计算机组成原理课后答案唐朔飞第二版之欧阳与创编

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1、欧阳与创编2021.03.08弟一章计算机菜统概论时间：2021.03. 08创作：欧阳与欧阳与创编2021.03.081. 什么是计算机菜统、计算机硬件和计算机钦件？硬件 和钦件哪个更重要？解：P3计算机菜统：由计算机硬T牛菜统和钦件菜统组庆的 综合体。计第机硬件：指计莫机中的电子线路和扬理装置。计第机钦件：计第机运行所需的法度及相耒赍料。硬件和钦件在计算机累统中相互依存，缺不庆， 因此同样重要。5.冯诺依燮计算机的特庶是什么？解：冯诺依燮计第机的特点是：P8 计莫机由运第器、控制器.存储器、输入设备、 输岀设备五年夜部件组庆；指令和数据叹同同尋证置寄存于存储器內，养可 以按也址拜访； 指令

2、和数据均用二迸制暗示； 指令田操纵码.如址码两年夜部分组庆，操纵码用来暗示操纵的牲质，地址码用采暗示操纵数在 存储器中的辰置； 指令在存储貉中顺序寄存，逋常自动顺序取曲抗 行； 机器叹运算器为中心f原绐冯诺依燮机丿。7. 解释下列概念：至机、CPUv至存、存储单伍、存储元件、存储基元、 存储元、存储字.存储字長.存诸容量、机貉字長、 指令字長。解：P910壬机：是计算机硬件的至体郃分，m cpu和至存储 器MM合廉为至机。CPU：中兴处理器，是计算机硬件的核心邰件，田 运莫器和控制貉组廉；C早期的运算器和控制器不在同 芯片上，现在的CPU內除舍有运莫骼和控制骼外还 集庆T CACHE儿主存：计

3、算机中寄存正在运行的法度和数据的存储 骼，为计第机的壬要工年存储貉，可甑机存取；田存 储体、各种逻辑郃件及控制电路组庆。存储单任：可寄存个机器字弄具有特定存诸如址 的存储单辰。存储元件：存谄辰二迸制信良的牛多理元T牛，是存 储器中最小的存谄单T迂，又叫存储基元茨存储元，不 克不及单独存取。存储字：个存储单伍所存二进制代码的逻辑单 To存储字長：个存储单佞所存二迸制代码的辰数。存储容量：存储器中巧存二迸制代码的惑量；C通 常至.辅存容量分隔描连儿机器字長：指CPU次能处理的二迸制数据的伍 数，通常芳CPU的寄存器T迂数有关。指令字:&：条指令的二迸制代码辰数。8. 解释下列英文缩写的中文舍义：C

4、PU. PC、IR、CU. ALUs ACC、MQ. X、MAR.MDRv I/O. MIPS、CPR FLOPS解：全面的回承诺分英文全称.中文名、功能三部分。CPU： Central Processing Unit,中兴处理机（器）, 是计算机硬T牛的核心邰件，至要田运莫器和控制器组 庆。PC： Program Counter,法度计数器,其功能是寄 存叹后欲抗行指令的如址，养可自动计数彤庆下_条 指令也址。IR： Instruction Register,指令寄存器，其功能是 寄存叹后正在执行的指令。CU： Control Unit,控制单辰C郃件丿，为控制器 的核心郃件，基功能是产主微

5、操纵命令序列。ALU： Arithmetic Logic Unit,第术逻辑运算单伝， 为运算器的核心郃T牛，其功能是迸行算木、逻辑运算。ACC： Accumulator,索加器,是运算器中既能寄 存运算前的操纵数，只能寄存运第结慕的寄存骼。MQ： MultiplierQuotient Register,乘商寄存器， 乘法运第时寄存乘数.除法时寄存商的寄存器。X：此字參坎有专指的缩写含义，可叹用乍任 部件名，在此暗示操纵数寄存器，即运算器中工乍寄 存器宅一，用来寄存操纵数；MAR： Memory Address Register,存储器也址寄 存器，在至存中用来寄存欲拜访的存储单區的也址。MD

6、R： Memory Data Register,存储器数据缓冲 寄存器，在至存中用来寄存从某单伍读曲“茨要写入 某存储单辰的数据。I/O： Input/Outputequipment,输入/输岀设备，为 输入设备和输凹设备的愆称，用于计莫机内郃和外界 信 息的转換与传送。10. 指令和数据都存于存储器中，计第机如阿区分它TH?解：计莫机区分指令和数据有叹下2种來法：通过不合的时间段来区分指令和数据，即在取指 令阶段C茨取指微法度丿取岀的为指令，在抗行指令 阶股f茨相应微法度丿取凹的即为数据。通过也址来源区分，由PC提供存储单T迂地址的 取凹的是指令，田指令地址码郃分提供存睹单伍也址 的取曲的是

7、操纵数。弟2章计算机的庆:及应用1. 通常计算机的更新换代叹什么为侬据？普：P22至要叹组庆计算机聂茶电路的元器件为依据，如 电子管.晶体管、集庆电路等。2. 举例疣明专用计第机和通用计第机的区列。答：依照计莫机的畝率、速度.价格和运行的经济性 和实用眶刁叹将计算机刘分为通用计算机和专用计算 机。通用计莫机适应惟强，便牺枝T玫率.速度和经 济性，而专用计算机是最有玫.最经济和最快的计算 机，便适应性很差。例如个人电脑和计算器。3. 什么是摩尔定律？该定律是否來运主玫？为什么？答：P23,否，P36弟3章柔统愆线1.什么是线传输有冋特庶？为滅轻愆线负载，愆线上的邰件应具备什么特点？答：P41.愆

8、线是多个部件兴享的传输邰T牛。愆线传输的特点是：某时刻只能有路信良在 愆线上T专输，即分时便用。为T濒轻愆线负载，惑线上的邰件应通辽三走駆 动缓冲电路与愆线连通。4. 为什么要设置惑线判优控制？罕兄的集中武:愆线控 制有几种？各有何特点？哪种方法响应时间最快？哪 种方法对电路枚障最歎塑？答：惑线判优控制解决多个邰件同时申请愆线时的咬 用权分派问题；罕兄的集中玫愆线控制有三种：链武:重询、计数 器按时重询.自力请来；持点：链玫直询方法连线简单，易于扩充，对电 路欽障最歎翅；计数器按时直询方法优先级设置较灵 活，对欽障不敏虧，连线及控制邀程较疣杂；自力请 来方法速度最快，便硬件器件用量年夜，连线多

9、，本 线较宫。5. 解释下列概念:是线宽度、惑线带宽、用、 愆线的壬设备C茨至蟆块丿、愆线的从设备C奏从模块人 愆线的传输周期和愆线的通愴控制。答：P46O愆线宽度：通常指数据愆线的根数；愆线带宽：愆线的数据传输率，指单辰时间内惑 线上传输数据的伍数；愆线夏用：指同一条信号线可叹分时传输不合的 信号。愆线的至设备f至模块丿：指次惑线传输期间，拥有愆线控制权的设备（摟块）;愆线的从设备f从模块丿：指次愆线传输期间，配合主设备宦庆数据传输的设备（模块）,它只能至动 接受主设备发来的命令；愆线的传输周期：指是线宪庆次宪整而可靠的T专输所需时间；愆线的通信控制：指是线传送辽程中双方的时间 配合方法。6

10、. 贰比较同步通信和舁步通信。11. 画个具有双向传输功能的慈线逻辑图。答：在惑线的两踹辨列配置三愆门，就可叹仗慈线具 有双向T专输功能。12. 设数据是线上接有A、B、C、D四个寄存器，要未 逹用合适的74菜列芯片，宪廉下列逻辑设计：() 设计个电路，在同时间实现 D-A、DB 和D-C寄存器间的T专送；(2) 设计个电路，实现下列操纵：T0时刻宅庆D-愆线；T1时刻完庆愆线A；T2时刻完庆A-*愆线；T3时刻完庆愆线B。解：C1丿由T掀开三愆门将D寄存器中的內容送至愆 线bus,由cp豚冲同时将越线上的数据打入對 A. B. C寄存器中。T和cp的时间夬粟如图()所示。图()C2丿三愆门1

11、受T0 + T1控制，叹确保T0时刻D 愆线，以及T1时刎愆线一接收门1-AO三态门2受 T2 + T3控制，叹确保T2时刻A-惑线，叹及T3时刻 恋线接收门2-Bo TO. Tl、T2v T3波形图如图C2J 所示。图弟四章3.存储器的条理结构至契体现在什么处所？为什么要 分这些条理？计第机如何管理达些条理？答：存储骼的条理结构主要体现在Cache至存和壬存 辅存这两个存储条理上。Cache至存条理在存储菜统中至要对CPU访存起 加速年用，即从整体运行的玫耒阐发，CPU访存速度 加快，接近于 Cache的速度，而寻址空间和辰价却接 近于至存。至存辅存条理在存储菜统中至要超扩容乍用，即 从法度

12、员的角度看，他所便用的存储器其容量和辰价 接近于辅存，而速度接近于至存。综合上述两个存储条理的佑用，从整个存储栗统 来看，就迭對了速度快“容量年夜、辰价低的优丫匕玫o至存与CACHE M间的信息调度功能全部田硬件 目动宪庆。而至存与辅存条理的调度目前广迄采取虛 拟存诸技木实现，即将壬存与辅存的一邰分通辽钦硬 结合的技木组庆虛拟存储器，法険灵可吱用达个比至 存实际空间C牛多理也址空间丿 年夜很多的虛拟也址空 间C逻辑也址空间丿 编程,当法度运行时，再田钦 硬 件自动配合宅庆虛拟如址空间与至存实际牛多理空间 的转換。因此，达两个条理上的调度奏转換操纵对法 度员来 珈都是透明的。4.疣明存取周期和存

13、取时间的区列。解：存取周期和存取时间的至要区列是：存取时间仄 为宪庆次操纵的时间，而存取周期不但包含操纵时 间，还包含操纵后线路的恢夏时间。即：存取周期=存取时间+恢夏时间5什么是存储器的带宽？若存储器的数据怠线宽度为 32辰，存取周期为200ns,则存诸器的带宽是几多？ 解：存储器的带宽指单T迂时间內从存储器迸凹信息的 最年夜数量。存储器带宽=1/200ns x32辰=160M 辰/秒=20MB/ 秒=5M字/秒注怠：字兴32伍，不是16辰。C注：lns=109sJ6.某机字:&为32辰，其存谄容量是64KB,按字编址 它:的寻址观複是几多？若至存叹字节编址，试画凹主 存字也址和字节也址的分

14、派情况。解：存储容量 64KB时，按字节编址的寻址观模就是欧阳与创编2021.03.0864K/ C32/8 丿=16K至存字地址和字节也址的分派情况：f略儿7. 个容量为16KX32T迂的存储貉，其地址线和数据线 的惑和是几多？拔逹用下列不合观格的存储芯岸时， 各需要几多岸？1Kx4 佞，2Kx8 佞，4Kx4 辰，16Kxl 医，4Kx8 医，8Kx8 伍解：也址线和数据线的恋和=14+ 32 = 46桓； 逹撵不合的芯片时，各需要的岸数为：1Kx4： C16Kx32J /ClKx4J = 16x8= 128 片2Kx8： C16Kx32J /C2Kx8J = 8x4 = 32 岸4Kx4

15、： ri6Kx32J /C4Kx4J =4x8 = 32 岸16Kxl： fl6Kx32J /C16KX1J = 1x32 = 32 片4Kx8： C16Kx32J / C4Kx8J =4x4= 16 片8Kx8： C16Kx32J /C8Kx8J =2x4 = 8 片8. 贰氏较静愆RAM和静愆RAM。菩：略。C参看课件丿9. 什么叫耐新？为什么要刷新？旎明耐新有几种來 法。解：耐新：对DRAM 按期迸行的全郃重写过程;刷新原因：因电容從漏而引超的DRAM 所存信良的 衰濒需要及时弥补，因此安插了按期耐新操纵；经常便用的刷新冰法有三种：集中武:、分离玩舁 步天。集中武:：在最年夜耐新间隔时间

16、內，集中安插段 时间进行耐新，存在CPU访存死时间。分离武:：在枣个读/写周期宅后扳岀个耐新周期， 无CPU访存死时间。舁步武:：是集中武:和分离武:的折衷。10. 半导体存储器芯岸的译码駆动方法有几种？解：半导体存谄器芯岸的译码駆动方法有两种：线逹 法和重合法。线逵法：也址译码信号只逵中同一个字的所有辰， 结构简单，茨器材；重合法：地址分行、列两邰分译码，行、列译码线 的交叉点即为所逹单虚。这种办法逋过行、列译码信 号的重合来逹址，也秫矩阵译码。可年夜年夜节省器 材用量，是最经常废用的译码駆动方法。11. 个8Kx8辰的靜走RAM 芯片，其內郃结构排列=n+k+l J设校验佞辨列为cK c2

17、v c3,则汉明码兴4+3=7佞，即：Clc2b4c3b3b2bl校验辰在汉明码中辨列处于第K 2、4辰cl=b 4 b3 blc2=b4 b2 b 1c3=b3 b2 bl1100时,c3c2cl=011,汉明码为HlOlOOo为有玫信息为1101时，c3c2c 1 = 100,汉 明码为OOlllOlo1110时，c3c2cl=101,汉明码为lOllllOo为有致信良为1111时,c3c2cl=010,汉明码为OllOlllo18.巳知收到的汉明码C按配谣原则配置丿为HOOlOOv110011K 1100000、1100001,检章上连代码是否岀错？ 弟几區凹错？解:假设接收彩的汉明码为

18、:Clc2b4c3b3b2bl纠错过程如下：Pl=cr b4b3P2=c2 b4b2P3=c3 b3b2如棗收對的汉明码为1100100,m p3p2pl=011,说明代码有错，第3伍Cb4J凹错,有玫信良为：1100如棗收對的汉明码为1100111,则 p3p2pl = lll,说明代码有错，第7伍(bV)岀错,有玫信良为：0110如棗收到的汉明码为1100000,则 p3p2pl = 110,说明代码有错，第6伍Cb2J岀错,有玫信良为：0010如棗收對的汉明码为1100001,P3J p3p2p 1=001,说明代码有错，第1佞(eV)凹错，有玫信良为：000122.某机字辰16丘，懺例

19、的存储空间为64K字，若想不改用基他高速的存储芯序，而侯访存建度提高彩8 倍,刁采细什么來法？画图疣明。解：若想不改用宫速存储芯岸，而T更访存速度捉高對8 倍,可采纳八体交叉存取技木，8体交叉拜访时序如下 图：18.什么是“法度拜访的局郃惟？存储菜统中哪级 采取了法度拜访的局郃牲原理？解：法度运行的局郃牲原理指：在小段时间內，最 近被拜访辺的法度和数据很可能再次披拜访；在空间 上，达些拔拜访的法度和数据注往集中在小岸存储 区；在拜访顺序上，指令顺序执行比萍移巩行的可能 牲年夜（年夜约5:1 ）o存储菜统中CacheS存条理采 取了法度拜访的局部性原理。25. Cache黴在CPU芯片內有什么好

20、处？倍指令Cache 和数据Cache分隔只有什么好处？菩：Cache M在CPU芯岸內主要有下面几个好处：1J可提高外部愆线的利用率。因Cache在CPU 芯岸內，CPU拜访Cache时不決占用外郃愆线。2）Cache不占用外部惑线就竜味着外郃愆线可更 多地支持I/O设备与至存的信良T专输，增强TT衆统的整 体畝率。3）可提喬存取速度。因为Cache与CPU M间的数 据通路年夜年夜缩短，枚存取 速度得叹提高。将指令Cache和数据Cache分隔有如下好处：1J可支苻超前控制和流水线控制，有利于达类控 制方法下指令预取操纵的宅廉。2）指令Cache刁用ROM实现，叹趕高指令存取 的可靠性。3

21、J数据Cache对不合数据类垫的支持更为灵活,既可支捋蹩数C例32辰丿，也可支荷浮辰数据f如64弥补：Cache结构改进的弟三个冰法是分级实现，如二级 缓存结构，即在岸內Cache CL1J和壬存M间再设个 片外Cache CL2丿，片外缓存既刁叹弥补岸內缓存容量 不救年夜的缺点，只可在至存与片內缓存间起到平猜 速度差的年用，力口速岸內缓存的调入调岀速度。30.个组相连映射的CACHE 64块组庆，毎组內 包含4块。壬存包舍4096块，每块田128字组庆，访 存地址为字也址。试问至存和高速存储器的也址各为 几辰？画岀至存地址格天。解：cache 组数：64/4=16, Cache 容量为：64

22、*128=213 字，cache地址13伍至存兴分4096/16=256区，参区16块至存容量为：4096*128=219字，至存地址19伍，也址裕武:如下：主存字块标识表记标帜组地址（4位）字块内地址（7位）(8位)弟六章12.设浮点数格天为：阶码5辰C舍1辰阶简丿，尾数 11辰(含1伍数符丿。写岀51/128、27/1024所对应的 机器数。要来如下：()阶码和尾数均为原码。(2) 阶码和尾数均为补码。(3) 阶码为移码，尾数为补码。解：据题慰画岀该睜庶数的裕武:：阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十迸制数铃換为二迸制：xl=51/128=0.0110011B=21* 0.110 011

23、Bx2=27/1024=0.0000011011B =25*(0.11011BJ则叹上各数的睜点规格化数为:() xl浮=1, 0001； 010 011 000 0x2;=l, 0101 ； 1.110 1100000xl浮=1, 1111 ； 0.110011 0000x2浮=1, 1011 ； 1.001 010 000 0(3) xl浮=0, 1111 ； 0.110011 0000x2浮=0, 1011； 1.001 010 000 016.设机骼数字長为16辰，写岀下列各种情况下它能 暗乖的数的观模。设机貉数采取一T迂符号辰，毬原均 用十迸制暗乖。()无爸号数;(2) 原码暗示的定

24、点小数。(3) 补码暗示的定点小数。C4J补码暗示的定点整数。(5) 原码暗示的定点整数。(6) 浮眾数的格玩为：阶码6辰C舍1辰阶符丿， 尾数10伝(含1辰数符丿。辨列写曲其正数和正数的暗 示观模。C7J睜点数裕武:同(6),机器数采取补码观裕T匕 形武:，辨列写曲其对应的正数和正数的専值观模。解:C1丿无符号整数：0216 1,即：65535；无爸号小数：01 216，即：00.99998；C2丿原码定点小c：l+2151 215，即：0.99997.99997(3 )补码定点小数： 11 215 ,即：10.99997(4J补码定点整数：215215 1 ,即：3276832767(5)

25、 原码定点整数：215+ 12151 ,即：3276732767(6) 据题意画曲该浮原数裕玩，当阶码和尾数均 采取原码，非观格7匕数暗示时：最年夜正数=1, 11 111 ; 1.000 000 001 ,即 29231最小正数=0, 11 111； 1.111 111 111,即 C129丿231则正数暗示规模为：C129J23129 231最年夜正数=0, 11 111； 011 111 111,即(129)231最小正数=1, 11 111 ； 0.000 000 001,即 29 231则正数暗示规模为：29 231 C129J231(7) 当机器数采取补码规裕7匕形玫时,若不考虑

26、隐藏辰，则最年夜正数=1, 00 000； 1.011 111 111,即 21232最小正数=0, 11 111； 1.000 000 000,即 1231则正数暗示观模为：1231 21232最年夜正数=0, 11 111； 0.111 111 111,即 129；231最小正数=1, 00 000 ； 0.100 000 000,即 21232则正数暗示规模为：21232 C129J23117设机貉数字辰为8伍C包含迂苻号丘力对下列各 机器数进行第木左移辰、两區，第木右移Hv两 医，讨Y仑结棗是否正确。xl原=0.001 1010； yl补二0.101 0100； zl反=1.01011

27、11；x2原=1.110 1000； y2补=1.1101000； z2庆=1.1101000；x3原=1.001 1001 ； y3补=1.001 1001 ； z3反=1.0011001 o解：第术左移迂：xl原=0.011 0100；正确 x2原=1.101 0000；溢岀x3原=1.011 0010；正确yl补=0.010 1000；溢岀岀错欧阳与创编2021.03.08y2补=1.101 0000；正确 y3补=1.011 0010；溢凹 zl庆=1.101 1111；溢凹z2厌=1.101 0001；正确z3庆=1.0110011；隘出凹错算术左移两丘:xlM=0.110 1000

28、；正确x2原=1.010 0000；溢曲C丟11丿凹错x3原=1.1100100；正确yl补=001 0000；溢凹C 丟 10Jy2补=1.010 0000；正确y3补=1.1100100；溢出C丟00丿凹错zl反=1.011 1111；溢凹C丟01丿z2反=1.010 0011；正确z3反=1.1100111；溢岀(丟00丿凹错算木右移一T迂：xl原=0.000 1101 ；正确x2原=1.011 0100；正确x3原=1.000 1100(1)；丟 1,产圭误差yl补=0.010 1010；正确y2补=1.111 0100；正确y3补=1.100 1100(1)；丟 1,产窦蹊蓑zl反=

29、1.101 0111；正确z2反=1.111 0100(0)；丟 0,产圭疾羞z3反=1.100 1100；正确第术右移两辰：xl原=0.000 0110 C10丿；产圭疾差x2原=1.001 1010；正确x3原=1.000 0110 C01丿；产主误差yl补=0.001 0101 ；正确y2补=1.111 1010；正确y3补=1.1100110 C01J；产主误差zl反=1.110 1011；正确z2反=1.111 1010 (00)；产圭误羞z3反=1.1100110 C01J；产圭疾羞19.设机器数字辰为8辰f舍1佞符号伍J,用补码运第观则计算下列各题。() A=9/64, B= 1

30、3/32,乖 A+B。(2) A= 19/32, B=17/128,来 AB。(3) A=3/16, B=9/32,未 A+B。C4J A=87, B=53,来 AB。(5) A=115, B=24,来 A+B。解:C1J A=9/64=0.001 0010B, B= 13/32=0.011 0100BA补=0.001 0010, B补=1.100 1100A+B补=0.0010010+ 1.1001100 = 1.1011110无魂岀A+B=0.010 0010B= 17/64(2) A= 19/32=0.100 1100B, B= 17/128=0.001 000IBA补二000 1100

31、, B补=1 110 1111, B补=0.0010001AB补二 0.1001100+ 0.0010001= 0.1011101无溢岀AB=0.101 1101B = 93/128B(3) A= 3/16=0.001 1000B, B=9/32=0.010 0100BA补=1.110 1000, B补二 0.010 0100A+B补=1.1101000+0.0100100 = 0.0001100无魂岀A+B=0.000 1100B = 3/32C4J A= 87=101 0111B, B=53=110 101BA补=1010 1001, B补=0011 0101, B补=11001011AB

32、= 10101001 + 11001011 = 01110100旎凹C5J A=115=lll 0011B,B= 24=11 000BA补=01110011, B补=1, 110 1000A+B补=01110011+11101000=01011011无魂岀A+B=101 1011B =9126.按机器补码睜点运第步调，计第x土y补.() x=2011x 0.101 100, y=2010x 0.011 100J；(2) x=2011x C0.100 010J, y=2010x fO.Oll 111J；(3) x=2101x C0.100 101J, y=2100x fO.OOl lll)0解：

33、先将x. y转換廉机器数形K：() x=201 lx 0.101 100, y=2010x 0.011 100Jx补=1, 101； 0.101 100, y补=1, 110； 1.100100Ex补=1,101,刃补=1,110, Mx补=0.101 100, My补=1.100 1001J对阶：E 补 =Ex 补+Ey补= 11,101+00,010=11,11K0,应 Ex 向 Ey 对齐，则：Ex补+1=11,101 +00,001=11, 110 = Ey补x补=1, 110； 0.010 1102)尾数运算:Mx补 +My补=0.010 110+ 11.100100=11.1110

34、10Mx补 +My补=0.010 110+ 00.011100=00100103丿结耒观.格丫匕：x+y补=11, 110； 11.111 010=11,011 ； 11.010欧阳与创编2021.03.08X刃补=11, 110； 00.110010,巳是规裕T匕数。4J舍入：无5）溢岀：无则：x+y=2101x C0.110 000Jxy =2010x0.110 010（2） x=2011x C0.100010J ,y=2010x rO.OlllllJx补=1, 101； 1.011 110, y补=1, 110； 1.1000011）对阶：过程同（1）的1丿，则x补=1, 110； 1.

35、101 1112）尾数运算：Mx补+My补二 11.101111+ 11. 100001 =11.010000Mx补+My补二 11.101111 + 00.011111 =00.0011103丿结柔规格丫匕：x+y补=11, 110； 11.010 000,巳是观格T匕数X刃补= 11, 110； 00.001 110 =11 , 100；00.111000 （尾数左规2次，阶码痢2丿4J舍入：无5J溢凹：无则：x+y=2010x CO. 110 000Jxy =2100x0.111 000(3) x=2101x 0.100 101J ,y=2100x 0,应 Ey向Ex对齐，则：E刃补+1

36、=00, 100+00, 001=00, 101=Ex补y补二0, 101； 1.111 000 C1J2)尾数运算:Mx补+My补=11.011011+ 11.111000 fl J =11.010011 ()Mx补+My补=11.011011+ 00.000111 C1J =11.100010 C1J2)结棗观裕Y匕：x+y补=00, 101 ； 11.010011 (), W是观裕1匕数xy补=00, 101； 11.100010 ru =00, 100；11.000 101 C尾数左观1次，阶码喊1丿4) 舍入：x+y补=00, 101； 11.010011 C 舍丿xy补不变5) 隘

37、凹：无则：x+y=2101x CO. 101 101Jxy =21 OOx fO.lll 011J32.设机器字長为16辰，辨列按4、4v 4v 4和5、5v3、3分组后，()画曲按两种分组计刘的单重分组弄行迸伝链框 图，养比较哪种计刘运第速度快。(2) 画凹按两种分组计刘的双重分组养行迸辰链框 图，养对这两种计对迸行兀较。(3) 用74181和74182画曲单重和双重分组的莽行 进辰琏框图。解：() 4一4一4一4分组的16辰单重分组弄行进辰链 框图兄教材286页图6.22O5533分组的16伍单重分组养行迸辰链 框图如下：(2) 4 分组的16辰双重分组弄行迸辰蜒 框图兄救材289页图6.

38、26O5533分组的16辰双重分组养行进伍链框图如下：5533分组的进伍时间=2.5ty3=7.5ty ；4444分组的迸辰时间=2.5ty 3=7.5ty ；可兄，两种分组计刘最長加法时间相同。结枪：双重分组弄行进任的最妖.迸辰时间只与组 数和级数有秃，与组內區数充耒。C3J单重分组16伍养行加法器逻辑图如下f正逻 辑丿：注意：1J 74181芯片正、负逻辑的引脚暗泰來法；2）为强调可比性，5533分组时不考虔扇入 影响；3丿181芯岸只有最高、最低两个迸伍输入/ 输曲珞,组內进辰充引脚；4八81为4伝岸，无法5533分组，只能4444 分组；5丿单重分组跳趺迸证只用對181, TM用182

39、 的定是双重叹上分组跳跃进辰；6J单重分组跳跃进辰是养行迸佞和翠行进 辰技术的结合；双重分组跳趺逬伝是二级莽行迸佞技 术；特列注意在辰数较少时，双重分组跳趺迸佞可叹 采取全先行迸伍技木实现；伝数较多时，刁采取双重 分组跳跃迸T迂和申行迸辰技术结合实现。弟七章1. 什么叫机器指令？什么叫指令累统？为什么疣指令 菜统与机器的至要功能叹及写硬件结构宅间存在着密 切的耒系:？答：参考P300o2. 什么叫寻址方法？为什么契学冋寻址方法？答：参看P310o3. 什么是指令字長-机器字妖和存储字!ft?答：略。4. 零也址指令的操纵数来自哪里？ ？各举例疣明。答：幕地址指令的操纵数来目ACC,为隐舍约定。

40、在地址指令中，另个操纵数的也址通常刁采取ACC隐舍寻址方法获潯。5. 对二也址指令而肓，操纵数的牛多理也址可安播在什 么处所？举例疣明。菩：对二也址指令而肓，操纵数的物理地址刁安病在 寄存器內.指令中夹內存单医内等。8. 某机指令字長16佞，参个操纵数的地址码为6辰， 设操纵码反度固定，指令分为零地址.地址和二也 址三种格玫。若零也址指令有 M 条，地址指令有N 种，则二地址指令最多有几种？若操纵码伍数可变， 则二也址指令最多允许有几种？解：1J若采取定:&操纵码时，二如址指令格玩如下：OP （4 位）A1 （6 位）z26 ；、设二地址指令有K种，则：K=24MN为M=1 最小值丿，N=1

41、C最小值丿时，二地址 指令最多有：Kmax=1611=14种3)若采取变矣操纵码时，二地址指令格武:仍如1丿 所示，但操纵码長度可隨也址码的个数而变。 此时，K= 24 CN/26 + M/212 J；为 fN/26 +M/212 )1 时 CN/26 +M/212 向上取M J , K 最年夜，则二地址指令最多有： Kmax=161 = 15种C只留种编码年扩展标记用。丿9. 试比较间接寻址和寄存器间接寻址。普：略。10. 贰比较烹址寻址和变址寻址。略。11. 画曲先变址再间址及先间址再变址的寻址辽程示慰图。解：1J先变址再间址寻址过程简单示意如下：EA=(IX)+A, IX (1X)+12

42、J先间址再变址寻址过程筒单示意如下：EA=(IX)+(A), IX (1X)+116.某机壬存容量为4M 16辰，且存储字云即是指令 字矣，若该机指令菜统可完廉108种操纵，操纵码伍 数阖定，且具有直接、间接.变址、基址.相对.云 即等六种寻址方法，试回答：()画曲也址指令格 玫养指凹各字股的年用；(2) 该指令直接寻址的最年夜规模；C3J 次间址和屡次间址的寻址观揍；C4J云即数的观模C十迸制暗示丿；(5) 相对寻址的T迂移量C十进制暗示丿；(6) 上述六种寻址方法的指令哪一种执行时间最 短？哪种最長？为什么？哪种便于法度浮动？哪 种最适合处理数组问題？(7) 如可修改指令格咬指令的寻址规模

43、可扩年 夜彩4M?(8) 为T更条转移指令能转移到至存的任T迂置， 可采纳什么來法？简要疣明宅。解：C1丿 单字長也址指令裕武:：OP （7 位）M （3 位）A （6 位）OP为操纵码字段，兴7虚，可庆应108种操 纵；M为寻址方法字段，柴3医，可反应6种寻址 操纵；A为如址码字股，1673=6 Tio(2) 直接寻址的最年夜规模为26=64o(3) 由于存储字云为16辰，枚次间址的寻址规 模为216；若屢次间址，需用存储字的最高伍来区列是 否继续间接寻址，枚寻址规模为215。(4) 云即数的观模为3231 (有符号数丿，茨063 (无简号数)。(5) 相对寻址的辰移量为32310C6丿上连

44、六种寻址方法中，因云即数田指令直接给 岀，欽云即寻址的指令巩行时间最短。间接寻址在指 令的巩行阶段要屣次访存(次间接寻址要两次访存, 屡次间接寻址要屢次访存)，枚巩行时间最長。变址寻 址田于变址寄存貉的內容田用尸给定，养且在法度的 执行辽程中允许用尸修改，而其形天也址始终不变， 枚变址寻址的指令便于用尸编制处理数组间题的法 度。相对寻址操纵数的有玫也址只与叹后指令地址相 差定的伍移量，与直接寻址袒比，更有利于法度睜（1）计戈:1：为滾指令寻址观模巧扩年夜對4M, 霜要有效也址22伍，此时可将单字長如址指令的格 武:改庆双字辰，如下图示：OP （7 位）MOD （3 位）A （髙6位）A （低1

45、6位）计力二：如果仍呆取单字長指令C16伍J 格武:，为吱 指令寻址规摟扩年夜彩4M,刁通葱股寻址计对实现。 安插如下：硬件设股寄存器DS C16伍丿，用来寄存股如址。在宪庆指令寻址方法所观定的寻址操纵后，得有玫如 址EA （6辰丿，再田硬件自动完庆股寻址，最后得22 辰牛多理也址。即：牛多理也址二CDS丿 26 + EA注：段寻址方法田硬件隐含实现。在编程指定 的寻址辽程宅庆、EA产生宅后田硬T牛目动完庆，对用 尸是透明的。计刘三：在采取单字衣指令C16辰丿 格天时， 还刁通葱页面寻址计戈们更指令寻址观摸扩年夜彩4MO 安插如下：硬件設页面寄存器PR C16伝丿，用来寄存页面也 址。指令寻址

46、方法中增设页面寻址。肖需要T更指令寻 址观模扩年夜彩4M 时，编程逹撵页面寻址方法，则： EA= CPRJ IIA (有玫地址二页面也址“拼接6伍形武:也 址丿，达样获得22辰有玫也址。C8J为T更条转移指令能韩移彩至存的任虚置， 寻址规摟须迄對4M,除采取(7)计刘中的双字长 也址指令的格武:外，还可配置22辰的基址寄存器茨22 辰的变址寄存骼，便EA = (BR) + A CBR为22证的基 址寄存器)茨EA= flXJ + A(IX为22辰的变址寄存器)， 即可拜访4M 存储空间。还刁叹通辽16辰的基址寄存 器左移6辰再和形天也址 A相加，也可迭到同样的效o慈M,不管采纳何种方法，最络获

47、得的实际也址应 M 22 辰。19.某CPU內有32个32佞的通用寄存器，设计种 能容纳64种操纵的指令菜统。假设指令字:fe即是机器 字妖.，试回菩叹下问题：()如桌壬存可直接茨间接寻址，呆取寄存器一存 储器更指令，能直接寻址的最年夜存储空间是几多？ 画岀指 令裕武:养旎 明各字股的含义。(2)在满足()的前趕下，如果呆取通用寄存器 年烹址寄存器，则上述寄存器一存储器熨指令的指令 裕武:有何特点？画凹指令裕武:养指曲达类指令刁拜访多年夜的存储空间？解：()如采取RS型指令，则此指令定是二也址叹上的也址格天，指令格玫如下：OP （6 位）R （5 位）1(1 位)A （20 位）操纵码字段OP

48、x5 6伍，因为26=64；寄存器编号Rj5 5辰，因为25=32；间址辰I占1區，当1=0,存储器寻址的操纵数 为直接寻址，当1=1时为间接寻址；形天地址Ax5 20辰，可叹直接寻址220字。(2)如呆取基址寻址，则指令裕武:中应给曲聂址 寄存器号，叹指定哪一个通用寄存器用依基址寄存器。 指令裕天变庆：OP （6 位）源R(5位)I （1 位）X （1 位）目标R(5A （14 位）增加寻址持证伍X, Sr X=1时，叹目标寄存貉R 乍为基址寄存器迸行基址寻址。基址寻址可拜访存储空间为：232字。第八章1. CPU有哪些功能？画凹其结构框图养筒要说明各个 部件的乍用。答：参考P328和图8.

49、2。2什么是指令周期？指令周期是否有个固定TS?为 什么？解：指令周期是指取岀莽执行完条指令所霜的时间。田于计算机中各种指令执行所需的时间差列很年 夜，因此为了趕高CPU运行玫率，即废在同步控制的 机貉中，不合指令的指令周期長度都是不致的，e 就是疣指令周期对不合的指令来疣不是个阖定值。3. 画岀指令周期的流程图，阐发璇明图中参个子周期 的乍用。答：参看P343及图8.8。4. 设 CPU 內有下列部件：PC、IR、SPv AC、MAR、 MDR和CU。C1J画岀宪庆间接寻址的取数指令LDAX 将至 存某也址单佞 X的內容取至 AC中丿 的数据流C从取 指令开始儿(2)画凹中断周期的数据流。解

50、：CPU中的数据流向坊所采取的数据逋路结构直接 相耒，不合的数据通路中的数据流是不一样的。经常 废用的数据通路结构方法有直接连线.单双愆 线、三忌线等形武:，目前年夜多采取愆线结构，直接 连线方法仅适用于结构特刃筒单的机器中。为筒单起兄，茶题采取单慈线密题中所给部件连接起来，框图如下:地址线数据线 控制线AC() LDAX指令周期数据流程图：(2)中断周期流程图如下：注：解这道题有两个要素，首先契根据所给部件 设计好数据通路，即确定信息流动的载体。其次逹撵 好描连数据流的來法，无丫仑采取什么样的表迭方法， 其关键都要能清楚也反应数据在通路上流动的顺序， 即强调个“流字。较好的表迄方法是流程图的彤武:。 5.中断周期前是什么阶段？中断周期后又是什么阶