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計(jì)算機(jī)組成原理課后答案(參考版)

2025-06-27 05:52本頁(yè)面
  

【正文】 (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。RAM用來(lái)存儲(chǔ)字符的編碼,ROM用來(lái)存儲(chǔ)漢字的點(diǎn)陣信息。 A.針型打印機(jī) B.活字型打印機(jī) C.擊打式 D.非擊打式答:.3.有一漢字CRT顯示器,它可顯示3000個(gè)漢字,每字以11*16點(diǎn)陣組成,字間間隔一點(diǎn),兩排字間隔4條掃描線,32字/排,12排/屏,一個(gè)漢字編碼占2個(gè)字節(jié),幀頻50Hz,幀回掃和行回掃時(shí)間均占掃描時(shí)間的20%(掃描時(shí)間包括正掃和回掃),行頻可在60 ~ 70us間選擇。答:總線的一次信息傳送過(guò)程,大致可分為如下五個(gè)階段:  請(qǐng)求總線,總線仲裁,尋址(目的地址),信息傳送,狀態(tài)返回(或錯(cuò)誤報(bào)告) 20.某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送8個(gè)字節(jié)的信息,假設(shè)一個(gè)總線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期,總線時(shí)鐘頻率為70MHz,總線帶寬是多少?答:8*70=560MHz/s第七章 外圍設(shè)備1.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指 。最后,獲勝者的仲裁號(hào)保留在仲裁總線上。當(dāng)它們有總線請(qǐng)求時(shí),把它們唯一的仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線上,每個(gè)仲裁器將仲裁總線上得到的號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較。18.何謂分布式仲裁?畫(huà)出邏輯結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行說(shuō)明。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。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。它即可用于 總線,也可用于 總線,適合于高成本的 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。它即可用于 總線,也可用于 總線,適合于高成本的 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。PCI允許 總線 工作。15.PCI總線的基本傳輸機(jī)制是 傳送。14.PCI是一個(gè)與處理器無(wú)關(guān)的 ,它采用 時(shí)序協(xié)議和 式仲裁策略,并具有 能力。13.說(shuō)明存儲(chǔ)器總線周期與I/O總線周期的異同點(diǎn)。12.系統(tǒng)總線中控制線的功能是 。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 。答:8.同步通信之所以比異步通信具有較高的傳輸頻率,是因?yàn)橥酵ㄐ? 。答: 6.畫(huà)出獨(dú)立請(qǐng)求方式的優(yōu)先級(jí)判決邏輯電路圖。 4.總線上掛兩個(gè)設(shè)備,每個(gè)設(shè)備能收能發(fā),還能從電氣上和總線斷開(kāi),畫(huà)出邏輯圖,并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。 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(yàn)1位,起始位l位,停止位1位,請(qǐng)分別畫(huà)出波形圖。 (4)系統(tǒng)更新性能好。插件插入機(jī)器的位置往往沒(méi)有嚴(yán)格的限制。一是規(guī)模擴(kuò)充,二是功能擴(kuò)充。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰,連線少,底板連線可以印刷化。從硬件的角度看,面向總線是由總線接口代替了專門的I/O接口,由總線規(guī)范給出了傳輸線和信號(hào)的規(guī)定,并對(duì)存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備和CPU如何掛在總線上都作了具體的規(guī)定,所以,面向總線的微型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)只要按照這些規(guī)定制作CPU插件、存儲(chǔ)器插件以及I/O插件等,將它們連入總線即可工作,而不必考慮總線的詳細(xì)操作。 2.說(shuō)明總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。一般來(lái)說(shuō),在三總線系統(tǒng)中,任一時(shí)刻只使用一種總線;但若使用多入口存儲(chǔ)器,內(nèi)存總線可與DMA總線同時(shí)工作,此時(shí)三總線系統(tǒng)可以比單總線系統(tǒng)運(yùn)行得更快。這三條總線是:內(nèi)存總線,輸入/輸出(I/O)總線和直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)總線,如圖所示。雙總線的優(yōu)點(diǎn)是以增加通道這一設(shè)備為代價(jià)的,通道實(shí)際上是一臺(tái)具有特殊功能的處理器,所以雙總線通常在大、中型計(jì)算機(jī)中采用。其結(jié)構(gòu)如圖所示。故多為小型機(jī)和微型機(jī)采用。所以總線資源是由各大功能部件分時(shí)共享的。其結(jié)構(gòu)如圖所示。解: (1) (2) 第六章 總線系統(tǒng)1.比較單總線、雙總線、三總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。 (R6)+(R7)R6 請(qǐng)畫(huà)出:(1)按序發(fā)射按序完成各段推進(jìn)情況圖。 (R4)+(R5)R4 I5 1AD R6,A 。 (R2)(R1)R2 I3 MUL R3,R4 。 (R6)*(R7)R6解: (1)寫后讀 RAW (2)讀后寫 WAR (3)寫后寫 WAW17.參考圖5.42所示的超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)模型,現(xiàn)有如下6條指令序列: 11 LAD R1,B 。 (R4)*(R5)R4 (3)I1 LAD R6,B 。 (R2)+(R1)R2 (2)I1 ADD R3,R4 。解:證:設(shè)n條指令,K級(jí)流水,每次流水時(shí)間τ則用流水實(shí)現(xiàn) Tp = Kτ+(n1) τ 非流水實(shí)現(xiàn) Ts = Kτnn∞時(shí), n=1時(shí), , 則可見(jiàn)n1時(shí)TsTp,故流水線有更高吞吐量16.判斷以下三組指令中各存在哪種類型的數(shù)據(jù)相關(guān)? (1)I1 LAD R1,A 。解: 如上兩圖所示,執(zhí)行相同的指令,在8個(gè)單位時(shí)間內(nèi),流水計(jì)算機(jī)完成5條指令,而非流水計(jì)算機(jī)只完成2條,顯然,流水計(jì)算機(jī)比非流水計(jì)算機(jī)有更高的吞吐量。 (3)求流水線的加速比。 (1)畫(huà)出流水處理的時(shí)空?qǐng)D,假設(shè)時(shí)鐘周期為100ns。今假設(shè)完成各步 操作的時(shí)間依次為100ns,100ns,80ns,50ns。就是說(shuō),此處微指令的后繼地址采用斷定方式。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。微命令字段則是(4849)=35位。答:(1)假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位作為一個(gè)判別標(biāo)志,那么由于有4個(gè)轉(zhuǎn)移條件,故該字段為4位。微程序可在整個(gè)控存中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移,控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共4個(gè),微指令采用水平型格式,后繼微指令地址采用斷定方式。與此同時(shí),除C,D外,其余7個(gè)寄存器都雙向接到單總線上。11相同。 (1)請(qǐng)將各邏輯部件組成一個(gè)數(shù)據(jù)通路,并標(biāo)明數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。CIR5IR6說(shuō)明上述邏輯表達(dá)式的含義,畫(huà)出微地址轉(zhuǎn)移邏輯圖。CIR5IR6因此可用以下兩種形式安排控制字段格式。解:為了壓縮控制字段的長(zhǎng)度,必須設(shè)法把一個(gè)微指令周期中的互斥性微命令組合在一個(gè)小組中,進(jìn)行分組譯碼。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)。 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(dá)式。解:80條指令,平均每條指令由4條微指令組成,其中有一條公用微指令,所以總微指令條數(shù)為80*(41)+1=241條微指令,每條微指令32位,所以控存容量大約為241*32位7.某ALU器件是用模式控制碼M S3 S2 S1 C來(lái)控制執(zhí)行不同的算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作。T1=C1C2T2=C2T3=C1SCLR脈沖時(shí)鐘源C1C2C3C5φ+5VQD 解: T3 T1 T26.假設(shè)某機(jī)器有80條指令,平均每條指令由4條微指令組成,其中有一條取指微指令是所有指令公用的。 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(shè)主脈沖源頻率為10MHz,要求產(chǎn)生5個(gè)等間隔的節(jié)拍脈沖,試畫(huà)出時(shí)序產(chǎn)生器的邏輯圖。3. 參見(jiàn)圖5.15的數(shù)據(jù)通路,畫(huà)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(nèi)容取至寄存器R2中,標(biāo)出各微操作控制信號(hào)序列。標(biāo)出各微操作信號(hào)序列。 (3)AC和PSW2.。答:(1)IR。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。 (4)操作數(shù)地址(主存)在指令中,為(D)尋址方式。 (2)操作數(shù)地址在寄存器,為(B)尋址方式。 D.RISC沒(méi)有乘、除法指令和浮點(diǎn)運(yùn)算指令。 B.為了實(shí)現(xiàn)兼容,新設(shè)計(jì)的RISC,是從原來(lái)CISC系統(tǒng)的指令系統(tǒng)中挑選一部分實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)要將R2的內(nèi)容清除,該如何實(shí)現(xiàn)? (略)14.從以下有關(guān)RISC的描述中,選擇正確答案。(略)12.將表4.7的指令系統(tǒng)改造成二地址格式的指令系統(tǒng)。10.設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)堆棧的邏輯電路。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)。由于CPU中給定的寄存器中尚可使用PC,故可增加相對(duì)尋址方式,其有效地址E = PC+D,如不用相對(duì)尋址,還可使用間接尋址,此時(shí)有效地址E = (D)。問(wèn): (1)指令格式如何安排? (2)主存能劃分成多少頁(yè)面?每頁(yè)多少單元? (3)能否增加其他尋址方式?答:方法一(1) 根據(jù)題意,50種操作碼至少需6位OP;尋址方式可用2位分別表示最多4種尋址方式;寄存器16個(gè)源操作數(shù)和目的操作數(shù)各用4位,因機(jī)器字長(zhǎng)為32位,固還剩16位可表示形式地址D 31 26 25 24 23 20 19 16 15 0 OP尋址 源寄存器目的寄存器 D(2)用PC高16位形成主存256個(gè)頁(yè)面,主存能分成64K頁(yè)面,每頁(yè)64K(3) 可以增加一種尋址方式,如寄存器尋址或寄存器間接尋址。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(jī)器字長(zhǎng)為16位,所以只能用分段方式來(lái)實(shí)現(xiàn),設(shè)段寄存器為16位,作為段內(nèi)地址的位移量可以在指令指定的寄存器中,可設(shè)計(jì)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(duì)尋址方式 E = (PC)+D8.某機(jī)字長(zhǎng)為32位,主存容量為1M,單字長(zhǎng)指令,有50種操作碼,采用頁(yè)面尋址、立即、直接等尋址方式。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(duì)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(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為16位,主存容量為64K字,采用單字長(zhǎng)單地址指令,共有40條指令。(2) 根據(jù)尋址方式的不同,指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型;(3) 因?yàn)镺P為4位,所以可以有最多功能16條指令。5.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)。(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。 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。(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(yùn)算類指令。(2) 操作碼字段OP可以指定26=64條指令。3.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)。一個(gè)字符的ASCII是7位,如果設(shè)計(jì)主存單元字長(zhǎng)為32位,則一個(gè)單元可以放四個(gè)字符,這也是可以的,只是在存取單個(gè)字符時(shí),要多花些時(shí)間而已,不過(guò),一條指令至少占一個(gè)單元,但只占一個(gè)單元的12位,而另22位就浪費(fèi)了,這樣看來(lái)就不合理,因?yàn)橥ǔ巫珠L(zhǎng)指令很多,浪費(fèi)也就很大了。第四章 指令系統(tǒng)1.ASCII碼是7位,如果設(shè)計(jì)主存單元字長(zhǎng)為32位,指令字長(zhǎng)為12位,是否合理?為什么?答:.不合理。C.
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