【正文】 　　　　　　　 （B）尾數(shù)相減[S1]補(bǔ)= + [S2]補(bǔ)= [S1S2]補(bǔ)= 尾數(shù)求和絕對(duì)值大于1尾數(shù)右移一位，最低有效位舍掉，階碼加１（右規(guī)），則[S1S2]補(bǔ) = （規(guī)格化數(shù)），jx = jy = 11 （C）。解：（1）設(shè)S1為x的尾數(shù)，S2為y的尾數(shù)，則　　　　　　　S1 = （）10 = （）2 [S1]補(bǔ) = S2 = （）10 = （+）2 [S2]補(bǔ) = （2）求z = x – y的二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化結(jié)果。1設(shè)有兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)，x = 21，y = 22：(1) 將x、y的尾數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制補(bǔ)碼形式。Sx右移四位后Sx=，經(jīng)過舍入后SX=0001，經(jīng)過對(duì)階、舍入后。解：因，求X+Y要經(jīng)過對(duì)階、尾數(shù)求和及規(guī)格化等步驟。解： （注意，需要統(tǒng)一單位）（1）（2*63）*（3020）/2/*(2*20/2*PI*640)（2） (2*20/2*PI*640)*2400/601設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)x=2 ExSx，y=2 EySy，Ex=(10)2，Sx=(+)2，Ey=(+10)2，Sy=(+)2。試計(jì)算：(1) 盤組的存儲(chǔ)容量。假設(shè)每個(gè)扇區(qū)記錄1024個(gè)字節(jié)，則需要12288字節(jié)/1024字節(jié)=12個(gè)扇區(qū)。答：（1）每道記錄信息容量=12288字節(jié)，每個(gè)記錄面信息容量=27512288字節(jié)，共有4個(gè)記錄面，所以磁盤存儲(chǔ)器總?cè)萘繛?27512288字節(jié) = 13516800字節(jié)（2）最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算（R1 = 115mm）：D1 = 12288字節(jié)/2πR1= 17字節(jié)/mm 最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算R2 = R1 +（275/5） = 115 + 55 = 170mmD2 = 12288字節(jié)/2πR2 = （3）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率r = 3000/60 = 50周/秒N = 12288字節(jié)（每道信息容量）C = rN = 5012288 = 614400字節(jié)/秒（4）平均等待時(shí)間 = 1/2r = 1/250 = 1/100秒= 10毫秒（5）本地磁盤存儲(chǔ)器假設(shè)只有一臺(tái)。磁盤地址：驅(qū)動(dòng)器號(hào)、圓柱面號(hào)、盤面號(hào)、扇區(qū)號(hào)。因?yàn)檫@樣安排存取速度快。（4）數(shù)據(jù)傳送率＝（22π400）/（60/2400）＝106（b/s）＝106（B/s）。（2）40（33－22）/2＝220（道），共有220個(gè)圓柱面。則總線的帶寬為多少M(fèi)B/s？解：總線的帶寬=數(shù)據(jù)寬度總線周期的最高頻率 =（32/8）Byte（）M/s = MB/s 某磁盤組有6片磁盤，每片可有2個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑為22cm，外徑為33cm，道密度40道/cm，位密度400b/cm，轉(zhuǎn)速2400 r/min。（2）求流水線的實(shí)際吞吐率（單位時(shí)間里執(zhí)行完畢的指令數(shù)）。指令流水線右取指(IF) 、譯碼(ID)、執(zhí)行 (EX) 、訪存(MEM)、寫回寄存器堆(WB)五個(gè)過程段，共有20條指令連續(xù)輸入此流水線。如果硬件上不采取措施，第2條指令SUB應(yīng)至少推遲2個(gè)操作時(shí)鐘周期（2100ns）。（2）兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)沖突情況： ADD R1，R2，R3； R2+R3R1 SUB R4，R1，R5； R1R5R4 兩條指令在流水線中執(zhí)行情況如表64所示:表64 指令在流水線上的執(zhí)行情況時(shí)鐘指令1234567ADDIDEWSUBIDEWADD指令在時(shí)鐘4時(shí)將結(jié)果寫入寄存器堆（R1），但SUB指令在時(shí)鐘3時(shí)讀寄存器堆（R1）。 有4級(jí)流水線分別完成取指、指令譯碼并取數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果4步操作，假設(shè)完成各步操作的時(shí)間依次為100ns、80ns、50ns。 問：若操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出m條雙操作數(shù)指令，n條無(wú)操作數(shù)指令，在此情況下，這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出多少條單操作數(shù)指令？答：由于設(shè)定全部指令采用8位固定的OP字段，故這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多的指令條數(shù)為28=256 條。根據(jù)給定條件，選用EPROM 8K16位 芯片1片，SRAM 8K16位芯片4片，4K16位芯片1片，3:8譯碼器1片，與非門及反向器。 EPROM： 8K16位(控制端僅有!CS)，16位8位 SRAM： 16K1位，2K8位，4K16位，8K16位請(qǐng)從上述芯片中選擇芯片設(shè)計(jì)該計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，畫出主存邏輯框圖。上述地址為十進(jìn)制，按字編址。主存地址空間分配如下：0~8191為系統(tǒng)程序區(qū)，由EPROM芯片組成，從8192起一共32K地址空間為用戶程序區(qū)，最后(最大地址)4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。 設(shè)存儲(chǔ)器容量為32位，字長(zhǎng)64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織。試求：(1) 實(shí)現(xiàn)該存儲(chǔ)器所需的芯片數(shù)量？ (2) 若將這些芯片分裝在若干個(gè)塊板上，每塊板的容量為4K8，該存儲(chǔ)器所需的地址線總位數(shù)是多少？其中幾位用于選板？幾位用于選片？幾位用作片內(nèi)地址？ 答：（1）需10241的芯片128片。4 磁表面存儲(chǔ)器的特點(diǎn)有哪些？答：磁表面存儲(chǔ)器有如下顯著的特點(diǎn)：（1）存儲(chǔ)密度高，記錄容量大，每位價(jià)格低；（2）記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用；（3）記錄信息可長(zhǎng)時(shí)間保存而不致丟失；（4）非破壞性讀出，讀出時(shí)不需再生信息；（5）存取速度較低，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)工作環(huán)境要求較嚴(yán)。外部設(shè)備可以分為五大類：輸入輸出設(shè)備、輔助存儲(chǔ)器、終端設(shè)備、過程控制設(shè)備和脫機(jī)設(shè)備。中斷判優(yōu)發(fā)生在中斷過程的第二步，中斷請(qǐng)求之后，中斷響應(yīng)之前。其作用是決定CPU的響應(yīng)并且找出最高優(yōu)先請(qǐng)求者，如果確定接收這個(gè)請(qǐng)求的話，就由CPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)INTA。（2）方法：（A） 軟件；（B）硬件：為了得到較高的效率，一般采用硬件判優(yōu)方法。中斷的作用：（1）主機(jī)與外部設(shè)備并行工作；（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理；（3）硬件故障處理；（4）實(shí)現(xiàn)多道程序和分時(shí)操作。程序查詢式控制簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)效率很低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)并行操作；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外設(shè)的并行性。程序查詢式控制簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)效率很低；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外設(shè)的并行性；DMA式通過硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送，速度快，但只能控制同一類外設(shè)；通道式采用執(zhí)行通道程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同類型設(shè)備的控制和管理，并行性進(jìn)一步提高；外圍處理機(jī)方式具有更大的靈活性和并行性。對(duì)于最后一種方式，則是用微型或小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入和輸出控制。計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間的信息交換方式有5種：程序查詢式、中斷式、DMA式、通道式、外圍處理機(jī)方式。這樣，在系統(tǒng)中就存在了另一種與存儲(chǔ)地址無(wú)關(guān)的I/O地址，CPU也必須具有專用于輸入輸出操作的I/O指令和控制邏輯。這樣就可以用訪問主存的指令去訪問外設(shè)的某個(gè)寄存器，因而也就不需要專門的I/O指令，可以簡(jiǎn)化CPU的設(shè)計(jì)。4 外部設(shè)備在系統(tǒng)中如何編址，如何與主機(jī)連接？答：通常根據(jù)與存儲(chǔ)器地址的關(guān)系，有兩種編址方式。雙總線系統(tǒng)中，存儲(chǔ)容量不會(huì)受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響（2）指令系統(tǒng)雙總線系統(tǒng)，必須有專門的I/O指令系統(tǒng)單總線系統(tǒng)，訪問內(nèi)存和I/O使用相同指令（3）吞吐量 總線數(shù)量越多，吞吐能力越大 接口電路在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的作用是什么？答：外設(shè)接口（或叫作I/O接口）是主機(jī)和外設(shè)（控制器）之間的實(shí)體部件，是實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)之間信息交換所必不可少的硬件支持。3說(shuō)明總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。在雙總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，為了使高速外設(shè)(如磁盤機(jī))能高速度地與主存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在高速外設(shè)與主存儲(chǔ)器之間可以增設(shè)直接存儲(chǔ)器訪問(DMA：Direct Memory Access)方式的高速I/O總線(DMA總線)，從而形成多總線結(jié)構(gòu)3 什么叫總線周期、時(shí)鐘周期、指令周期？它們之間一般有什么關(guān)系？答：時(shí)鐘周期是系統(tǒng)工作的最小時(shí)間單位，它由計(jì)算機(jī)主頻決定；總線周期指總線上兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行一次信息傳輸所需要的時(shí)間（如CPU對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行一次讀/寫操作所需的時(shí)間）；指令周期指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。否則，由于一條總線由多種功能部件共用，可能導(dǎo)致很大的時(shí)間延遲。3比較單總線、雙總線和多總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。3）由水平型微指令解釋指令的微程序，因而具有微指令字比較長(zhǎng)，但微程序短的特點(diǎn)，而垂直型微指令則正好相反。答：（1）水平型微指令并行操作能力強(qiáng)、效率高并且靈活性強(qiáng)，而垂直型微指令則較差。微程序是由微指令組成的，用于描述機(jī)器指令，實(shí)際上是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，微程序是由計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者事先編制好并存放在控制存儲(chǔ)器中的，一般不提供給用戶；程序是由機(jī)器指令組成的，由程序員事先編制好并存放在主存放器中。微程序是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，每一條機(jī)器指令都對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。微指令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的，微指令是微操作的控制信號(hào)，微操作是微指令的操作過程。3 什么是微指令和微操作？微程序和機(jī)器指令有何關(guān)系？微程序和程序之間有何關(guān)系？答：微指令是控制計(jì)算機(jī)各部件完成某個(gè)基本微操作的命令。聯(lián)合控制方式是同步控制和異步控制相結(jié)合3 指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，如何識(shí)別從主存儲(chǔ)器中取出的是指令還是數(shù)據(jù)？答：指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，它們都以二進(jìn)制代碼形式出現(xiàn)，區(qū)分的方法為：（1）取指令或數(shù)據(jù)時(shí)所處的機(jī)器周期不同：取指周期取出的是指令；分析、取數(shù)或執(zhí)行周期取出的是數(shù)據(jù)。異步控制方式的各項(xiàng)操作不采用統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，而根據(jù)指令或部件的具體情況決定，需要多少時(shí)間，就占用多少時(shí)間。同步控制控制方式的各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，在每個(gè)機(jī)器周期中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖。機(jī)器指令包括操作碼和操作數(shù)地址碼字段，微指令根據(jù)編譯法的不同有多種情況，一般包括微操作信息和下地址字段。在微程序控制邏輯法中，機(jī)器指令由微程序?qū)崿F(xiàn)。微指令是具有微地址的控制字。答：抽象級(jí)別不同。3 微程序控制的基本思想是什么？答：微程序控制技術(shù)在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中得到廣泛的采用，其實(shí)質(zhì)是用程序設(shè)計(jì)的思想方法來(lái)組織操作控制邏輯。 控制器的基本功能是什么？基本組成