計(jì)算機(jī)組成原理(第二版)課后題答案

計(jì)算機(jī)組成原理（第二版）課后題答案第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？解：P3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的綜合體。計(jì)算機(jī)硬件：指計(jì)算機(jī)中的電子線路和物理裝置。計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序及相關(guān)資料。硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。如何理解計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)？答：計(jì)算機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件構(gòu)成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。硬件系統(tǒng)是最內(nèi)層的，它是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。系統(tǒng)軟件在硬件之外，為用戶提供一個(gè)基本操作界面。應(yīng)用軟件在最外層，為用戶提供解決具體問(wèn)題的應(yīng)用系統(tǒng)界面。通常將硬件系統(tǒng)之外的其余層稱為虛擬機(jī)。各層次之間關(guān)系密切，上層是下層的擴(kuò)展，下層是上層的基礎(chǔ)，各層次的劃分不是絕對(duì)的。說(shuō)明高級(jí)語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的差別及其聯(lián)2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)1/64系。答：機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)硬件能夠直接識(shí)別的語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言是機(jī)器語(yǔ)言的符號(hào)表示，高級(jí)語(yǔ)言是面向算法的語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序處于最高層，必須翻譯成匯編語(yǔ)言，再匯編程序匯編成機(jī)器語(yǔ)言之后才能被執(zhí)行。如何理解計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)？答：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所見(jiàn)到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，如指令系統(tǒng)、數(shù)據(jù)類型、尋址技術(shù)組成及I/O 機(jī)理等。計(jì)算機(jī)組成是指如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，包含對(duì)程序員透明的硬件細(xì)節(jié)，如組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)功能部件的結(jié)構(gòu)和功能，及相互連接方法等。馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？解：馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：P8??????畫(huà)出計(jì)算機(jī)硬件組成框圖，說(shuō)明各部件的作用及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)。答：計(jì)算機(jī)硬件組成框圖如下：計(jì)算機(jī)運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；指令和數(shù)據(jù)以同同等地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可以按地址訪問(wèn)；指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制表示；指令操作碼、地址碼兩大部分組成，操作碼用來(lái)表示操作的性質(zhì)，地址碼用來(lái)表示操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的位置；2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)2/64指令在存儲(chǔ)器中順序存放， 通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行； 機(jī)器以運(yùn)算器為中心。控制器運(yùn)算器 CPU存儲(chǔ)器接口接口輸入設(shè)備主機(jī)外設(shè)輸出設(shè)備各部件的作用如下：控制器：整機(jī)的指揮中心，它使計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件自動(dòng)協(xié)調(diào)工作。 運(yùn)算器：對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理的部件，用來(lái)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)“存儲(chǔ)程序控制”的基礎(chǔ)。輸入設(shè)備：將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受并識(shí)別的信息形式的設(shè)備。 輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人類或其它設(shè)備可以接收和識(shí)別的信息形式的設(shè)備。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有：機(jī)器字長(zhǎng)：指CPU一次能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)。通常與CPU的寄存器的位數(shù)有關(guān)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，數(shù)的表示范圍越大，精度也越高。機(jī)器字長(zhǎng)也會(huì)影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。數(shù)據(jù)通路寬度：數(shù)據(jù)總線一次能并行傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。存儲(chǔ)容量：指能存儲(chǔ)信息的最大容量，通常以字節(jié)來(lái)衡量。一般包含主存容量和輔存容量。運(yùn)算速度：通常用MIPS、MFLOPS或CPI來(lái)衡量。CPU執(zhí)行時(shí)間是指CPU對(duì)特定程序的執(zhí)行時(shí)間。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)3/64主頻：機(jī)器內(nèi)部主時(shí)鐘的運(yùn)行頻率，是衡量機(jī)器速度的重要參數(shù)。吞吐量：指流入、處理和流出系統(tǒng)的信息速率。它主要取決于主存的存取周期。響應(yīng)時(shí)間：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)特定事件的響應(yīng)時(shí)間，如實(shí)時(shí)響應(yīng)外部中斷的時(shí)間等。解釋下列概念：主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長(zhǎng)、指令字長(zhǎng)。解：P9-10主機(jī)：是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，CPU和主存儲(chǔ)器MM合成為主機(jī)。CPU：中央處理器，是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，運(yùn)算器和控制器組成；。主存：計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存?。淮鎯?chǔ)體、各種邏輯部件及控制電路組成。存儲(chǔ)單元：可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位。存儲(chǔ)元件：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位， 又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元， 不能單獨(dú)存取。存儲(chǔ)字：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)4/64存儲(chǔ)字長(zhǎng)：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的二進(jìn)制代碼的總位數(shù)。存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量； 。機(jī)器字長(zhǎng)：指 CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。 指令字長(zhǎng)：機(jī)器指令中二進(jìn)制代碼的總位數(shù)。解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、功能三部分。CPU：CentralProcessingUnit ，中央處理機(jī)，是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，主要運(yùn)算器和控制器組成。PC ：ProgramCounter ，程序計(jì)數(shù)器，其功能是存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)形成下一條指令地址。IR

：InstructionRegister

，指令寄存器，其功能是存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。

CU：ControlUnit

，控制單元，為控制器的核心部件，其功能是產(chǎn)生微操作命令序列。ALU ：ArithmeticLogicUnit ，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，為運(yùn)算器的核心部件，其功能是進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算。ACC：Accumulator，累加器，是運(yùn)算器中既能存放運(yùn)算前的操作數(shù)，又能存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器。MQ：Multiplier-QuotientRegister ，乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)5/64X ：此字母沒(méi)有專指的縮寫含義， 可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來(lái)存放操作數(shù)；MAR：MemoryAddressRegister ，存儲(chǔ)器地址寄存器，在主存中用來(lái)存放欲訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的地址。MDR：MemoryDataRegister，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主存中用來(lái)存放從某單元讀出、或要寫入某存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。I/O ：Input/Outputequipment ，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS

：MillionInstructionPerSecond

，每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位。9. 畫(huà)出主機(jī)框圖，分別以存數(shù)指令“ STAM”和加法指令“ADDM”為例，在圖中按序標(biāo)出完成該指令的信息流程。假設(shè)主存容量為256M*32位，在指令字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、機(jī)器字長(zhǎng)相等的條件下，指出圖中各寄存器的位數(shù)。 解：主機(jī)框圖如P13圖所示。STAM 指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR，MDR→IR，OP(IR) →CU，Ad(IR)→MAR，ACC→MDR，MAR→MM，WRADDM指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR，MDR→IR，OP(IR)→CU，Ad(IR)→MAR，RD，MM→MDR，MDR→X，2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)6/64ADD，ALU→ACC，ACC→MDR，WR假設(shè)主存容量 256M*32位，在指令字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、機(jī)器字長(zhǎng)相等的條件下， ACC、X、IR、MDR寄存器均為 32位，PC和MAR寄存器均為 28位。指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？解：計(jì)算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下 2種方法：通過(guò)不同的時(shí)間段來(lái)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段取出的為指令，在執(zhí)行指令階段取出的即為數(shù)據(jù)。通過(guò)地址來(lái)源區(qū)分，PC提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是指令，指令地址碼部分提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是操作數(shù)。第2章計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用通常計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)？答：P22主要以組成計(jì)算機(jī)基本電路的元器件為依據(jù)，如電子管、晶體管、集成電路等。舉例說(shuō)明專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別。答：按照計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性可以將計(jì)算機(jī)劃分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，但犧牲了效率、速度和經(jīng)濟(jì)性，而專用計(jì)算機(jī)是最有效、最經(jīng)濟(jì)和最快的計(jì)算機(jī)，但適應(yīng)性很差。例如個(gè)人電腦和計(jì)算器。什么是摩爾定律？該定律是否永遠(yuǎn)生效？為什么？2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)7/64答：P23，否，P36第3章系統(tǒng)總線什么是總線？總線傳輸有何特點(diǎn)？為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)具備什么特點(diǎn)？ 答：P41.總線是一種能多個(gè)部件分時(shí)共享的公共信息傳送線路?？偩€傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：某一時(shí)刻只允許有一個(gè)部件向總線發(fā)送信息，但多個(gè)部件可以同時(shí)從總線上接收相同的信息。為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)通過(guò)三態(tài)驅(qū)動(dòng)緩沖電路與總線連通?？偩€如何分類？什么是系統(tǒng)總線？系統(tǒng)總線又分為幾類，它們各有何作用，是單向的，還是雙向的，它們與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)單元有何關(guān)系？答：按照連接部件的不同，總線可以分為片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線和通信總線。系統(tǒng)總線是連接CPU、主存、I/O各部件之間的信息傳輸線。系統(tǒng)總線按照傳輸信息不同又分為地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。地址線是單向的，其根數(shù)越多，尋址空間越大，即CPU能訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)越多；數(shù)據(jù)線是雙向的，其根數(shù)與存儲(chǔ)字長(zhǎng)相同，是機(jī)器字長(zhǎng)的整數(shù)倍。常用的總線結(jié)構(gòu)有幾種？不同的總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)8/64的性能有什么影響？舉例說(shuō)明。 答：略。見(jiàn) P52-55。為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見(jiàn)的集中式總線控制有幾種？各有何特點(diǎn)？哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快？哪種方式對(duì)電路故障最敏感？答：總線判優(yōu)控制解決多個(gè)部件同時(shí)申請(qǐng)總線時(shí)的使用權(quán)分配問(wèn)題；常見(jiàn)的集中式總線控制有三種：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求；特點(diǎn)：鏈?zhǔn)讲樵兎绞竭B線簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充，對(duì)電路故障最敏感；計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式優(yōu)先級(jí)設(shè)置較靈活，對(duì)故障不敏感，連線及控制過(guò)程較復(fù)雜；獨(dú)立請(qǐng)求方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線的主設(shè)備、總線的從設(shè)備、總線的傳輸周期和總線的通信控制。答：P46。總線寬度：通常指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)；總線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時(shí)間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復(fù)用：指同一條信號(hào)線可以分時(shí)傳輸不同的信號(hào)。總線的主設(shè)備：指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設(shè)備；總線的從設(shè)備：指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，它只能被動(dòng)接受主設(shè)備發(fā)來(lái)的命令；2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)9/64總線的傳輸周期：指總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時(shí)間；總線的通信控制：指總線傳送過(guò)程中雙方的時(shí)間配合方式。試比較同步通信和異步通信。答：同步通信：指統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，控制方式簡(jiǎn)單，靈活性差，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，總線工作效率明顯下降。適合于速度差別不大的場(chǎng)合。異步通信：指沒(méi)有統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，有利于提高總線工作效率。畫(huà)圖說(shuō)明異步通信中請(qǐng)求與回答有哪幾種互鎖關(guān)系？答：見(jiàn)P61-62，圖。為什么說(shuō)半同步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)？答：半同步通信既能像同步通信那樣統(tǒng)一時(shí)鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時(shí)間不一致，因此工作效率介于兩者之間。分離式通訊有何特點(diǎn)，主要用于什么系統(tǒng)？答：分離式通訊的特點(diǎn)是：各模塊欲占用總線使用權(quán)都必須提出申請(qǐng)；在得到總線使用權(quán)后，主模塊在先定的時(shí)間內(nèi)向?qū)Ψ絺魉托畔?，采用同步方式傳送，不再等待?duì)方的回答信號(hào)；各模塊在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的過(guò)程中都不占用總線，使總線可接受其它2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)10/64模塊的請(qǐng)求；總線被占用時(shí)都在做有效工作，或者通過(guò)它發(fā)送命令，或者通過(guò)它傳送數(shù)據(jù)，不存在空閑等待時(shí)間，充分利用了總線的占用，從而實(shí)現(xiàn)了總線在多個(gè)主、從模塊間進(jìn)行信息交叉重疊并行傳送。分離式通訊主要用于大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)？你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些？什么叫 plugandplay ？哪些總線有這一特點(diǎn)？答：總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問(wèn)題；目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有： ISA、EISA、PCI等；plugandplay ：即插即用， EISA、PCI等具有此功能。畫(huà)一個(gè)具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。答：在總線的兩端分別配置三態(tài)門，就可以使總線具有雙向傳輸功能。a0a1anb0b1bna 至b至a設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D四個(gè)寄存器，要求選用合適的74系列芯片，完成下列邏輯設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn) D→A、D→B和D→C寄存器間的傳送； 設(shè)計(jì)一個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)下列操作：T0 時(shí)刻完成D→總線；T1 時(shí)刻完成總線→ A；T2時(shí)刻完成A→總線；T3時(shí)刻2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)11/64完成總線→

B。解：T

打開(kāi)三態(tài)門將

D寄存器中的內(nèi)容送至總線

bus，cp

脈沖同時(shí)將總線上的數(shù)據(jù)打入到

A、B、C

寄存器中。

T和

cp

的時(shí)間關(guān)系如圖所示。cp 脈沖ABC總線busT三態(tài)門TcpD圖三態(tài)門1受T0＋T1控制，以確保T0時(shí)刻D→總線，以及T1時(shí)刻總線→接收門1→A。三態(tài)門2受T2＋T3控制，以確保T2時(shí)刻A→總線，以及T3時(shí)刻總線→接收門2→B。T0、T1、T2、T3波形圖如圖所示。A 接收門 1三態(tài)門 2CPT0T1T2+T3T1T2T3BUS三態(tài)門1T0+T1接收門2T3DB圖(2)什么是總線的數(shù)據(jù)傳輸率，它與哪些因素有關(guān)？答：總線數(shù)據(jù)傳輸率即總線帶寬，指單位時(shí)間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常用每秒傳輸信息的字節(jié)數(shù)來(lái)衡量。它與總線寬度和總線頻率有關(guān)，總線寬度越寬，頻率越快，數(shù)據(jù)傳輸率越高。設(shè)總線的時(shí)鐘頻率為8MHZ，一個(gè)總線周期等于一個(gè)時(shí)鐘周期。如果一個(gè)總線周期中并行傳送 16位數(shù)據(jù)，試問(wèn)總線的帶寬是多少？解：于：f=8MHz,T=1/f=1/8M 秒，一個(gè)總線周期等于一2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)12/64個(gè)時(shí)鐘周期所以：總線帶寬 =16/=128Mbps在一個(gè)32位的總線系統(tǒng)中，總線的時(shí)鐘頻率為66MHZ，假設(shè)總線最短傳輸周期為 4個(gè)時(shí)鐘周期，試計(jì)算總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高數(shù)據(jù)傳輸率，可采取什么措施？ 解：總線傳輸周期 =4*1/66M秒總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率 =32/(4/66M)=528Mbps若想提高數(shù)據(jù)傳輸率，可以提高總線時(shí)鐘頻率、增大總線寬度或者減少總線傳輸周期包含的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)。在異步串行傳送系統(tǒng)中，字符格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)校驗(yàn)位、2個(gè)終止位。若要求每秒傳送 120個(gè)字符，試求傳送的波特率和比特率。 解：一幀包含：1+8+1+2=12位 故波特率為：*120=1440bps 比特率為：8*120=960bps存儲(chǔ)器解釋概念：主存、輔存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、FlashMemory。答：主存：主存儲(chǔ)器，用于存放正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。CPU可以直接進(jìn)行隨機(jī)讀寫，訪問(wèn)速度較高。輔存：輔助存儲(chǔ)器，用于存放當(dāng)前暫不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以及一些需要永久保存的信息。Cache ：高速緩沖存儲(chǔ)器，介于 CPU和主存之間，用于2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)13/64解決CPU和主存之間速度不匹配問(wèn)題。RAM：半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，主要用作計(jì)算機(jī)中的主存。SRAM：靜態(tài)半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。DRAM：動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。ROM：掩膜式半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器。芯片制造商在制造時(shí)寫入內(nèi)容，以后只能讀出而不能寫入。PROM：可編程只讀存儲(chǔ)器，用戶根據(jù)需要確定寫入內(nèi)容，只能寫入一次。EPROM：紫外線擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器。需要修改內(nèi)容時(shí)，現(xiàn)將其全部?jī)?nèi)容擦除，然后再編程。擦除依靠紫外線使浮動(dòng)?xùn)艠O上的電荷泄露而實(shí)現(xiàn)。EEPROM：電擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器。 CDROM：只讀型光盤。FlashMemory ：閃速存儲(chǔ)器。或稱快擦型存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)中哪些部件可以用于存儲(chǔ)信息？按速度、容量和價(jià)格/位排序說(shuō)明。答：計(jì)算機(jī)中寄存器、Cache、主存、硬盤可以用于存儲(chǔ)信息。按速度高至低排序?yàn)椋杭拇嫫?、Cache、主存、硬盤；按容量小至大排序?yàn)椋杭拇嫫鳌ache、主存、硬盤；按價(jià)格/位高至低排序?yàn)椋杭拇嫫鳌ache、主存、硬盤。存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)14/64分這些層次？計(jì)算機(jī)如何管理這些層次？答：存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在 Cache-主存和主存-輔存這兩個(gè)存儲(chǔ)層次上。Cache- 主存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要對(duì) CPU訪存起加速作用，即從整體運(yùn)行的效果分析， CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價(jià)卻接近于主存。主存-輔存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要起擴(kuò)容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲(chǔ)器其容量和位價(jià)接近于輔存，而速度接近于主存。綜合上述兩個(gè)存儲(chǔ)層次的作用，從整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)看，就達(dá)到了速度快、容量大、位價(jià)低的優(yōu)化效果。主存與CACHE之間的信息調(diào)度功能全部硬件自動(dòng)完成。而主存與輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即將主存與輔存的一部分通過(guò)軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲(chǔ)器，程序員可使用這個(gè)比主存實(shí)際空間大得多的虛擬地址空間編程，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，再軟、硬件自動(dòng)配合完成虛擬地址空間與主存實(shí)際物理空間的轉(zhuǎn)換。因此，這兩個(gè)層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)都是透明的。說(shuō)明存取周期和存取時(shí)間的區(qū)別。解：存取周期和存取時(shí)間的主要區(qū)別是：存取時(shí)間僅為完成一次操作的時(shí)間，而存取周期不2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)15/64僅包含操作時(shí)間，還包含操作后線路的恢復(fù)時(shí)間。即：存取周期= 存取時(shí)間+ 恢復(fù)時(shí)間什么是存儲(chǔ)器的帶寬？若存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為 200ns，則存儲(chǔ)器的帶寬是多少？解：存儲(chǔ)器的帶寬指單位時(shí)間內(nèi)從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量。存儲(chǔ)器帶寬=1/200ns×32位=160M位/秒=20MB/秒=5M字/秒注意：字長(zhǎng) 32位，不是16位。某機(jī)字長(zhǎng)為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB，按字編址它的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址，試畫(huà)出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。解：存儲(chǔ)容量是 64KB時(shí)，按字節(jié)編址的尋址范圍就是64K，如按字編址，其尋址范圍為： 64K/=16K字節(jié)地址字地址 -90000H0001H0002H0003H0004H0005H0006H0007H0008H0009H0000H0001H0002H主存字地址和字節(jié)地址的分配情況：如圖一個(gè)容量為16K×32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)16/641K ×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位解：地址線和數(shù)據(jù)線的總和=14+32=46根；選擇不同的芯片時(shí)，各需要的片數(shù)為：1K×4：/=16×8=128片2K×8：/=8×4=32片4K×4：/=4×8=32片16K×1：/=1×32=32片4K×8：/=4×4=16片8K×8：/=2×4=8片試比較靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM。答：略。什么叫刷新？為什么要刷新？說(shuō)明刷新有幾種方法。解：刷新：對(duì)DRAM定期進(jìn)行的全部重寫過(guò)程；刷新原因：因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新，存在CPU訪存死時(shí)間。分散式：在每個(gè)讀/寫周期之后插入一個(gè)刷新周期，無(wú)CPU訪存死時(shí)間。異步式：是集中式和分散式的折衷。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？解：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有兩種：線選法和重合法。線選法：地址譯碼信號(hào)只選中同一個(gè)字的所有位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)器材；2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)17/64重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點(diǎn)即為所選單元。這種方法通過(guò)行、列譯碼信號(hào)的重合來(lái)選址，也稱矩陣譯碼?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅(qū)動(dòng)方式。一個(gè)8K×8位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成256×256形式，存取周期為 μs。試問(wèn)采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各為多少？解：采用分散刷新方式刷新間隔為 :2ms，其中刷新死時(shí)間為：

256×μs=μs采用分散刷新方式刷新間隔為：

256×=μs

采用異步刷新方式刷新間隔為

:2ms12. 畫(huà)出用

1024×4

位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)容量為

64K×8位的存儲(chǔ)器邏輯框圖。要求將 64K分成4個(gè)頁(yè)面，每個(gè)頁(yè)面分16組，指出共需多少片存儲(chǔ)芯片。解：設(shè)采用 SRAM芯片，則：總片數(shù)=/=64 ×2=128 片題意分析：本題設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)上分為總體、頁(yè)面、組三級(jí)，因此畫(huà)圖時(shí)也應(yīng)分三級(jí)畫(huà)。 首先應(yīng)確定各級(jí)的容量：頁(yè)面容量= 總?cè)萘? 頁(yè)面數(shù)=64K×8/4=16K ×8位，4片16K×8字串聯(lián)成 64K×8位組容量= 頁(yè)面容量/ 組數(shù) =16K ×8位/16=1K×8位，16片1K×8位字串聯(lián)成 16K×8位2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)18/64組內(nèi)片數(shù)

=

組容量

/

片容量

=1K×8

位

/

1K×4

位

=2片，兩片

1K×4

位芯片位并聯(lián)成

1K×8

位存儲(chǔ)器邏輯框圖：。設(shè)有一個(gè)64K×8位的RAM芯片，試問(wèn)該芯片共有多少個(gè)基本單元電路？欲設(shè)計(jì)一種具有上述同樣多存儲(chǔ)基元的芯片，要求對(duì)芯片字長(zhǎng)的選擇應(yīng)滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，試確定這種芯片的地址線和數(shù)據(jù)線，并說(shuō)明有幾種解答。解：存儲(chǔ)基元總數(shù)=64K×8位=512K位=219位；思路：如要滿足地址線和數(shù)據(jù)線總和最小，應(yīng)盡量把存儲(chǔ)元安排在字向，因?yàn)榈刂肺粩?shù)和字?jǐn)?shù)成 2的冪的關(guān)系，可較好地壓縮線數(shù)。設(shè)地址線根數(shù)為 a，數(shù)據(jù)線根數(shù)為 b，則片容量為： 2×b=2；b=2 若a=19，b=1，總和=19+1=20 ；a=18，b=2，總和=18+2=20 ； a=17 ，b=4，總和=17+4=21； a=16 ，b=8，總和=16+8=24 ；a1919-a；??

??上可看出：芯片字?jǐn)?shù)越少，芯片字長(zhǎng)越長(zhǎng)，引腳數(shù)越多。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)19/64芯片字?jǐn)?shù)減 1、芯片位數(shù)均按 2的冪變化。結(jié)論：如果滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案有兩種：

地址線

=19根，數(shù)據(jù)線

=1根；或地址線

=18

根，數(shù)據(jù)線

=2

根。14. 某8位微型機(jī)地址碼為

18位，若使用

4K×4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，試問(wèn)：該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？若每個(gè)模塊板為 32K×8位，共需幾個(gè)模塊板？ 每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片 RAM芯片？ 共有多少片 RAM？CPU 如何選擇各模塊板？ 解：該機(jī)所允許的最大主存空間是：218×8 位=256K×8位=256KB 模塊板總數(shù) =256K×8/32K

×8=8

塊板內(nèi)片數(shù)=32K×8位/4K×4總片數(shù)=16 片×8=128 片

位

=8

×2=16

片CPU

通過(guò)最高

3位地址譯碼輸出選擇模板，次高

3位地址譯碼輸出選擇芯片。地址格式分配如下：模板號(hào) 芯片號(hào) 片內(nèi)地址設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號(hào)，?，F(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片： ROM4K ×4位，8K×8位），RAM，及74138譯碼器和其他門電路。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫(huà)出 CPU和存儲(chǔ)芯片的連接圖。要求：2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)20/64最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)， 4096~16383地址范圍為用戶程序區(qū)。指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量。詳細(xì)畫(huà)出片選邏輯。解：地址空間分配圖：系統(tǒng)程序區(qū)：0000H-0FFFH 用戶程序區(qū)：1000H-3FFFH選片：ROM：選擇4K×4位芯片2片，位并聯(lián)RAM：選擇4K×8位芯片3片，字串聯(lián)(RAM1地址范圍為:1000H-1FFFH,RAM2地址范圍為2000H-2FFFH,RAM3地址范圍為:3000H-3FFFH)各芯片二進(jìn)制地址分配如下：A15A14A13A12A1A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01ROM1,2RAM10000000000000011000101010101010101010101010101010101010101010101RAM2RAM30000000011110011010101010101010101010101010101010101010101010101CPU和存儲(chǔ)器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖(3)所示：MREQG1G2AA15A14A13A12A11A0G2BABCY774138Y3Y2Y1Y0......PD/PROG...ROM2......RAM1...CS...RAM2...CS...RAM3...CPUROM1...OEOER/WR/WR/WCSD0D3D4......D7R/W圖16.CPU

假設(shè)同上題，現(xiàn)有

8片

8K×8

位的

RAM芯片與CPU相連，試回答：2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)21/64用74138譯碼器畫(huà)出 CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；寫出每片RAM的地址范圍；如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片 RAM寫入數(shù)據(jù)后，以 A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。根據(jù)的連接圖，若出現(xiàn)地址線 A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將出現(xiàn)什么后果？解：CPU與存儲(chǔ)器芯片連接邏輯圖：+5VG1G2AMREQY7A15A14A13A12A0G2BABC74138......Y2Y1Y0...WE...WE.........CSWECPUD0D7RAM0...CSRAM1RAM7......CSR/W...地址空間分配圖：RAM0

：0000H——1FFFH

RAM1：2000H——

3FFFHRAM2

：4000H——

5FFFH

RAM3：

6000H——

7FFFHRAM4：8000H——

9FFFH

RAM5：A000H——BFFFH

RAM6：C000H——DFFFHRAM7：E000H——FFFFH如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片 RAM寫入數(shù)據(jù)后，以 A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片 (RAM5)都有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因?yàn)椋涸摯鎯?chǔ)芯片的片選輸入端很可能總是處于低電平。假設(shè)芯片與譯碼器本身都是好的，可能的情況有：）該片的CS端與WE端錯(cuò)連或短路；2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)22/64）該片的CS端與CPU的MREQ端錯(cuò)連或短路；3 ）該片的

CS

端與地線錯(cuò)連或短路。

如果地址線

A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將會(huì)出現(xiàn)

A13

恒為“

1”的情況。此時(shí)存儲(chǔ)器只能尋址

A13=1

的地址空間

(

奇數(shù)片

)

，A13=0的另一半地址空間將永遠(yuǎn)訪問(wèn)不到。若對(duì)

A13=0

的地址空間進(jìn)行訪問(wèn)，只能錯(cuò)誤地訪問(wèn)到

A13=1

的對(duì)應(yīng)空間

(

奇數(shù)片)中去。寫出1100、1101、1110、1111對(duì)應(yīng)的漢明碼。解：有效信息均為n=4位，假設(shè)有效信息用b4b3b2b1表示校驗(yàn)位位數(shù) k=3位，設(shè)校驗(yàn)位分別為 c1、c2、c3，則漢明碼共 4+3=7位，即：c1c2b4c3b3b2b1校驗(yàn)位在漢明碼中分別處于第1、2、4位c1=b4⊕b3⊕b1c2=b4⊕b2⊕b1c3=b3⊕b2⊕b1當(dāng)有效信息為1100時(shí)，c3c2c1=110,漢明碼為0111100。當(dāng)有效信息為1101時(shí)，c3c2c1=001,漢明碼為1010101。當(dāng)有效信息為1110時(shí)，c3c2c1=000,漢明碼為0010110。當(dāng)有效信息為1111時(shí)，c3c2c1=111,漢明碼為1111111。已知收到的漢明碼為1100100、1100111、1100000、1100001，檢查上述代碼是否出錯(cuò)？第幾位出錯(cuò)？解：假設(shè)接收到的漢明碼為： c1’c2’b4’c3’b3’b2’b1’2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)23/64糾錯(cuò)過(guò)程如下：P1=c1 ’⊕b4’⊕b3’⊕b1’P2=c2’⊕b4’⊕b2’⊕b1’P3=c3’⊕b3’⊕b2’⊕b1’如果收到的漢明碼為 1100100，則p3p2p1=011，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第 3位出錯(cuò)，有效信息為： 1100如果收到的漢明碼為 1100111，則p3p2p1=111，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第 7位出錯(cuò)，有效信息為： 0110如果收到的漢明碼為 1100000，則p3p2p1=110，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第 6位出錯(cuò)，有效信息為： 0010如果收到的漢明碼為 1100001，則p3p2p1=001，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第 1位出錯(cuò)，k有效信息為：0001已經(jīng)接收到下列漢明碼，分別寫出它們所對(duì)應(yīng)的欲傳送代碼。110000011000101101001001100110000001110001解：假設(shè)接收到的漢明碼為 C1’C2’B4’C3’B3’B2’B1’，按偶性配置則：P1=C1 ’⊕B4’⊕B3’⊕B1’P2=C2’⊕B4’⊕B2’⊕B1’P3=C3’⊕B3’⊕B1’2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)24/64如接收到的漢明碼為 1100000，P1=1⊕0⊕0⊕0=1P2=10⊕0⊕0=1P3=0⊕0⊕0=0P3P2P1=011，第3位出錯(cuò)，可糾正為1110000，故欲傳送的信息為 1000。如接收到的漢明碼為 1100010，P1=1⊕0⊕0⊕0=1P2=1⊕0⊕1⊕0=0P3=0 ⊕0⊕0=0P3P2P1=001，第1位出錯(cuò)，可糾正為0100010，故欲傳送的信息為0010。如接收到的漢明碼為1101001，P1=1⊕0⊕0⊕1=0P2=1⊕0⊕0⊕1=0P3=1⊕0⊕1=0P3P2P1=000 ，傳送無(wú)錯(cuò)，故欲傳送的信息為 0001。假設(shè)接收到的漢明碼為C1’C2’B4’C3’B3’B2’B1’，按奇性配置則：P1=C1’⊕B4’⊕B3’⊕B1’⊕1P2=C2’B4’⊕B2’⊕B1’⊕1P3=C3’⊕B3’⊕B1’⊕1如接收到的漢明碼為 0011001，P1=0⊕1⊕0⊕1⊕1=1P2=0⊕1⊕0⊕1⊕1=1P3=1⊕0⊕1⊕1=1P3P2P1=111，第7位出錯(cuò)，可糾正為0011000，故欲傳送的信息為1000。如接收到的漢明碼為1000000，P1=1⊕0⊕0⊕0⊕1=0P2=0⊕1⊕0⊕0⊕1=0P3=0⊕0⊕0⊕1=1P3P2P1=100，第4位出錯(cuò)，可糾正為1001000，故欲傳送的信息為0000。如接收到的漢明碼為1110001，P1=1⊕1⊕0⊕1⊕1=02016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)25/64P2=1 ⊕1⊕0⊕1⊕1=0P3=0 ⊕0⊕1⊕1=0P3P2P1=000 ，傳送無(wú)錯(cuò)，故欲傳送的信息為 1001。欲傳送的二進(jìn)制代碼為1001101，用奇校驗(yàn)來(lái)確定其對(duì)應(yīng)的漢明碼，若在第 6位出錯(cuò)，說(shuō)明糾錯(cuò)過(guò)程。 解：欲傳送的二進(jìn)制代碼為 1001101，有效信息位數(shù)為 n=7位，則漢明校驗(yàn)的校驗(yàn)位為 k位，則：2k>=n+k+1，k=4，進(jìn)行奇校 驗(yàn) 設(shè) 校 驗(yàn) 位 為 C1C2C3C4， 漢 明 碼 為C1C2B7C3B6B5B4C4B3B2B1，C1=1⊕B7⊕B6⊕B4⊕B3⊕B1=1⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=1C2=1⊕B7⊕B5⊕B4⊕B2⊕B1=1⊕1⊕0⊕1⊕0⊕1=0C3=1⊕B6⊕B5⊕B4=1⊕0⊕0⊕1=0C4=1⊕B3⊕B2B1=1⊕1⊕0⊕1=1故傳送的漢明碼為10100011101，若第6位(B5)出錯(cuò)，即接收的碼字為10100111101，則P1=1⊕C1’⊕B7’⊕B6’B4’⊕B3’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=0P2=1⊕C2’B7’⊕B5’⊕B4’⊕B2’⊕B1’=1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1=1P3=1⊕C3’⊕B6’⊕B5’⊕B4’=1⊕0⊕0⊕1⊕1=1P4=1⊕C4’⊕B3’⊕B2’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1=0P4P3P2P1=0110說(shuō)明第6位出錯(cuò)，對(duì)第6位取反即完成糾錯(cuò)。21.為什么在漢明碼糾錯(cuò)過(guò)程中，新的檢測(cè)位P4P2P1的狀態(tài)即指出了編碼中錯(cuò)誤的信息位？2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)26/64答：漢明碼屬于分組奇偶校驗(yàn)， P4P2P1=000，說(shuō)明接收方生成的校驗(yàn)位和收到的校驗(yàn)位相同，否則不同說(shuō)明出錯(cuò)。于分組時(shí)校驗(yàn)位只參加一組奇偶校驗(yàn)，有效信息參加至少兩組奇偶校驗(yàn)，若果校驗(yàn)位出錯(cuò)，

P4P2P1的某一位將為

1，剛好對(duì)應(yīng)位號(hào)

4、2、1；若果有效信息出錯(cuò)，將引起

P4P2P1中至少兩位為

1，如

B1出錯(cuò)，將使

P4P1均為

1，P2=0,P4P2P1=101,22. 某機(jī)字長(zhǎng)

16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為

64K

字，若想不改用其他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到

8倍，可采取什么措施？畫(huà)圖說(shuō)明。解：若想不改用高速存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到

8倍，可采取八體交叉存取技術(shù)，

8體交叉訪問(wèn)時(shí)序如下圖：?jiǎn)?dòng)存儲(chǔ)體

0啟動(dòng)存儲(chǔ)體

1啟動(dòng)存儲(chǔ)體

2啟動(dòng)存儲(chǔ)體

3啟動(dòng)存儲(chǔ)體 4啟動(dòng)存儲(chǔ)體 5啟動(dòng)存儲(chǔ)體 6啟動(dòng)存儲(chǔ)體 7單體訪存周期設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用M/IO作為訪問(wèn)存儲(chǔ)器或

I/O

的控制信號(hào)，

WR為寫命令，

RD為讀命令。設(shè)計(jì)一個(gè)容量為

64KB

的采用低位交叉編址的

8體并行結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器。現(xiàn)有下圖所示的存Ai A0...RAMOECEWE...儲(chǔ)器芯片和 138譯碼器。DnD0畫(huà)出CPU和存儲(chǔ)器芯片的連接圖，并寫出圖中每個(gè)存儲(chǔ)芯片的地址范圍。解：8體低位交叉并行存儲(chǔ)器的每個(gè)存儲(chǔ)體容量為2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)27/6464KB/8=8KB，因此應(yīng)選擇 8KBRAM芯片，芯片地址線 12根，數(shù)據(jù)線8根，用138譯碼器進(jìn)行存儲(chǔ)體的選擇。設(shè)計(jì)如下：+5V 。 G1G2A 。 。 。 。 。Y3Y2Y1Y0..........RAM1......RAM2......RAM3...A3.....RAM0......A0 A12CEOEWED0 D7A0 A12CEA0A12CEOEWED0 D7A0 A12CEOEWED0 D7A0A12CEOEWED0

D7CPUD0OEWED0D7RAM7..................D7..WRRD..........24. 一個(gè)

4體低位交叉的存儲(chǔ)器，假設(shè)存儲(chǔ)周期為

T，CPU每隔

1/4

存取周期啟動(dòng)一個(gè)存儲(chǔ)體，

試問(wèn)依次訪問(wèn)

64個(gè)字需多少個(gè)存取周期？解：4體低位交叉的存儲(chǔ)器的總線傳輸周期為 τ，τ=T/4，依次訪問(wèn)64個(gè)字所需時(shí)間為：t=T+(64-1) τ=T+63T/4=什么是“程序訪問(wèn)的局部性”？存儲(chǔ)系統(tǒng)中哪一級(jí)采用了程序訪問(wèn)的局部性原理？答：程序運(yùn)行的局部性原理指：在一小段時(shí)間內(nèi)，最近被訪問(wèn)過(guò)的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問(wèn)；在空間上，這些被訪問(wèn)的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲(chǔ)區(qū)；在訪問(wèn)順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大(大約5:1)。存儲(chǔ)系統(tǒng)中Cache-主存層次和主存-輔存層次均采用了程序訪問(wèn)的局部性原理。26. 計(jì)算機(jī)中設(shè)置 Cache的作用是什么？能否將 Cache2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)28/64的容量擴(kuò)大，最后取代主存，為什么？ 答：計(jì)算機(jī)中設(shè)置Cache的作用是解決 CPU和主存速度不匹配問(wèn)題。不能將Cache的容量擴(kuò)大取代主存， 原因是:Cache容量越大成本越高，難以滿足人們追求低價(jià)格的要求；如果取消主存，當(dāng) CPU訪問(wèn) Cache失敗時(shí)，需要將輔存的內(nèi)容調(diào)入Cache再CPU訪問(wèn)，造成 CPU等待時(shí)間太長(zhǎng)，損失更大。27.Cache 做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令 Cache和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)又有什么好處？ 答：Cache做在CPU芯片內(nèi)主要有下面幾個(gè)好處：可提高外部總線的利用率。因?yàn)?Cache在CPU芯片內(nèi)，CPU訪問(wèn)Cache時(shí)不必占用外部總線。Cache 不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設(shè)備與主存的信息傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體效率。可提高存取速度。因?yàn)?Cache與CPU之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短,故存取速度得以提高。將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)有如下好處：）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預(yù)取操作的完成。2）指令Cache可用ROM實(shí)現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。）數(shù)據(jù)Cache對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)，也可支持浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。補(bǔ)充：Cache 結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第三個(gè)措施是分級(jí)實(shí)現(xiàn)，如二級(jí)緩存2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)29/64結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi) Cache和主存之間再設(shè)一個(gè)片外 Cache，片外緩存既可以彌補(bǔ)片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點(diǎn)，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度。設(shè)主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長(zhǎng)為4。設(shè)計(jì)Cache地址格式，Cache中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。在四路組相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。 在全相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。若存儲(chǔ)字長(zhǎng)為 32位，存儲(chǔ)器按字節(jié)尋址，寫出上述三種映射方式下主存的地址格式。 解：Cache容量為2K字，塊長(zhǎng)為4，Cache共有2K/4=211/22=29=512塊，Cache字地址9位，字塊內(nèi)地址為 2位 因此，Cache地址格式設(shè)計(jì)如下：Cache

字塊地址

字塊內(nèi)地址

主存容量為

256K

字=218

字，主存地址共

18位，共分

256K/4=216

塊， 主存字塊標(biāo)記為18-9-2=7位。直接映射方式下主存地址格式如下：主存字塊標(biāo)記

Cache

字塊地址

字塊內(nèi)地址

7根據(jù)四路組相聯(lián)的條件，一組內(nèi)共有

4塊，得

Cache

共分為512/4=128=2組，2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)30/64主存字塊標(biāo)記為 18-7-2=9位，主存地址格式設(shè)計(jì)如下：主存字塊標(biāo)記 組地址 字塊內(nèi)地址 在全相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為 18-2=16位，其地址格式如下：主存字塊標(biāo)記

字塊內(nèi)地址

若存儲(chǔ)字長(zhǎng)為

32位，存儲(chǔ)器按字節(jié)尋址，則主存容量為

256K*32/4=221B

，Cache 容量為2K*32/4=214B，塊長(zhǎng)為 4*32/4=32B=25B，字塊內(nèi)地址為 5位， 在直接映射方式下，主存字塊標(biāo)記為21-9-5=7位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記 Cache 字塊地址 字塊內(nèi)地址 在四路組相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為 21-7-5=9 位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記組地址字塊內(nèi)地址在全相聯(lián)映射方式下，主存字塊標(biāo)記為21-5=16位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記

字塊內(nèi)地址29.假設(shè)次，訪問(wèn)主存

CPU執(zhí)行某段程序時(shí)共訪問(wèn) Cache命中4800200次，已知Cache的存取周期為 30ns，主存的存取周期為

150ns，求

Cache的命中率以及

Cache-主存系統(tǒng)的平均訪問(wèn)時(shí)間和效率，試問(wèn)該系統(tǒng)的性能提高了多少倍？解：Cache被訪問(wèn)命中率為： 4800/(4800+200)=24/25=96%則Cache-主存系統(tǒng)的平均訪問(wèn)時(shí)間為：ta=*30ns+()*150ns=Cache-主存系統(tǒng)的訪問(wèn)效率為：e=tc/ta*100%=30/*100%=%性能為原來(lái)的150ns/=倍，即提高了倍。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)31/64一個(gè)組相連映射的CACHE64塊組成，每組內(nèi)包含4塊。主存包含 4096塊，每塊 128字組成，訪存地址為字地址。試問(wèn)主存和高速存儲(chǔ)器的地址各為幾位？畫(huà)出主存地址格式。解：cache組數(shù)：64/4=16，Cache容量為：64*128=2字，cache地址13位主存共分4096/16=256區(qū)，每區(qū)16塊主存容量為：4096*128=219字，主存地址 19位，地址格式如下：主存字塊標(biāo)記 組地址 字塊內(nèi)地址31. 設(shè)主存容量為 1MB，采用直接映射方式的量為16KB，塊長(zhǎng)為4，每字32位。試問(wèn)主存地址為

Cache容ABCDEH的存儲(chǔ)單元在 Cache中的什么位置？解：主存和 Cache按字節(jié)編址，Cache容量16KB=214B，地址共格式為14位，分為16KB/(4*32/8B)=210塊，每塊4*32/8=16B=24B，Cache地址格式為：Cache 字塊地址 字塊內(nèi)地址 13主存容量1MB=220B，地址共格式為20位，分為1MB/(4*32/8B)=216塊，每塊24B，采用直接映射方式，主存字塊標(biāo)記為20-14=6位，主存地址格式為：主存字塊標(biāo)記 Cache 字塊地址 字塊內(nèi)地址 主存地址2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)32/64為ABCDEH=10101011110011011110B，主存字塊標(biāo)記為101010，Cache字塊地址為存單元應(yīng)映射到

1111001101，字塊內(nèi)地址為Cache的101010塊的第1110

1110，故該主字節(jié)，即第42塊第14字節(jié)位置?；蛘咴贑ache的第11110011011110=3CDEH字節(jié)位置。設(shè)某機(jī)主存容量為4MB，Cache容量為16KB，每字塊有8個(gè)字，每字32位，設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映射的 Cache組織。畫(huà)出主存地址字段中各段的位數(shù)。設(shè)Cache的初態(tài)為空，CPU依次從主存第 0，1，2，?，89號(hào)單元讀出 90個(gè)字，并重復(fù)按此次序讀 8次，問(wèn)命中率是多少？若Cache的速度是主存的6倍，試問(wèn)有Cache和無(wú)Cache相比，速度約提高多少CPU 機(jī)器周期末查詢及響應(yīng) DMA請(qǐng)求的方案。33. 試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和 DMA三種方式的綜合性能。數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件。 傳送數(shù)據(jù)的基本單位。并行性。 主動(dòng)性。 傳輸速度。 經(jīng)濟(jì)性。 應(yīng)用對(duì)象。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)33/64解：比較如下：程序查詢、程序中斷方式的數(shù)據(jù)傳送主要依賴軟件， DMA主要依賴硬件。程序查詢、程序中斷傳送數(shù)據(jù)的基本單位為字或字節(jié)，DMA為數(shù)據(jù)塊。程序查詢方式傳送時(shí)， CPU與I/O設(shè)備串行工作；程序中斷方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與 I/O傳送串行進(jìn)行；DMA方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送并行進(jìn)行。程序查詢方式時(shí)， CPU主動(dòng)查詢 I/O設(shè)備狀態(tài)；程序中斷及DMA方式時(shí)，CPU被動(dòng)接受I/O中斷請(qǐng)求或 DMA請(qǐng)求。程序中斷方式于軟件額外開(kāi)銷時(shí)間比較大，因此傳輸速度最慢；程序查詢方式軟件額外開(kāi)銷時(shí)間基本沒(méi)有，因此傳輸速度比中斷快； DMA方式基本硬件實(shí)現(xiàn)傳送，因此速度最快；注意：程序中斷方式雖然 CPU運(yùn)行效率比程序查詢高，但傳輸速度卻比程序查詢慢。程序查詢接口硬件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，因此最經(jīng)濟(jì)；程序中斷接口硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，因此較經(jīng)濟(jì)； DMA控制器硬件結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，因此成本最高；程序中斷方式適用于中、低速設(shè)備的 I/O交換；程序查詢方式適用于中、低速實(shí)時(shí)處理過(guò)程； DMA方式適用于高速2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)34/64設(shè)備的I/O交換；討論：?jiǎn)栴}1：這里的傳送速度指 I/O設(shè)備與主存間，還是I/O與CPU之間？答：視具體傳送方式而定，程序查詢、程序中斷為 I/O與CPU之間交換，DMA為I/O與主存間交換。問(wèn)題2：主動(dòng)性應(yīng)以 CPU的操作方式看，而不是以 I/O的操作方式看。

補(bǔ)充題：一、某

CRT顯示器可顯示

64種

ASCII

字符，每幀可顯示

72字×24

排；每個(gè)字符字形采用

7×8

點(diǎn)陣，即橫向

7點(diǎn)，字間間隔

1點(diǎn)，縱向

8點(diǎn)，排間間隔

6點(diǎn)；幀頻

50Hz，采取逐行掃描方式。假設(shè)不考慮屏幕四邊的失真問(wèn)題，且行回掃和幀回掃均占掃描時(shí)間的

20%，問(wèn)：

1）顯存容量至少有多大？2 ）字符發(fā)生器容量至少有多大？

3）顯存中存放的是那種信息？）顯存地址與屏幕顯示位置如何對(duì)應(yīng)？）設(shè)置哪些計(jì)數(shù)器以控制顯存訪問(wèn)與屏幕掃描之間的同步？它們的模各是多少？6）點(diǎn)時(shí)鐘頻率為多少？解：1）顯存最小容量=72×24×8=1728B）ROM最小容量=64×8行×8列=512B）顯存中存放的是ASCII碼信息。2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)35/64）顯存每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字符顯示位置，顯示位置自左至右，從上到下，分別對(duì)應(yīng)緩存地址低到高。）設(shè)置點(diǎn)計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、行計(jì)數(shù)器、排計(jì)數(shù)器控制顯存訪問(wèn)與屏幕掃描之間的同步。它們的模計(jì)算如下：點(diǎn)計(jì)數(shù)器模 =7+1=8 行計(jì)數(shù)器模 =8+6=14字、排計(jì)數(shù)器的模不僅與掃描正程時(shí)間有關(guān)，而且與掃描逆程時(shí)間有關(guān)，因此計(jì)算較為復(fù)雜。列方程：×=72×=24解方程得：x=18，y=6，則：字計(jì)數(shù)器模=72+18=90排計(jì)數(shù)器模=24+6=306）點(diǎn)頻=50Hz×30排×14行×90字×8點(diǎn)=15120000Hz=二、有一編碼鍵盤，其鍵陣列為8行×16列，分別對(duì)應(yīng)128種ASCII碼字符，采用硬件掃描方式確認(rèn)按鍵信號(hào)，問(wèn)：）掃描計(jì)數(shù)器應(yīng)為多少位？）ROM容量為多大？）若行、列號(hào)均從0開(kāi)始編排，則當(dāng)?shù)?行第7列的鍵表示字母“F”時(shí)，CPU從鍵盤讀入的二進(jìn)制編碼應(yīng)為多少？4）參考教材圖，畫(huà)出該鍵盤的原理性邏輯框圖；5）如果不考慮校驗(yàn)技術(shù)，此時(shí) ROM是否可??？ 解：1）掃描計(jì)數(shù)器=7 位2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)36/642 ）ROM容量

=128

×

8=128B3

）CPU從鍵盤讀入的應(yīng)為字符“

F”的

ASCII

碼

=01000110

，其中最高位為奇校驗(yàn)位。）該鍵盤的原理性邏輯框圖見(jiàn)下頁(yè)，與教材圖類似，主要需標(biāo)明參數(shù)。）如果不考慮校驗(yàn)技術(shù)，并按ASCII碼位序設(shè)計(jì)鍵陣列，則ROM編碼表可省，此時(shí)7位計(jì)數(shù)器輸出值即為 ASCII碼。 該鍵盤的原理性邏輯框圖如下：三、一針式打印機(jī)采用 7列×9行點(diǎn)陣打印字符，每行可打印132個(gè)字符，共有 96種可打印字符，用帶偶校驗(yàn)位的ASCII碼表示。問(wèn)：1 ）打印緩存容量至少有多大？ 2）字符發(fā)生器容量至少有多大？ 3）列計(jì)數(shù)器應(yīng)有多少位？）緩存地址計(jì)數(shù)器應(yīng)有多少位？解：1）打印緩存最小容量 =132×8=132B）ROM最小容量=96×7列×9行=672×9位3）列計(jì)數(shù)器=3位）緩存地址計(jì)數(shù)器=8位討論：1．于針打是按列打印，所以ROM一個(gè)存儲(chǔ)單元中存一列的9個(gè)點(diǎn)，則容量為672×9位；2．列計(jì)數(shù)器是對(duì)列號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以模=7，3位；3．同樣緩存地址計(jì)數(shù)器模=132，2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)37/64位。第6章計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法已知X=，討論下列幾種情況時(shí)ai各取何值。X?1218X?14?X?116?1218解： 若要X，只要a1=1，a2~a6不全為0即可。若要X?，只要a1~a3不全為0即可。 若要14?X?116 ，只要a1=0，a2可任取0或1；當(dāng)a2=0時(shí)，若a3=0，則必須a4=1，且a5、a6不全為0；若a3=1，則a4~a6可任取0或1；當(dāng)a2=1時(shí)，a3~a6均取0。3. 設(shè)x為整數(shù)，[x]補(bǔ)=1，x1x2x3x4x5，若要求x 4.設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為 8位，寫出對(duì)應(yīng)下列各真值的原碼、補(bǔ)碼和反碼。 -13/64，29/128，100，-87 解：真值與不同機(jī)器碼對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：真值二進(jìn)制原碼補(bǔ)碼反碼-13/64-101029/1281101110111011001100100011001000110010001100100-87-1010111110101111010100110101000已知[x]補(bǔ)，求[x]原和x。[x1]補(bǔ)=;[x2]補(bǔ)=;[x3]補(bǔ)=;[x4]補(bǔ)=;[x5]補(bǔ)=1,0101;[x6]補(bǔ)=1,1100;[x7]補(bǔ)=0,0111;2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)38/64[x8]補(bǔ)=1,0000;解：[x]補(bǔ)與[x]原、x的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：[x]補(bǔ)[x]原x1,01011,11000,01111,0000無(wú)-11,10111,01000,0111-1011-100無(wú)0,0111-10000--6. 設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為 8位，分整數(shù)和小數(shù)兩種情況討論真值 x為何值時(shí)，[x]補(bǔ)=[x]原成立。解：當(dāng)x為小數(shù)時(shí)，若 x?0，則 [x] 補(bǔ)=[x]原成立；若x 成立。當(dāng)x為整數(shù)時(shí)，若 x?0，則 [x] 補(bǔ)=[x]原成立；若x 7. 設(shè)x為真值，x*為絕對(duì)值，說(shuō)明[-x*] 補(bǔ)=[-x]補(bǔ)能否成立。解：當(dāng)x為真值，x*為絕對(duì)值時(shí)，[-x*] 補(bǔ)=[-x] 補(bǔ)不能成立。原因如下：當(dāng)x 補(bǔ)不成立；當(dāng)x?0時(shí)，于-x*=-x，因此此時(shí)[-x*]補(bǔ)=[-x]補(bǔ)的結(jié)論成立。討論若[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)，是否有x>y？解：若[x]補(bǔ)>[y]補(bǔ)，不一定有 x>y。[x] 補(bǔ)>[y]補(bǔ)時(shí)x>y 的結(jié)論只在 x>0 且y>0，及x 于正數(shù)補(bǔ)碼的符號(hào)位為0，負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的符號(hào)位為 1，當(dāng)x>0、yy，但則[x]補(bǔ)0時(shí)，有x[y]補(bǔ)。當(dāng)十六進(jìn)制數(shù)9B和FF分別表示為原碼、補(bǔ)碼、反2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)39/64碼、移碼和無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)， 所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)各為多少？ 解：真值和機(jī)器數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：9BH

對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)

FFH

對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)

原碼

-27

原碼-128

補(bǔ)碼

-101

補(bǔ)碼

-1

反碼

-100

反碼

-0

移碼

+27移碼

+128

無(wú)符號(hào)數(shù)

155

無(wú)符號(hào)數(shù)

25610. 在整數(shù)定點(diǎn)機(jī)中，設(shè)機(jī)器數(shù)采用

1位符號(hào)位，寫出0的原碼、補(bǔ)碼、反碼和移碼，得出什么結(jié)論？解：0的機(jī)器數(shù)形式如下：真值+0-0原碼0000000010000000補(bǔ)碼0000000000000000反碼0000000011111111移碼1000000010000000結(jié)論：0的原碼和反碼分別有+0和-0兩種形式，補(bǔ)碼和移碼只有一種形式， 且補(bǔ)碼和移碼數(shù)值位相同，符號(hào)位相反。已知機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為4位，寫出整數(shù)定點(diǎn)機(jī)和小數(shù)定點(diǎn)機(jī)中原碼、補(bǔ)碼和反碼的全部形式，并注明其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值。原碼0,0000,0010,0100,0110,1000,1010,110整數(shù)定點(diǎn)機(jī)補(bǔ)碼反碼0,0000,0010,0100,0110,1000,1010,1100,0000,0010,0100,0110,1000,1010,110真值+0123456原碼小數(shù)定點(diǎn)機(jī)補(bǔ)碼反碼真值+00,1111,0001,0011,0101,0111,1001,1011,1102016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)40/641,111無(wú)0,1110,0001,1111,1101,1011,1001,0111,0101,0011,0000,1111,1111,1101,1011,1001,0111,0101,0011,000無(wú)7-0-1-2-3-4-5-6-7-8無(wú)無(wú)-0--------1設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼5位，尾數(shù)11位。寫出51/128、-27/1024、、-所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。要求如下：階碼和尾數(shù)均為原碼。階碼和尾數(shù)均為補(bǔ)碼。階碼為移碼，尾數(shù)為補(bǔ)碼。 解：據(jù)題意畫(huà)出該浮點(diǎn)數(shù)的格式：階符1位階碼進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：

4位數(shù)符1位尾數(shù)10位x1=51/128==2*011B

-1

將十x2=-27/1024=-=2-5*(-

）x3===2*x4=-=-=27*(-)則以上各數(shù)的浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)為：[x1]浮=1，0001；0110000[x2]浮=1，0101；1100000[x3]浮=0，0011；0110000[x4]浮=0，0111；0110100[x1]浮=1，1111；0110000[x2]浮=1，1011；0100000[x3]浮=0，0011；0110000[x4]浮=0，0111；1001100[x1]浮=0，1111；0110000[x2]浮=0，1011；0100000[x3]浮=1，0011；01100002016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)41/64[x4]

浮=1，0111；

100110013. 浮點(diǎn)數(shù)格式同上題，當(dāng)階碼基值分別取

2和

16時(shí)：說(shuō)明

2和

16在浮點(diǎn)數(shù)中如何表示。

基值不同對(duì)浮點(diǎn)數(shù)什么有影響？當(dāng)階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示，且尾數(shù)采用規(guī)格化形式，給出兩種情況下所能表示的最大正數(shù)和非零最小正數(shù)真值。解：階碼基值不論取何值，在浮點(diǎn)數(shù)中均為隱含表示，即：2和16不出現(xiàn)在浮點(diǎn)格式中，僅為人為的約定。當(dāng)基值不同時(shí)，對(duì)數(shù)的表示范圍和精度都有影響。即：在浮點(diǎn)格式不變的情況下，3基越大，可表示的浮點(diǎn)數(shù)范圍越大， 但浮點(diǎn)數(shù)精度越低。r=2 時(shí)，最大正數(shù)的浮點(diǎn)格式為：0，1111；111111115-10其真值為：N+max=2×(1-2)非零最小規(guī)格化正數(shù)浮點(diǎn)格式為：1，0000；0000000其真值為：N+min=2×2=2r=16 時(shí)，最大正數(shù)的浮點(diǎn)格式為：0，1111；11111115-102016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)42/64其真值為：N+max=16×非零最小規(guī)格化正數(shù)浮點(diǎn)格式為：1，0000；000000其真值為：N+min=16×16=16設(shè)浮點(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)為32位，欲表示±6萬(wàn)間的十進(jìn)制數(shù)，在保證數(shù)的最大精度條件下，除階符、數(shù)符各取 1位外，階碼和尾數(shù)各取幾位？按這樣分配，該浮點(diǎn)數(shù)溢出的條件是什么？ 解：若要保證數(shù)的最大精度，應(yīng)取階碼的基值 =2。若要表示±6萬(wàn)間的十進(jìn)制數(shù)，于 32768 25 該浮點(diǎn)數(shù)格式如下：階符 階碼 數(shù)符5-16-1-17-16-1-17尾數(shù) 按此格式，該浮點(diǎn)數(shù)上溢的條件為：階碼 ?2什么是機(jī)器零？若要求全0表示機(jī)器零，浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)應(yīng)采取什么機(jī)器數(shù)形式？解：機(jī)器零指機(jī)器數(shù)所表示的零的形式，它與真值零的區(qū)別是：機(jī)器零在數(shù)軸上表示為“0”點(diǎn)及其附近的一段區(qū)域，即在計(jì)算機(jī)中小到機(jī)器數(shù)的精度達(dá)不到的數(shù)均視為“機(jī)器零”，而真零對(duì)應(yīng)數(shù)軸上的一點(diǎn)。若要求用“全0”表示浮2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)43/64點(diǎn)機(jī)器零，則浮點(diǎn)數(shù)的階碼應(yīng)用移碼、尾數(shù)用補(bǔ)碼表示。16 ．設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為 16位，寫出下列各種情況下它能表示的數(shù)的范圍。設(shè)機(jī)器數(shù)采用一位符號(hào)位，答案均用十進(jìn)制表示。 無(wú)符號(hào)數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。 原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼 6位，尾數(shù) 10位。分別寫出其正數(shù)和負(fù)數(shù)的表示范圍。浮點(diǎn)數(shù)格式同，機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式，分別寫出其對(duì)應(yīng)的正數(shù)和負(fù)數(shù)的真值范圍。解：無(wú)符號(hào)整數(shù)： 0~216-1 ，即：0~65535；無(wú)符號(hào)小數(shù)： 0~1-2-16 ，即：0~ ； 原碼定點(diǎn)小數(shù)：-1+2-15~1-2-15 ，即：-~補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)： -1~1-2 ，即：-1~補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)： -2~2-1 ，即：-32768~32767 原碼定點(diǎn)整數(shù)：-215+1~215-1 ，即：-32767~32767據(jù)題意畫(huà)出該浮點(diǎn)數(shù)格式，當(dāng)階碼和尾數(shù)均采用原碼，非規(guī)格化數(shù)表示時(shí)： 最大負(fù)數(shù)=1，11111；000001 ，即-2-9?2-31 最小負(fù)數(shù)=0，11111；111111，即-?2 則負(fù)數(shù)表示范圍為： -?231 ——-2-9?2-31 最大正數(shù)=0，11111；111111，即?2-9-312016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)44/64最小正數(shù)=1，11111；000001，即2?2 則正數(shù)表示范圍為：2-9?2-31 ——?231當(dāng)機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式時(shí)，若不考慮隱藏位，則最大負(fù)數(shù)=1，00000；111111，即-2?2最小負(fù)數(shù)=0，11111；000000，即-1?2則負(fù)數(shù)表示范圍為：-1?231——-2-1?2-32最大正數(shù)=0，11111

；

111111

，即

?231

最小正數(shù)=1，00000；000000，即

2-1?2-32

則正數(shù)表示范圍為：2?2-1-3231-1-32-931-9311515-15——?2-931設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位，對(duì)下列各機(jī)器數(shù)進(jìn)行算術(shù)左2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)45/64移一位、兩位，算術(shù)右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。[x1] 原=1010；[y1]補(bǔ)=0100；[z1]反=1111；[x2]原=1000；[y2]補(bǔ)=1000；[z2]反=1000；[x3]原=1001；[y3]補(bǔ)=1001；[z3]反=1001。解：算術(shù)左移一位：[x1]原=0100；正確[x2]原=0000；溢出出錯(cuò)[x3]原=0010；正確[y1]補(bǔ)=1000；溢出出錯(cuò)[y2]補(bǔ)=0000；正確[y3]補(bǔ)=0010；溢出出錯(cuò)[z1]反=1111；溢出出錯(cuò)[z2]反=0001；正確[z3]反=0011；溢出出錯(cuò)算術(shù)左移兩位：[x1]原=1000；正確[x2]原=0000；溢出出錯(cuò)[x3]原=0100；正確[y1]補(bǔ)=0000；溢出出錯(cuò)[y2]補(bǔ)=0000；正確[y3]補(bǔ)=0100；溢出出錯(cuò)[z1]反=1111；溢出出錯(cuò)[z2]反=0011；正確[z3] 反=0111；溢出出錯(cuò) 算術(shù)右移一位：[x1] 原=1101；正確[x2] 原=0100；正確[x3] 原=1100(1)；丟1，產(chǎn)生誤差 [y1] 補(bǔ)=1010；正確[y2]補(bǔ)=0100；正確[y3] 補(bǔ)=1100(1)；丟1，產(chǎn)生誤差 [z1] 反=0111；正確2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作 –獨(dú)家原創(chuàng)46/64[z2]反=0100(0)；丟0，產(chǎn)生誤差[z3]反=1100；正確算術(shù)右移兩位：[x1]原=0110；產(chǎn)生誤差[x2]原=1010；正確[x3]原=0110；產(chǎn)生誤差[y1]補(bǔ)=0101；正確[y2]補(bǔ)=1010；正確[y3]補(bǔ)=0110；產(chǎn)生誤差[z1]反=1011；正確[z2]反=1010；產(chǎn)生誤差[z3]反=0110；產(chǎn)生誤差試比較邏輯移位和算術(shù)移位。解：邏輯移位和算術(shù)移位的區(qū)別：邏輯移位是對(duì)邏輯數(shù)或無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行的移位，其特點(diǎn)是不論左移還是右移，空出位均補(bǔ) 0，移位時(shí)不考慮符號(hào)位。算術(shù)移位是對(duì)帶符號(hào)數(shù)進(jìn)行的移位操作，其關(guān)鍵規(guī)則是移位時(shí)符號(hào)位保持不變，空出位的補(bǔ)入值與數(shù)的正負(fù)、移位方向、采用的碼制等有關(guān)。補(bǔ)碼或反碼右移時(shí)具有符號(hào)延伸特性。左移時(shí)可能產(chǎn)生溢出錯(cuò)誤，右移時(shí)可能丟失精度。設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位，用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各題。

A=9/64

，B=-13/32

，求

A+B。

A=19/32，B=-17/128

，求A-B。

A=-3/16

，B=9/32，求

A+B。

A=-87，B=53，求A-B。A=115，B=-24，求A+B。解：A=9/64=0010B,B=-13/32=-0100B[A]補(bǔ)=0010,[B]補(bǔ)=11002016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作–獨(dú)家原創(chuàng)47/64[A+B]補(bǔ)=+=——無(wú)溢出A+B=-0010B=-17/64A=19/32=1100B,B