【正文】 40*（120+80+90+100+60）/[(5+401）*120]=解：流水線的時鐘周期T=max{120，80，90，100，60}=120ns 加速比C=40*（120+80+90+100+60）/[(5+401）*120]=．第27題 已知X==－, 用變形補碼計算X+Y和XY, 同時指出運算結(jié)果是否溢出。103]= (MIPS)24．第2題 集中式總線仲裁方式有哪三種，其特點是什么？答案: 答：(1)鏈式查詢方式。所需傳輸線少，便于更改和擴充。優(yōu)先次序可靈活變動。響應(yīng)速度快，對優(yōu)先次序的控制靈活。計算機中堆棧的實現(xiàn)有二種結(jié)構(gòu)，一種是寄存器堆棧（串聯(lián)堆棧、下壓堆棧），另一種是存儲器堆棧。由于存儲器堆棧是使用容量較大的內(nèi)存部分存儲區(qū)，因此具有堆棧區(qū)的位置靈活和容量可變等特點，是常用的一種。CPU是如何知道取來的是指令還是數(shù)據(jù)？說明理由。27．第16題 精簡指令系統(tǒng)計算機RISC，其指令系統(tǒng)的最大特點是什么？減少指令種類的一種有效做法是指令的替代實現(xiàn)，試舉例說明。 指令數(shù)目較少，一般都選用使用頻度最高的一些簡單指令。 指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。 大多數(shù)指令可在一個機器周期內(nèi)完成。 通用寄存器數(shù)量多，只有存數(shù)指令或取數(shù)指令訪問存儲器，而其余指令均在寄器之間進行操作。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前最活躍的程序塊和數(shù)據(jù)的高速、小容量的存儲器。答案: 解：[x]原=，[y]原=計算過程如下：∴　P4= , zs=1⊕0=1 故　[xy]原=所以：xy =－22．第27題 存儲器容量為64M字，字長64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進行組織。（8107）=64107（位/S）交叉存儲器帶寬是：W1=q/t1=512247。24．第18題 按中斷源與CPU的關(guān)系不同，中斷可分為內(nèi)中斷和外中斷兩大類，試說明這兩類中斷一般包括哪些方面的中斷。磁盤機上存放著250個文件，每個文件的平均長度為10MB。問； (1) 檢查并更新所有文件需要占用多少時間?(2) 若磁盤機的旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸速率都提高一倍，檢查并更新全部文件的時間又是多少?答案: 解：(1) 每次磁盤讀或?qū)懙臅r間＝找道時間+等待時間+數(shù)據(jù)傳輸時間，故總的文件更新時間為(2) 若磁盤機的旋轉(zhuǎn)速度提高一倍，則平均旋轉(zhuǎn)等待時間縮短為10毫秒；若磁盤機的數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍，則變?yōu)?000B/ms，故總的文件更新時間為 23．第28題 2）（1024K/256K）（32/8）= 16（片）； 24．第18題 馮?諾依曼型計算機主要由哪幾個功能部件組成？簡述它們的主要功能。此外，硬設(shè)備還有控制臺，電源等。答案: 答：其特點是有公共時鐘。其特點是無公共時間標準。異步定時方式具有可靠性高，適用于存取時間不同的部件之間的通信。26．第24題 完整的計算機指令系統(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。1）功能：M－M、R－R、M－R。①. 算術(shù)運算指令定點浮點加減乘除、求補、算術(shù)移位、比較等。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。27．第25題 精簡指令系統(tǒng)計算機RISC，其指令系統(tǒng)的最大特點是什么？減少指令種類的一種有效做法是指令的替代實現(xiàn)，試舉例說明。 指令數(shù)目較少，一般都選用使用頻度最高的一些簡單指令。 指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。 大多數(shù)指令可在一個機器周期內(nèi)完成。 通用寄存器數(shù)量多，只有存數(shù)指令或取數(shù)指令訪問存儲器，而其余指令均在寄器之間進行操作。式中：tc Cache存儲周期，tm 主存存儲周期 教師未批改25．第19題 程序中包括指令和要處理的數(shù)據(jù)，在執(zhí)行時先必須調(diào)到內(nèi)存中才能執(zhí)行，CPU直接從內(nèi)存中將指令或數(shù)據(jù)取來并加以執(zhí)行的。答案: 答：取指周期中從內(nèi)存讀出的信息流是指令流，它流向控制器；而在執(zhí)行器周期中從內(nèi)存讀出的信息流是數(shù)據(jù)流，它由內(nèi)存流向運算器。答案: 答：其特點是有公共時鐘。其特點是無公共時間標準。異步定時方式具有可靠性高，適用于存取時間不同的部件之間的通信。27．第23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？答案: 答：(1)相容性是可能同時出現(xiàn)的微命令, 相斥性是不能同時出現(xiàn)的微命令。缺點：微指令字太長，位信息利用率低。 C、混合表示法: 把直接表示法和編碼表示法相混合使用。答案: 答：三地址指令OP A1A2A3指令意義：(A1) OP (A2) 224。 AC AC——累加器，例如 LDA 48，執(zhí)行（48）224。 ②對于雙操作數(shù)指令，（AC）OP（A）→AC 。OP A1A2A3OPA1A2OPA1．第2題 鎖存器屬于（　　）部分。 答案:C3．第4題 存儲周期是指( )。 答案:D5．第6題 中斷系統(tǒng)的功能是由（ ）實現(xiàn)的。 答案:A7．第15題 中央處理器是指（　?。?。（主存）在指令中 答案:A9．第24題 微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是（ ）。答案: A 寄存器 B 內(nèi)存 11．第8題 在計算機總線中，數(shù)據(jù)的傳送有二種基本方式：串行傳送和 A 傳送。答案: A并行 B 數(shù)據(jù)從低位開始逐位依次傳送的方式 12．第9題 在微程序控制器中， A 用來存放實現(xiàn)機器指令系統(tǒng)功能的微程序，它一般是高速的 B 存儲器，這個存儲器的地址稱為微地址。答案: A 程序計數(shù)器 B 程序狀態(tài)字寄存器 15．第12題 電子數(shù)字計算機系統(tǒng)是由　 A 　和　 B 　兩大部分組成的，兩者缺一不可。答案: A 順序?qū)ぶ贩绞? B 跳躍尋址方式 17．第14題 機器的字長通常是固定的，對于任何一個可表示的數(shù)，字長中的每一位都要填入“1”或“0”。答案: A 00010100 B 11101100 19．第17題 在微型機中，隨著超大規(guī)模集成電路和機器結(jié)構(gòu)的發(fā)展，中央處理器中不僅包含了控制器和 A ，而且把 B 也集成于同一塊CPU芯片中。 答案: 22．第27題 某磁盤里，平均找道時間為TS=10毫秒，平均旋轉(zhuǎn)等待時間TL=5毫秒，數(shù)據(jù)傳輸速率為40MB/s?，F(xiàn)在需將所有文件逐一讀出并檢查更新，然后寫回磁盤機，每個文件平均需要1毫秒的額外處理時間。103]= (MIPS)24．第19題 答案: 各級存儲器承擔的職能各不相同。 答：目前的計算機系統(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。其中cache主要強調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運算速度相匹配；外存儲器主要強調(diào)大的存儲容量，以滿足計算機的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷冢顾苋菁{系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。 設(shè)計計算機啟停電路的要求： 1）啟動時一定要從第一個節(jié)拍電位的前沿開始工作； 2）停機時一定要在指令最末一個節(jié)拍脈沖結(jié)束后，才關(guān)閉時序發(fā)生器。C、每個字段的位數(shù)不能太多（2~4位）。 (2) A、直接表示法 優(yōu)點：簡單，直觀，快速。 B、編碼表示法 優(yōu)點：微指令字長適中，譯碼器不龐大，能實現(xiàn)并行操作，速度較快。28．第26題 完整的計算機指令系統(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。1）功能：M－M、R－R、M－R。①. 算術(shù)運算指令定點浮點加減乘除、求補、算術(shù)移位、比較等。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。作業(yè)1．第3題 主存存儲單元是指( )。 ）的內(nèi)容，所以一旦數(shù)據(jù)傳送完畢，主機可以立即繼續(xù)原程序的執(zhí)行。 答案:D4．第8題 鎖存器屬于（　　）部分。 答案:C6．第13題 中斷系統(tǒng)的功能是由（ ）實現(xiàn)的。諾伊曼思想的是（ ）。 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 控制存儲器 B 只讀存儲器 14．第9題 答案: A 4或5 16．第11題 計算機機器指令的基本結(jié)構(gòu)主要有 A 和 B 兩部分。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 一次寫入 B 可重寫 20．第22題 若某計算機的指令系統(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%，求該機的平均指令執(zhí)行時間是多少ns，平均運算速度為多少MIPS（百萬條指令每秒）？答案: 解：平均運算時間： T=415%+512%+330%+78%+620%+815% = (ns)平均運算速度：v=1/T=1/[(109)247。答案: 解：x= y=－[X]補＝, [Y]補＝, [Y]補＝ [X+Y]補＝+＝ 無溢出 X+Y＝ [XY]補＝+＝ 溢出 XY＝+ 1補＝補＝補＝＝＝補＝＝＝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。25．第21題 什么是同步定時，異步定時？比較它們的優(yōu)缺點。（1）同步定時，總線上所有部件都在公共時鐘線上的同步信號協(xié)調(diào)下工作。異步定時，總線上的設(shè)備（部件）有各自的時鐘，它們之間通常采用“應(yīng)‐答”方式進行通信。（2） 同步定時方式具有較高的傳輸頻率，但不適合存取時間差別大的設(shè)備之間的通信。但傳輸效率較低。答案: 答：馮?諾依曼型計算機的硬件主要有：1）存儲器，其功能是存儲程序和數(shù)據(jù)信息；2）運算器(ALU)，實現(xiàn)算術(shù)運算和邏輯運算功能的部件，其功能有運算即完成數(shù)字信息的加工和寄存、移位等；3）控制器(Control Unit)，向計算機各部件發(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)，輸出計算機的有關(guān)信息及運算結(jié)果等；5）適配器（I/O接口）： I/O設(shè)備與主機之間互相連接(緩沖)的部件。27．第25題 答案: 各級存儲器承擔的職能各不相同。 答：目前的計算機系統(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。其中cache主要強調(diào)快速存取，以便使存取速度和CPU的運算速度相匹配；外存儲器主要強調(diào)大的存儲容量，以滿足計算機的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當?shù)拇鎯θ萘亢痛嫒≈芷冢顾苋菁{系統(tǒng)的核心軟件和較多的用戶程序。BG按優(yōu)先級由高至低依次傳送的總線查詢方式。(2)計數(shù)器定時查詢方式。(3)獨立請求方式。作業(yè)1．第3題 若x補=，則x原=（ ）。:A3．第5題 為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用（ ）。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（ ）。 ）。 答案:A8．第16題 某計算機中控制存儲器的容量是51232位，微程序可在整個控制存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，則微地址寄存器所需的最小位數(shù)是（　?。? 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 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 與CPU交替訪存 B CPU暫停訪問 15．第11題 答案: A 4或5 16．第12題 菊花鏈式查詢方式的主要缺點是，離中央仲裁器越遠的設(shè)備，獲得總線控制權(quán)的幾率就越 A 。小 18．第18題 若浮點數(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，則浮點數(shù)表示數(shù)的范圍取決于浮點數(shù) A 的位數(shù)，而精度則取決于 B 的位數(shù)。103]= (MIPS)22．第26題 設(shè)字長為32位的二進制浮點數(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)分別用移碼和補碼表示，基數(shù)R＝2。答案: 解：規(guī)格化數(shù)的表數(shù)范圍：(R=2) 正數(shù)為：251221 ～ 2