取使用頻率最高的一些簡單指令，以及很有用但不復雜的指令。（2） 指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。（3） 只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作都在寄存器之間進行。（4） 大部分指令在一個機器周期內(nèi)完成。其意是指在采用流水線組織時每個機器周期內(nèi)能完成一條指令功能，而并不是說一條指令從取指到完成指定功能只要一個機器周期。（5） CPU中通用寄存器數(shù)量相當多。（6） 以硬布線控制為主，不用或少用微指令碼控制。（7） 一般用高級語言編程，特別重視編譯優(yōu)化工作，以減少程序執(zhí)行時間。46． CPU中的主要寄存器有哪些？各有什么作用？（至少寫出4個）答：CPU有以下寄存器：（1） 指令寄存器（IR）：用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。（2） 程序計數(shù)器（PC）：用來確定下一條指令的地址。（3） 地址寄存器（AR）：用來保存當前CPU所訪問的內(nèi)存單元的地址。（4） 緩沖寄存器（DR）：1作為CPU和內(nèi)存、外部設備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。 2補償CPU和內(nèi)存、外圍設備之間在操作速度上的差別。 3在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中，緩沖寄存器還可兼作為操作數(shù)寄存器。（5） 通用寄存器（AC）：當運算器的算術(shù)邏輯單元（ALU）執(zhí)行全部算術(shù)和邏輯運算時，為ALU提供一個工作區(qū)。（6） 狀態(tài)條件寄存器：保存由算術(shù)指令和邏輯指令運行或測試的結(jié)果建立的各種條件碼內(nèi)容。除此之外，還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息，以便使CPU和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。47． CPU響應中斷應具備哪些條件？答：應具備：（1） 在CPU內(nèi)部設置的中斷屏蔽觸發(fā)器必須是開放的。（2） 外設有中斷請求時，中斷請求觸發(fā)器必須處于“1”狀態(tài)，保持中斷請求信號。（3） 外設（接口）中斷允許觸發(fā)器必須為“1”，這樣才能把外設中斷請求送至CPU。當上述三個條件具備時，CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個狀態(tài)周期響應中斷。48． 請說明程序查詢方式與中斷方式各自的特點。答：查詢方式，數(shù)據(jù)在CPU和外圍設備之間的傳送完全靠計算機程序控制，優(yōu)點是硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點是CPU效率低，中斷方式是外圍設備用來“主動”通知CPU，準備輸入輸出的一種方法，它節(jié)省了CPU時間，但硬件結(jié)構(gòu)相對復雜一些。名詞解釋題1． 181。IR：微指令寄存器2． Flash Memory：閃存存儲介質(zhì)3． CRC：循環(huán)冗余校驗碼4． RISC：精簡指令系統(tǒng)計算機5． CISC：復雜指令系統(tǒng)計算機6． PCI：一種與處理器無關(guān)的高速外圍總線，至關(guān)重要的層間總線7． USB：通用串行總線8． IR：指令寄存器9． LRU：最近最少使用算法10． RAID：獨立冗余磁盤陣列11． DMA：直接內(nèi)存訪問（方式）12． EPROM：可擦除可編程只讀存儲器13． Cache：高速緩沖存儲器14． CRT：陰極射線管（顯示器）15． RAID：獨立冗余磁盤陣列16． SCSI：小型計算機系統(tǒng)接口17． IDE：電子集成驅(qū)動器18． MFM：改進調(diào)頻制19． FM：調(diào)頻制20． ISA：工業(yè)標準結(jié)構(gòu)總線21． IR：指令寄存器22． 總線：連接計算機有關(guān)部件的一組信號線，是計算機中用來傳送信息的公共通路。23． 機器指令：在計算機系統(tǒng)中具有某種特殊功能的命令。24． 運算器：計算機數(shù)據(jù)加工處理部件，中央處理器的重要組成部分，完成算術(shù)/邏輯運算。25． 操作碼：規(guī)定操作的性質(zhì)及功能、指定相應硬件要完成的操作的數(shù)碼。26． 直接映像方式：Cache中一種簡單的映像方式，主存中的一塊只能映像到Cache中的一個特定的塊中。27． 組相連映像方式：Cache中一種映像方式，介于全相聯(lián)和直接相連之間的一種折中方案。把主存和Cache分成同樣大小的塊（組），組間直接映像，組內(nèi)全相聯(lián)。28． 全相連映像方式：主存中的任意一塊可以映像到Cache中的任意一塊的位置上的一種映像方式。29． 刷新操作：在電荷漏掉之前進行充電，這個充電過程稱為刷新（或者再生）。30． 數(shù)據(jù)傳輸率：磁表面存儲器在單位時間內(nèi)與主機之間傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)。31． 像素：一個像素通常被視為圖像的最小的完整采樣，是用來計算數(shù)碼影像的一種單位32． 機器字長：CPU一次所能處理的二進制位數(shù)。33． 定點數(shù)：小數(shù)點位置固定的數(shù)據(jù)，一般有定點整數(shù)和定點小數(shù)兩類。34． 微操作：在微程序控制的計算機中，一條指令的功能是通過按一定次序執(zhí)行一系列基本操作完成的，這些基本操作稱為微操作。35． 微指令：在微程序控制的計算機中，將由同時發(fā)出的控制信號所執(zhí)行的一組微操作稱為微指令。36． 微程序：微指令的有序集合稱為微程序。37． 顯示分辨率：指顯示器在顯示圖像時的分辨率，它的數(shù)值是指整個顯示器所有可視面積上水平像素和垂直像素的數(shù)量。38． 兼容性：同一軟件不經(jīng)修改可以在兩臺計算機上運行，包括向下兼容和向前兼容兩種。39． 控存：即控制存儲器，在CPU內(nèi)部，用ROM實現(xiàn)，用于存放微程序的部件。40． 大端存儲：在低地址中存放字數(shù)據(jù)的高字節(jié)，高地址中存放數(shù)據(jù)的低字節(jié)的存儲方式。41． 小端存儲：在低地址中存放字數(shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存放字數(shù)據(jù)的高字節(jié)的存儲方式。42． 節(jié)拍：計算機每一個微操作所需的時間。43． 機器周期：也稱為CPU周期，是指完成基本操作的時間。44． 固件：固化在硬件中（如寫入ROM）的固定不變的常用軟件。45． 指令流水技術(shù)：CPU將指令的取指周期和執(zhí)行周期重疊起來由不同部件執(zhí)行的技術(shù)稱為指令流水技術(shù)。46． 計算機組織：實現(xiàn)計算機結(jié)構(gòu)規(guī)范的操作部件以及它們的互連方式稱為計算機組織。47． 總線標準：指芯片之間、擴展卡之間以及系統(tǒng)之間，通過總線進行連接和傳輸信息時，應該遵守的一些協(xié)議與規(guī)范。48． 虛擬存儲器計算機結(jié)構(gòu)：計算機結(jié)構(gòu)指對程序員可見的系統(tǒng)屬性，這些屬性直 接影響到程序的邏輯執(zhí)行計算題注：本部分題目答案略。1． 用補碼1位乘法運算規(guī)則求[X*Y]補：被乘數(shù)[X]補=010111，乘數(shù)[Y]補=110110。（[X]補、[Y]補的表示包含1位符號位。）2． 用原碼1位乘法運算規(guī)則求[X*Y]原并寫出結(jié)果的真值。其中X=，Y=。3． 用Booth補碼1位乘法運算規(guī)則求[X*Y]補：被乘數(shù)[X]補=010111，乘數(shù)[Y]補=110110。（[X]補、[Y]補的表示包含1位符號位。）4． 已知x=,y=,用補碼1位乘法運算規(guī)則求[X*Y]補。5． 已知X=+13,Y=11，機器碼用1位符號位、4位數(shù)值位表示，用原碼1位乘的方法求X*Y。6． 用補碼1位乘法的運算規(guī)則計算[X*Y]補，X=，Y=。7． 某計算機主存8M字節(jié)，分成4096頁，Cache容量64KB，和主存分成同樣大小的頁，地址映像采用直接映像方式。（1）Cache分為多少頁？ （2）Cache的頁內(nèi)地址為多少位？Cache的頁面地址是多少位？（3）畫出映像方式示意圖。（4）Cache中的主存標記如右圖所示，當CPU送出的地址分別為68077FH、2D07FFH、7F1057H、000000H時，能否在Cache中訪問到該單元？8． 某程序?qū)撁嬉蟮男蛄袨镻1P2P3P4P1P2P5P1P2P3P4P5。設開始時主存為空。當主存容量為4個頁面時，求FIFO和LRU替換算法各自的命中率。9． 某機器主存儲器有16位地址，字長為8位。（1）該存儲器能存放多少字節(jié)的信息？ （2）采用1K*4位的RAM芯片構(gòu)成該存儲器，需要多少片芯片？（3）片選邏輯需要多少位地址？（4）畫出該存儲器組成的邏輯框圖。10． 設磁盤組有11個盤片，每片有2個記錄面；，；道密度為1250TPI，內(nèi)層密度52400bpi，轉(zhuǎn)速為2400rpm。問：（1）共有多少存儲面？共有多少柱面？ （2）每道存儲多少字節(jié)？磁盤組總存儲容量是多少？ （3）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？ （4）每扇區(qū)存儲2KB數(shù)據(jù)，在尋址命令中如何表示磁盤地址？ （5）如果某文件長度超過了一個磁道的容量，應將它記錄在同一個存儲面上，還是 記錄在同一個柱面上？11． 一個組相聯(lián)映像Cache由64頁（每頁128字）構(gòu)成，每組包含4頁。主存有4096頁，訪存地址為字地址。（1）寫出Cache地址位數(shù)和地址格式。（2）寫出主存地址位數(shù)和地址格式。（3）畫出組相聯(lián)映像方式示意圖。12． 用16K*1位的DRAM芯片（由128*128矩陣存儲元構(gòu)成）組成64K*8位存儲器。要求：（1）設存儲器讀/，CPU在1181。s內(nèi)至少要訪問存儲器一次。若采用異步刷新方式，兩次刷新的最大時間間隔是多少？對全部存儲單元刷新一遍，所需要的實際刷新時間是多少？ （2）數(shù)據(jù)寄存器和地址寄存器分別是多少位？（3）要多少片DRAM才能構(gòu)成該存儲器？片選邏輯要幾位地址？（4）畫出該存儲器組成的邏輯框圖。 13． 設高密軟盤，每面80個磁道，每磁道15扇區(qū)，每扇區(qū)存儲512B。設找道時間為10ms~40ms。問：（1）該磁盤的格式化容量是多少？（2）已知磁盤的轉(zhuǎn)速360rpm，平均尋址時間為多少？（3）在一個磁道上寫入4096B數(shù)據(jù)，平均要多少時間？最長時間是多少？ 14． 現(xiàn)有8位有效信息1001 1101，試為之編制發(fā)送端海明校驗碼。要求采用偶校驗，能發(fā)現(xiàn)并自動校正1位錯。寫出詳細過程。15． 用8K*8位的EPROM芯片構(gòu)成32K*16位的只讀存儲器。若該只讀存儲器作為某機器的最大主存與CPU完整連接，問：（1）這個機器的數(shù)據(jù)寄存器多少位？地址寄存器多少位？這兩個寄存器一般在計算機的哪個部件中？（2）需要多少個EPROM芯片？（3）畫出位擴展的邏輯圖（4）畫出該只讀存儲器與CPU連接的邏輯框圖。 16． 設發(fā)送端有4位有效信息1110要發(fā)送，采用CRC校驗，多項式為1011。 （1）CRC是什么編碼？（2）發(fā)送端的CRC編碼是什么？（3）寫出循環(huán)余數(shù)。17． 某機器字長16位，需要擴展出32K的只讀存儲器，假設用8K*8位的EPROM芯片構(gòu)成該只讀存儲器。（1）該機器的數(shù)據(jù)寄存器多少位？地址寄存器多少位？（2）使用的EPROM芯片除了電源線和接地線，最少還應該有多少引出線？（3）需要多少個這種規(guī)格的EPROM芯片？（4）畫出該只讀存儲器的邏輯框圖并與CPU連接。 18． 若機器字長36位，采用三地址格式訪存指令，共完成54種操作，操作數(shù)可在1K地址范圍內(nèi)尋找a) 畫出該機器的指令格式。b) 簡述指令擴展的常用方法。19． 用8k8位的SRAM芯片構(gòu)成64K16位的存儲器，要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。20． CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一個累加寄存器AC，一個狀態(tài)條件寄存器和其它四個寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。(1) 標明圖中四個寄存器的名稱。(2) 簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。(3) 簡述數(shù)據(jù)在運算器和主存之間進行存/取訪問的數(shù)據(jù)通路。21． 設有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問：(1)該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？(2)如果存儲器由512K8位的SRAM 芯片組成，需多少片？(3)畫出存儲器結(jié)構(gòu)圖。22． 某雙面磁盤每面有220道，內(nèi)層磁道周長70cm，位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，問：(1) 每磁道的存儲容量是多少？(2) 磁盤存儲容量是多少？(3) 數(shù)據(jù)傳輸率是多少？23． 有一個1024K*16位的存儲器，由256K*1位的DRAM（由512*512矩陣存儲元構(gòu)成）