计算机组成原理都给对方版答案(完整版)

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1、1.1概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。1 . 2你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。1 . 3试举一个你所熟悉的计算机应用例子。略。1 . 4计算机通常有哪些分类方法 ？你比较了解的有哪些类型的计算机？。1 . 5计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。1 . 6什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响 ？答：指CPU 次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令 系统功能，数据处理精度等。1 . 7什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存

2、？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量(如字节数)。它包括主存容量和辅存容量。主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的 存储器，如硬盘，u盘等。1 . 8根据下列题目的描述，找岀最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次 。(1 )为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。(2) 计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。(3) 计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。(4) 处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么

3、的部件。(5) 嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。(6) 在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。(7) 管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。(8) 将高级语言翻译成机器语言的程序。(9) 将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。(10) 计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器(CPU)4、编译器5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机9、主存储器 10、VLSI答：(1) 8，( 2) 3，( 3) 9，( 4) 6，( 5) 2，(6) 10，( 7) 5，( 8) 4

4、，( 9) 1，( 10) 7计算机系统有哪些部分组成 ？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输岀设备五大部件构成1.9冯 诺伊曼 Von Neumann计算机的主要设计思想是什么 ？略。1.10计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？略。1.11计算机软件包括哪几类？说明它们的用途。略。1.12简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。略。1.13通过计算机系统的层次结构学习，你对计算机系统有了怎样的了解？略。第二章2 . 1数字信号和模拟信号的主要区别是什么？与模拟电路相比，数字电路有何特点？略。2 . 2二极管两端需要

5、加多大的电压才使二极管导通？答：大于二极管的正向特性存在死区电压Vr （硅二极管约为 0.7V,锗二极管约为0.2V）2 . 3三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？ 答：当输入电压Vi0,且Vi 死区电压Vr,三极管处于截止状态。当输入电压 V增大，基极电流Ib、集电极电流Ic随之增大，输入电压Vce=Vcc -IcRc不断下降，当Vce降到0.7V以下时，发射结仍正向偏置，集电结则由反向偏置转 为正向偏置，此时三极管进入饱和状态。2 . 4双极型逻辑门和单极型逻辑分别是怎样形成的？它们各有何特点？略.2 . 5实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门？答：与,或，非。2 . 6分析图2-4

6、1所示的逻辑电路图，写出表达式并进行化简。答：(a) F = A B(b) F=AD+C + BD(a)图 2-412 . 7请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。(1) F =aB BC BC AB答：f 二 Ab ac Be(2) F = AD AD AB Ac BD ACEF BEF DEFG答：F =A e BD BEF2. 8分析图2-42所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能2.8 答:AoXoX1X2X3F00XXXXX001XXXXX110XXXXX211XXXXX3图2-42是一个四选一电路2. 9分析图2-43所示的逻辑电路图，列出真值表，说明其逻辑功能答：ABC

7、FF20 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1图2 43是一个一位全加器，A, B为加数和被加数，C为低位进位，F1为和，F2为产 生的进位。(图中有错误，第4个与门的输入少了 A )2 . 10请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。(1) F =AB ABD AC BCD(2) F =AC AB BCD BCE CDE答：(1) F 二Ac AB(2) F = AB BD CE AC2. 11简述组合逻辑电路的设计过程 。略：2 .12用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。(1) F(A,B,C,D

8、)八 m(0,2,6,7,10,13,14,15)；(2) F(A,B,C,D)八 m(2,4,5,6,7,10)、(0,3,8,15)。答：(1)F = ABCD A BCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD=BC CD ABD ABD = BCCDABDABD图略。（2）F =ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABC D （AbCD ABCD ABCD ：nABCD ）=AC AB BCD = ACABBC D图略。2. 13用一位全加器组成 4位并行进位加法器，其并行进位电路应该如何实现 ？略。2. 14请画出74LS273的典型用法的接线图。2

9、. 15什么是三态门？ 一般应用在什么场合？略2 . 16计算机中常用的寄存器有哪些 ？请说明如何使用？略2. 17请说明74LS299的功能及使用方法。略2. 18请说明74LS161的功能及使用方法。略习题33 . 1求下列各数的十进制数值：（1）（ 267 . 3）8（ 2）（ BD . C）16（ 3）（ 1011011 . 101）2答：.（1 ）183.375，（2）189.75，（3 ）91.6253 . 2将下列十进制数转化为二进制、八进制和十六进制数据（小数取四位二进制有效数据）：（1）-282 . 75（ 2）123 . 46（ 3）-115/512（ 4）44 . 937

10、5答：2.序号十进制-卜六进制二进制八进制(1)-282.75-11A.C-1()0011010.1100-4326(2)123.467B.71111011.011117：L34(3)-115/512-0.388-0.001110011-0.163(4)-14.93752C.F101100.111154.743 . 3写出下列各数的原码、反码和补码，机器数长度为8位：（1）0（2）-127（ 3）-0.5（ 4）-19/128（ 5）100（ 6）23/64序号真值原码补码反码(1)0000000000()0000000000000010000000111111110.00000000.000

11、00000.00000001.00000001.1111111(2)-1271111111110000001*0000000(3)-0.51.10000001.10000001.0111111(4)-19/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.01011103 . 4写岀下列各机器数的二进制真值X：(1) X补=0.1001( 2) X补=1.1001( 3) X原=0.1101(4) X原=1.1101(5) X反=0.1011( 6) X反=1.1011

12、( 7) X 移=0,1001( 8) X移=1,1001(9) X补= 1,0000000( 10) X反=1,0000000( 11) X原=1,0000000(12 ) X 移=1,0000000答：(1)+0.1001(7)-0111-0.0111(8)+ 1001+0.1101(9)-10000000-0.1101(10)-01111111(5)+0.1011(11)-00000000(6)-0.0100(12)000000003 . 5设某机器数字长为8位，有两个数的16进制表示形式为9CH和FFH,问：若它 们分别表示为下列格式的机器数时，其对应的十进制真值是多少 ？（1）无符号

13、整数；(2)原码表示的定点整数；(3)原码表示的定点小数；(4)补码表示的定点整数；(5)补码表示的定点小数；(6)反码表示的定点整数；(7)移码表示的定点整数。数9CHFFH无符号整数+156255原码表示的定点整数28-127原码表示的定点小数-(2-2-2 -5)=0.21875-(1-2 -7)补码表示的定点整数-100-1补码表示的定点小数-(2-1+2 -2+2 -5)=0.78125-2-7反码表示的定点整数-99-0移码表示的定点整数+281273 . 6假设某规格化浮点数的尾数表示形式为Mo.MiMn,选择正确的答案写在横线上：(1)若尾数用原码表示，则尾数必须满足(2)若尾

14、数用补码表示，则尾数必须满足。A. M 0=0B. Mo=1C. M1=0D . M1=1E. Mo.M1=0.0F. Mo.M1=1.1G. Mo.M1=0.1 或M o.M1=1.0H . M0.M1=1.0答：(1 ) D ； ( 2) G3 . 7浮点数的表示范围取决于的位数，浮点数的表示精度取决于的位数，浮点数的正负取决于, 在浮点数的表示中是隐含规定的。A.数符B.阶符C.尾数D .阶码E.阶码的底答：D, C, A, E3 . 8设一浮点数格式为：字长12位，阶码6位，用移码表示，尾数6位，用原码表 示，阶码在前，尾数(包括数符)在后，则按照该格式：(1) 已知X=-25/64，

15、Y=2.875，求数据X、Y的规格化的浮点数形式。(2) 已知Z的浮点数以十六进制表示为 9F4H，则求Z的十进制真值。答：0.875=7/8(1) X= - 0.11001 X2-1, X 浮=1.11001 X2011111X 浮=0,111111,11001Y=23/8=0.10111 X22 ,Y 浮=0.10111 X2100010Y 浮= 1,000100,10111(2) Z浮=1001 1111 0100=-0.10100 X2100111Z= - 803 . 9设一机器数字长16位，求下列各机器数的表示范围：（1）无符号整数；（2）原码表示的定点整数；（3）补码表示的定点整数

16、；（4）补码表示的定点小数；（5）非规格化浮点表示，格式为：阶码8位，用移码表示，尾数8位，用补码表示（要(6)求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）；上述浮点格式的规格化浮点表示范围（要求写岀最大数、最小数、最大负数、最小正数）。6答：机器字长16位，下列各术的表示范围(1)无符号整数0216-1(2)原码定点整数-(215-1)+215- 1(3)补码定点整数-215 +215 - 1(4)补码定点小数-1 + 1- 2-15(5)、(6)阶码八位，移码表示，尾数8位，补码表示最大数最小数最大负数最小正数非规格化浮点数(1-2 -7)X2+127-1 :3D1P2PP4= D 10二D

17、9二D8 二D7二D6 二D5P3= D 10二D9二D8 二D4二D3 二D2卩2= D 10D7D6：lD4D3-D1P1= D 9 二 D7 二 D5 二 D4 二 D2 二 D1译码：S4=P4 二D10二D9 二D8二D7二D6二D5S3=P3 二D10二D9 二D8二D4二D3二D2S2=P2 二D10二D7 二D6二D4二D3二D1S1=P1 二 D9 二 D7 二 D5 二 D4 二 D2 二 D1指误字：S4S3S2S1效信息 0110111001 的海明码：011011 010011103 . 20 在3.6.2节所介绍有效信息为 8位的能纠错一位的海明码基础上，思考如何改

18、进，使其能够达到检错两位并能纠错一位的校验能力。答：略设生成多项式为X3+X+1 (即1011B)，请计算有效数据10101的CRC编码。答：10101 01013 . 21 试分析3.3节介绍的三种奇偶校验、海明校验和CRC校验三种校验码的检错纠 错能力，它们的码距各为多少？答：奇偶校验码只能检错，可检单个、奇数个错，码距=2;海明校验可以纠一位错。CRC校验可以纠一位错。3 . 22 在Motorola系列的微处理器中，数据存放在内存的规则是高位字节存放在低 地址单元的，对照图3.10写出各数据在这种情况下的存储方式。略习题44.11. (1)(2)-X补=1.0011(3)2X补=0.1

19、010溢岀(4)-2X补=1.0110溢岀X/2补=0.0110(5)注意：参见P109中的补码算术移位规则，以及P110的例4.4(6)-X/2补=1.1001(7)Y补=1.1010(8)-Y补=0.0110(9)2Y补=1.0100设 X=0.1101 ，Y= -0.0110 ，求:(1) X补(2) -X补(3) 2X补(4) -2X补(5) X/2补(6) -X/2补(7) Y补(8) -Y补(9) 2Y补(10) -2Y补(11 ) Y/2补(12) -Y/2补(13) -Y/4补X补=0.1101(10) -2Y补=0.1100(11) Y/2补=1.1101(12) -Y/2补

20、=0.0010(13) -Y/4补=0.00014.2已知X和Y,用变形补码计算 X+Y和X-Y ,并指出运算结果是否溢出(1) X=0.11011，Y=0.11111(2) X=-0.1101 ，Y=0.0110答：.(1)X补=00.11011Y补=00.11111 -Y补=11.00001X补+ Y补X+ Y补00.1101100.1111101.11010Sf1与Sf2不冋，溢出Sf1与Sf2相同，无溢出X补00.11011+ -Y补11.00001X-Y补11.11100所以:X+Y补：发生溢出X - Y补=1.11100注意：参见P107中的双符号位判溢方法原理 。(2) X+Y补

21、=1.1001X - Y补：溢出4.3试使用两个4位二进制加法器和若干逻辑门电路，设计一位余3码编码的十进制加法器。(提示：余3码加法的校正规则为：当余3码编码的两个数直接相加后，若结果 有进位，则和数加3校正；否则和数减3校正)图在word下不好画：略：4.4使用原码一位乘法计算 X*Y :(1) X=0.11101 ，Y=0.01111(2) X=-0.10011，Y=0.11010答：(1)注意：参见P114中例4.6。X原=0.11101丫原=0.01111R = Xs 二论=0二 0=0部分积0.00000乘数| Y|01111+0.111010.111010.01110+0.111

22、011.010110.10101+0.111011.100100.11001+0.111011.101100.11011+0.000001 011111 )11011 010011 00.110110.0110110011操作说明丫5=1，+| X |右移一位Y4 = 1，+| X |右移一位Y3=1，+| X |右移一位Y2 = 1，+| X |右移一位Y 1=0， +0右移一位 P原=0.0110110011 X 丫 =0.0110110011(2) X*Y原 =1.01111011104.5使用补码Booth乘法计算X*Y:(1)X=0.01111 , Y=-0.11101(2) X=-

23、0.10011 , Y=-0.11010答：(1)注意：参见P118中例4.8X补=00.01111Y补=11.00011-X补=11.10001部分积乘数 Y(Y nYn+1)操作说明00.000001.000110+ 11.10001丫5丫6=10，+- X补11.1000111.1100011.00011右移一位+ 00.00000丫4丫5=11，+011.1100011.111000 1.0001_右移一位+ 00.01111丫3丫4=01，+X补00.0101100.001011 01 1.000 _右移一位+ 00.00000丫2丫 3=00, +000.0010100.00010

24、11011.00_右移一位+ 00.00000丫1丫2=00，+000.0001000.00001011011.0右移一位+ 11.10001丫0丫1=10，+- X补11.1001001101所以：X*Y补=1.1001001101X*Y = -0.0110110011(2) X*Y补 =0.01111011104.6分别使用原码恢复余数除法和原码加减交替除法计算X/Y:(1) X=0.0111，Y=0.1101(2) X=0.1011 , Y=-0.1110答：(1) 原码恢复余数除法注意：参见P124中例4.9X原=0.0111Y原=0.1101|X|=0.0111 |Y|=0.1101

25、-|Y|补=11.0011Qs = X s 二 Ys = 0Rs = 0被除数/余数00.0111操作说明+11.001111.1010+00.110100.011100.1110+11.001100.000100.0010+11.001111.0101+00.110100.001000.0100+11.001111.0111+00.1101+00.010000.100011.001111.1011+00.110100.100000 0 0 000 0 0 0 10 0 01 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 0 00 1 0 0 00 1 0 0 0 -+-1 Y |补R0

26、0,上商1 左移一位+-| Y |补R2 0，上商 0 +| Y |恢复余数左移一位+-| Y |补R3 0，上商 0 +| Y |恢复余数左移一位+-| Y |补R40，上商 0+| Y |恢复余数所以Q原=0.1000R 原= 0.00001000原码加减交替法：注意：参见P125中例4.10X原=0.0111Y原=0.1101|X|=0.0111 |Y|=0.1101-|Y|补=11.0011Qs=Xs 二 Ys=0Rs=0商Q0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 000 0 0 0 10 0 0 i 0+11.0011+11.101011.010000.1101+00.000

27、100.001011.0011+11.010110.101000.1101+11.011110.111000.1101+11.101100.110100.10000 0 0 1 0 _0 0 1 0 00 0 1 0 00 1 0 0 00 1 0 0 0被除数/余数00.0111操作说明+-1 Y |补R0 0，上 商 1左移一位+-| Y |补R20，上商 0左移一位+| Y |R30，上商 0 左移一位+ | Y |R40，上商 0+| Y |恢复余数所以Q原=0.1000R 原= 0.00001000R原=0.00001000R原=0.00001000(2)原码恢复余数除法：Qs原=1

28、.1100 ;原码加减交替除法：Qs原=1.1100 ;4.7使用补码不恢复余数除法计算X/Y(1)X=0.0111，Y=0.1101X=0.1011，Y=-0.1110答：(1)注意：参见P128的原理和P129中例4.11采用第一种方法00.0111+11.0011+11.101011.010000.1101+00.000100.001011.0011+11.010110.101000.1101被除数/余数11.011110.1110商Q0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 河0 0 0 0 10 0 01 00 0 0 1 0 _0 0 1 0 00 0 1 0 00 1

29、0 0 1 _X补=00.0111 Y补=00.1101- |Y|补= 11.0011操作说明X补与Y补同号+- Y补R0补与丫补异号，上商0 左移一位+Y补R1补与丫补同号，上商1 左移一位+- Y补R2补与丫补异号，上商0左移一位+Y补R3补与丫补异号，上商0 左移一位，末位置 1所以0补=0.1001R补=0.00001110(2) Qs补=1.0011 ;R补=0.000011004.8设浮点数的格式为：阶码5位，尾数6位，均用补码表示，请计算X+Y和X-Y (阶码和尾数均用补码计算)。(1) X= -1.625 ，Y=5.25(2) X=15/64 ，Y= -29/256答：(1)5

30、13X =(-1.625)10 =(-1)10 =()10 =(-0.1101 201)288121Y =(5.25)1。=(5)1。=()1。=(0.10101 211)244假设Z = X+ Y, X+ Y的计算过程如下：注意：参见P139的原理和P141中例4.13。1、对阶：E =EX -EY 鬥EX布+-Ey布 = 00,0001 + 11,1101=11,1110E ：0,所以EX : Ey,需要把MX右2位，即Ex+2X布 -00,001111.11001(10)2、尾数相加MX布11.11001+ My布00.10101MX + My布00.01110Mz布二 00.01110

31、(10)3、结果规格化左归一位，阶码减1 ；结果无溢出此时的阶码和尾数为：Ez布=00,0011+11,111仁 00,0010Mz布=00.11101(0)4、舍入按照o舍1入法对尾数进行舍入,结果为：Z布=0,00100.11101假设z=xY,其计算过程如下：1、对阶E = Ex -Ey =Ex布+-Ey布 = 00,0001 + 11,1101=11,1110E ：0,所以Ex : Ey,需要把Mx右2位，即EX+2X布=00,001111.11001(10)2、尾数相减Mx布11.11001+ My布11.01011Mx -My布11.00100Mz布-11.00100(10)3、结

32、果规格化结果的尾数已经是规格化形式 ，并且无溢出，因此无需规格化4、舍入按照0舍1入发对尾数进行舍入,结果为：Z布-0,00111.00101(2) : x+丫补=1,11010.11111; X+Y=0.11111 X2 - 0011X Y补=1,11110.10110;X-Y=0.101102-00014.9 设浮点数的格式为：阶码5位，用移码表示，尾数6位，用补码表示，请计算X*Y 和X/Y (阶码用移码计算，尾数用任何一种机器数的串行乘除算法计算)。(1) X=5.25，Y= -1.625(2) X= -29/256，Y=15/64答：(1) XXY浮=1,01001.01111; X

33、*Y= 0.10001 X20100:X/Y 浮=1,00101.00111; X/Y= 0.11001 X20010(2)X和Y的补码表示为：X补=0,1101 1.00011Y补=0,11100.1111029_11X =()10 =(-0.11101 2)225615Y =()10=(0.1111 2)264假设Z= X*Y，则Z的计算过程为：注意：参见P143的原理和P143中例4.14。(1)阶码相加Ez移 二Ex + Ey移二Ex移+Ey布=00,1101 + 11,1110 = 001011阶码无溢岀(2) 尾数相乘使用Booth算法计算尾数的乘积：Mx补=11.00011 My

34、补=0.11110-M x补=00.11101部分积乘数Y(Y nY n+1)操作说明00.00000+ 00.00000+00.0000000.0000000.11101+00.1110100.0111000.00000+00.0111000.0011100.00000+00.0011100.0001100.00000+00.0001100.0000111.0001111.001000.1 1 1 1 0 0010.1 1 1 1 0100.1 1 1 10 1 00|1 1 11 0 1 0 Or 11 1 0 1 0 0.11 1 0 1 0丫5丫6=00, +0右移一位丫4丫5=10

35、, +-M x补右移一位丫3丫4 = 11 , +0右移一位丫2丫3=11 , +0右移一位丫 1丫 2=11 , +0右移一位丫 0丫 1=01 , + Mx补MxkL 1.00100 11010结果的尾数已经是规格化的因此无需再规格化(3) 结果的规格化(4) 舍入对尾数进行0舍1入，得:Z补=0 , 1011 1.00101假设Z= X/Y ,则Z的计算过程为：注意：参见P145的原理和P146中例4.15。(1)阶码相减Ez移二Ex -Ey移二Ex移+-Ey布=00,1101 + 00,0010=001111阶码无溢岀(2)尾数相除采用原码加减交替法计算尾数的商：Mx补=00.1110

36、1My 补=00.11110-|M y|补=11.00010被除数/余数商Q操作说明+11.00010+11.1111111.1111000.11110+00.1110001.1100011.00010+00.1101001.1010011.00010+00.1011001.0110011.00010+00.0111000.1110011.00010+11.1111000.1111000.1110100.11100+-|M y|补R0 0, 上 商 1 左移一位+-|M 丫|补R 2 0, 上 商 1左移一位+-|M y|补R 3 0, 上 商 1 左移一位+-|M y|补R 4 0, 上 商

37、 1 左移一位+-|M y|补R50, 上商 0+ | My|恢复余数Mz 补=0.11110(1)(3) 结果的规格化结果的尾数已经是规格化的，因此无需再进行规格化。(4) 舍入对尾数进行0舍1入，得：|Mz|=0.11111Mz原=1.11111M Z补=1.00001|Z| 补=0 , 1111 1.000014.10假设浮点数加减运算时，尾数采用变形补码(模4补码)进行运算，运算结果形式为：MS1 MS2.M1 Mn ,选择正确的答案写在横线上 ：(1)若尾数运算结果形式满足若尾数运算结果形式满足条件时，结果需要左规；若尾数运算结果形式满足条件时，结果不需要规格化；A. M siM S

38、2.M i=00.0B.MsiM S2.M i=00.1C. MsiMs2.Mi=01.0D. MsiM s2.Mi=01.1E.MsiM s2.Mi=10.0F. M siM S2.M i=10.1G. M siM S2.Mi=11.O答：(1) A, H (2)M siM S2.M i=11.1D,E,F (3) B4.ii浮点数运算的溢岀判断A.尾数是否上溢，取决于。B.尾数是否下溢C.阶码是否上溢答：CD .阶码是否下溢4.12设X补=XO.X1 Xn，X必须满足 会发生溢出。条件时,X左移一位求2X时，才不A. Xo.Xi=O.OB. Xo.Xi=i.iC. Xo.Xi =0.iXo

39、.Xi=i.O条件时，结果需要右规（1次）；答：A, B4.13设机器字长8位，若机器数 移一位后为。DAH为补码,则算术左移一位后为,算术右A. B4H 答：A, EB. B5HC. F4HD . 6DHE.EDH在计算机内，减法一般用 A.二进制减法器D .十进制加法器答：C来实现。B.十进制减法器C.二进制加法器5 设某运算器由一个加法器 工、两个暂存器A和B （D型边沿寄存器）、一个状态寄存 器、一个二选一多路选择器构成，如图4.29所示。加法器具有 F=A、F=B和F=A+B这3种功能；A、B均可接收加法器的输出，A还可以接收外部输入数据D。问：5.3描述外部数据D传送到暂存器B的过

40、程，写岀发送的信号序列。5.4如何实现操作 A+B -A和A+B -B?写出发送的信号序列。5.5可以实现操作 D+A -A和D+B -B吗？如果可以，请写出发送的信号序列。5.6若A、B均为锁存器（电平触发的寄存器），那么实现操作 A+B -A和A+B -B时 有问题吗？为什么？4.29习题4.15图示答：（1） 传送过程：D , A壬D。控制信号：S= 0 （选D）, CPA, A F=A,S=1（选D（2）A B艺F=A+B,S= 1 （选D, CPAA BDF=A+B,CPB（3）S=0（选 D）,CPA, A BD=A+B,S= 1 （选 D, CPAS=0（选 D）,CPA, AD

41、F=A+B,CPB（4）结果不对。加法器会多次运算。6 如果将例4.12中的两条指令修改如下，试写出运算结果及其标志位志的意义。MOV AL, 7FHADD AL , 80H答：（AL） =FFH ;ZF=0 :因为运算结果非零；CF=0 :因为加法运算的最高位没产生进位，OF=0 :因为C1 Cf=0 ,表明有符号数运算发生没溢出,SF=1 :因为运算结果的最高位为 1,PF=1 :结果中1”的个数为偶数个,所以PF=1 o7 如果将例4.12中的两条指令修改如下，试写出运算结果及其标志位志的意义。MOV AL, 7FHSUB AL , 1答：（AL） =7EH ;ZF=0 :因为运算结果非

42、零；,并分析各标,并分析各标CF=0 :因为加法运算的最高位没产生借位，OF=0 :因为C1 Cf=0 ,表明有符号数运算发生没溢出，SF=O :因为运算结果的最高位为 0,PF=O :结果中1”的个数为奇数个，所以PF=O。第五章5.1说明主存储器的组成，并比较 SRAM和DRAM有什么不同之处 ？为什么DRAM的地址一般要分两次接收 ？略。5.2有一个64KX 16位的存储器，由16KX1位的DRAM 芯片(芯片内是128 X128 结构)构成，存储器读/写周期为500ns，问：(1) 需要多少片 DRAM芯片？(2) 采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过 2ms，则刷新信号周期是多少？

43、(3) 如果用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少时间？答：(1) 64;(2 ) 15.625 微秒(3) 64微秒5.3某机字长16位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址， CPU的控制信号线有：MREQ# (存储器访问请求，低电平有效)，R/W# (读写控 制，低电平为写信号，高电平为读信号)。试问：(1) 该机可以配备的最大主存容量为 。(2) 该机主存采用64K X1bit的DRAM芯片(内部为4个128 X128阵列)构成最大主存空间，则共需个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为。(3) 若为该机配备2KX16位的Cache，每块8

44、字节，采用2路组相联映象，试写 岀对主存地址各个字段的划分 (标岀各个字段的位数)；若主存地址为 462EH，则该 地址可映象到Cache的哪一组？(4) 已知该机已有8K X16位的ROM存储器，地址处于主存的最高端；现在再用 若干个16K X8位的SRAM芯片形成 128K X16位的RAM存储区域，起始地址为 00000H，假设SRAM芯片有CS# (片选，低电平有效)和 WE# (写使能，低电平有 效)信号控制端；试写出RAM、ROM的地址范围，并画出SRAM、ROM与CPU的连 接图，请标明SRAM芯片个数、译码器的输入输岀线、地址线、数据线、控制线及其连 接。答：(1 ) 256K

45、W(2 ) 64,15.625 微秒主存字块标志组地址 块内地址882区号组号组内块号块内地址7812462E可以写为：00 0100 0 110 0010 1 110 ,所以，它的组号为110 0010 1 = 197(4)RAM的地址范围为：00 0000 0000 0000 0000 - 01 1111 1111 1111 1111ROM的地址范围为：11 1110 0000 0000 0000 - 11 1111 1111 1111 11115.4设有一个4体交叉存储器，在使用时经常遇到连续访问同一个存储体的情况 会产生怎样的结果？答：存储器带宽降低。5.5某计算机的存储系统由 Cac

46、he、主存和用于虚拟存储的磁盘组成 。CPU总是从 Cache中获取数据。若所访问的字在 Cache中，则存取它只需要20ns，将所访问的字 从主存装入Cache需要60ns，而将它从磁盘装入主存则需要 1200山。假定Cache的命 中率为90%，主存的命中率为60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间 。答：ta=hiti (1-h 1帕2 (1-h i)(1-h 2)t 3=20*0.9 (1-0.9)*0.6*(20+60)(1-0.9)(1-0.6)*(20+60+1200000)=48026ta=nt1 (1-h Jh2t2 (1-h J(1-h 2)t 3=20*0.9 (1-0

47、.9)*0.6*60(1-0.9)(1-0.6)*1200000=48021.65.6 CPU执行一段时间时，cache完成存取的次数为 3900次，主存完成的存取次 数为100次，已知cache的存储周期为 40ns ,主存的存储周期为 240ns。求cache/主 存系统的效率和平均访问时间？答：e=t c/t a=8/9=89%t a=40*(3900/4000)+240*(100/4000)=45ns5.7某处理器包含一片内 Cache，容量为8K字节，且采用4路组相联结构，块的 大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取 4个字到Cache，假 定主存容量为16M

48、字节。请说明：(1) Cache共分多少组？(2) 写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数； 答：(1) 128 组；(2)主存字块标志组地址 块内地址1374区号组号组内块号块内地址117245.8计算机主存容量为 256K字，Cache为8K字。主存与Cache之间按组相联映 射，Cache的每组有4个行，每行有64个字。假设开始时Cache为空，CPU按顺序从 主存地址为0，1，2，8447单元执行取操作(不命中时，采用将主存中含有该 字的块送入Cache后，再从Cache中把需要的字读出送 CPU的方法)，然后又重复执 行20次。设Cache存取时间为主存的1

49、/10。替换使用LRU算法，请计算上述操作总的 存取时间与不用Cache相比，速度提高多少倍？答：约4.965倍5.9简述虚拟存储器的含义和作用。略。习题六6 .1指令包括哪几部分？各表示什么含意？略。6. 2在一地址指令、二地址指令中，如何指定二个操作数地址 ？如何存放操作结果？ 略。6 . 3简述指令操作码的扩展技术的基本方法。略。6 . 4某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码6位。试采用操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。请给出指令 编码示意图。1.（ 7 分）14条双地址指令：操作码（4位）地址码A1（6位）地址码A2（6位）操作码：000000 00110180条单地址指令：操作码（10位）地址码A （6位）操作码:1110 XXXXXX64条中可选择前63条）1111 xxxxxx64条中可选择前 17条） 60条零地址指令：操作码（16位）操作码:1111111111 xxxxxx64条中选择60个编码即可） 其他编码方案，只要符合操作码扩展技术都可以6. 5什么是指令字长？什么是机器字长？它们之间有何关系？略：6 . 6确定寻址方式的目的是什么？略6 . 7请说明间接寻址和直接寻址的不同。