計(jì)算機(jī)組成原理

2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末考試《計(jì)算機(jī)組成原理》大作業(yè)一、簡答題（每小題10分，共70分）1、基本的軟件系統(tǒng)包括哪些內(nèi)容？答:基本的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件是一組保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效、正確運(yùn)行的基礎(chǔ)軟件，通常作為系統(tǒng)資源提供給用戶使用。包括:操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、分布式軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)、各種服務(wù)程序等。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由哪些基本部件組成？它們的主要功能是什么？答:計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)通常由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲器和控制器等五大部件組成。輸入設(shè)備的主要功能是將程序和數(shù)據(jù)以機(jī)器所能識別和接受的信息形式輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)。輸出設(shè)備的主要功能是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以人們所能接受的信息形式或其它系統(tǒng)所要求的信息形式輸出。存儲器的主要功能是存儲信息，用于存放程字和數(shù)據(jù)。運(yùn)算器的主要功能是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器的主要功能是按事先安排好的解題步驟，控制計(jì)算機(jī)各個部件有條不紊地自動工作。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想是什么？什么叫存儲程序方式？答:馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想包含三個方面:1)計(jì)算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲器和控制器五大部件組成。2)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。3)采用存儲程序方式。存儲程序是指在用計(jì)算機(jī)解題之前，事先編制好程序，并連同所需的數(shù)據(jù)預(yù)先存入主存儲器中。在解題過程(運(yùn)行程序)中，由控制器按照事先編好并存入存儲器中的程序自動地、連續(xù)地從存儲器中依次取出指令并執(zhí)行，直到獲得所要求的結(jié)果為止。早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為什么以存儲器為中心？答:早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:以運(yùn)算器為中心的，其它部件都通過運(yùn)算器完成信息的傳遞。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，人們將運(yùn)算器和控制器兩個主要功能部件合二為一，集成到一個芯片里構(gòu)成了微處理器。同時隨著半導(dǎo)體存儲器代替磁芯存儲器，存儲容量成倍地?cái)U(kuò)大，加_L需要計(jì)算機(jī)處理、加工的信息量與日俱增，以運(yùn)算器為中心的結(jié)構(gòu)已不能滿足計(jì)算機(jī)發(fā)展的需求，甚至?xí)绊懹?jì)算機(jī)的性能。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯ζ鳛橹行?。什么叫總線？總線的主要特點(diǎn)是什么？采用總線有哪些好處？答:總線是一組可為多個功能部件共享的公共信息傳送線路?？偩€的主要特點(diǎn)是共享總線的各個部件可同時接收總線上的信息，但必須分時使用總線發(fā)送信息，以保證總線上信息每時每刻都是唯--的、不至于沖突。使用總線實(shí)現(xiàn)部件互連的好處:①可以減少各個部件之間的連線數(shù)量，降低成本;②便于系統(tǒng)構(gòu)建、擴(kuò)充系統(tǒng)性能、便于產(chǎn)品更新?lián)Q代。按其任務(wù)分，總線有哪幾種類型？它們的主要作用是什么？答:按總線完成的任務(wù)，可把總線分為:CPU內(nèi)部總線、部件內(nèi)總線、系統(tǒng)總線、外總線。計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是什么？答:計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)有:①能自動連續(xù)地工作;②運(yùn)算速度快;③運(yùn)算精度高;④具有很強(qiáng)的存儲能力和邏輯判斷能力;⑤通用性強(qiáng)。二、計(jì)算題（每小題15分，共30分）1、某8位計(jì)算機(jī)采用單總線結(jié)構(gòu)，地址總線17根（A16~0，A16為高位），數(shù)據(jù)總線8根雙向（D7~0），控制信號R/（高電平為讀，低電平為寫）。已知該機(jī)存儲器地址空間從0連續(xù)編址，其地址空間分配如下：最低8K為系統(tǒng)程序區(qū)，由ROM芯片組成；緊接著40K為備用區(qū)，暫不連接芯片；而后78K為用戶程序和數(shù)據(jù)空間，用靜態(tài)RAM芯片組成；最后2K用于I/O設(shè)備（與主存統(tǒng)一編址）?，F(xiàn)有芯片如下：SRAM：16K×8位，其中：為片選信號，低電平有效，：為寫控制信號，低電平寫，高電平讀。ROM：8K×8位，其中：為片選信號，低電平有效，：為讀出控制，低電平讀出有效。譯碼器：3—8譯碼器，輸出低電平有效；為使能信號，低電平時譯碼器功能有效。其它“與、或”等邏輯門電路自選。（1）請問該主存需多少SRAM芯片？（2）試畫出主存芯片與CPU的連接邏輯圖。（3）寫出各芯片地址分配表。2、已知某8位機(jī)的主存采用4K×4位的SRAM芯片構(gòu)成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用模塊板結(jié)構(gòu)形式，該機(jī)地址總線為18位，問：（1）若每個模塊板為32K×8位，共