王万生《计算机组成原理实用教程》课后习题答案.pdf

1 习题 1 参考答案习题 1 参考答案 一、选择题 1微型计算机的分类通常是以微处理器的D D来划分。 A芯片名B.寄存器数目 C字长D.规格 2. 将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称为A A。 A数据处理B.辅助设计 C实时控制D.数值计算 3 计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步， 但至今其运行仍遵循这一位科学家提出的 基本原理D D。 A.爱因斯坦B.爱迪生 C.牛顿D.冯诺伊曼 4冯诺伊曼机工作方式的基本特点是A A。 A按地址访问并顺序执行指令B堆栈操作 C选择存储器地址D按寄存器方式工作 5目前的 CPU 包括_A_A_ _和 cache。 A. 控制器、运算器B. 控制器、逻辑运算器 C. 控制器、算术运算器D. 运算器、算术运算器 二、填空 1. 数字式电子计算机的主要外部特性是快速性快速性、准确性准确性、通用性通用性、逻辑性逻辑性。 2. 世界上第一台数字式电子计算机诞生于 19461946年。 3. 第一代电子计算机逻辑部件主要由 电子管电子管组装而成。 第二代电子计算机逻辑部 件主要由晶体管晶体管 组装而成。 第三代电子计算机逻辑部件主要由集成电路集成电路 组装而 成。 第四代电子计算机逻辑部件主要由 大规模集成电路大规模集成电路组装而成。 4. 当前计算机的发展方向是网络化计算机系统网络化计算机系统、分布式计算机系统分布式计算机系统和智能化计算机智能化计算机 系统系统等方向发展。 5. 电子计算机与传统计算工具的区别是 自动化程度高自动化程度高。 6.冯诺依曼机器结构的主要思想是 1.采用二进制代码表示数据和指令1.采用二进制代码表示数据和指令；2采用存储2采用存储 程序的工作方式程序的工作方式；3计算机的硬件系统由五大部分组成3计算机的硬件系统由五大部分组成。 7. 冯诺依曼机器结构由 控制器控制器、存储器存储器、运算器运算器、输入设备输入设备和输出设备输出设备五大部分组 成。 8. 中央处理器由 运算器运算器和控制器控制器 两部分组成。 9. 计算机中的字长是指机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数）机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数） 。 10. 运算器的主要部件是算术逻辑运算单元 ALU算术逻辑运算单元 ALU。 11. 控制器工作的实质是 指挥指挥和协调机器各个部件有条不紊协调机器各个部件有条不紊 工作。 12. 存储器在计算机中的主要功能是存储程序存储程序和数据数据 。 2 13. 计算机的兼容性是指：一台计算机上的程序不加任何修改可在另一台计算机上正确：一台计算机上的程序不加任何修改可在另一台计算机上正确 运行的特性运行的特性。 14.表示计算机硬件特性的主要性能指标有:字长字长、主频主频 、存储容量存储容量 、兼容性兼容性、数据处数据处 理速度理速度、可靠性可靠性、数据传送速率数据传送速率。 （填 5 个以上） 15可由硬件直接识别和执行的语言是机器语言机器语言 。 16与机器语言相比汇编语言的特点是编程容易编程容易、修改调试方便修改调试方便 。 17计算机系统的软硬件界面是 指令系统指令系统 。 18软硬件逻辑功能等效是指计算机系统的某功能可以由硬件实现也可以由软件实现计算机系统的某功能可以由硬件实现也可以由软件实现， 在逻辑功能上是等价的。由硬件实现功能的特点是速度快速度快、价格高价格高。由软件实现功能 的特点是灵活性好灵活性好、但速度较慢速度较慢。 19计算机厂家在发展新机种时，遵循 兼容兼容 的原则。 20计算机的字长决定 寄存器寄存器 、 运算部件运算部件 和 数据总线数据总线 的位数。 习题 2 参考答案习题 2 参考答案 一、 选择题 1下列数中，最小的数是A A。 A(101001)2B(52)C(2B)16D45 2下列数中，最大的数是D D。 (101001)2 （） （）1645 3计算机中表示地址时使用_D_D_ A.原码B.补码 C.反码D.无符号数 4字长 16 位，用定点补码小数表示时，一个字能表示的范围是_A A_ A-1（1-2 -15） B0（1-2 -15） C-1+1D-（1-2 -15）（1-2-15） 5若 X补=10000000，则十进制真值为_C_C_。 A、-0B、-127 C、-128D、-1 6定点整数 16 位，含 1 位符号位，原码表示，则最大正数为_C_C_ A、2 16 B、2 15 C、2 15-1 D、2 16-1 7.当-10,则上商 q1=1 0 01 1 1 0 0 01 0 0 0 0 10 0 0 0 部分余数和商一起左移 2R1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 1 0 0 00 1 0 0 1 10 1 1 0 1 01 1 0 0 0 01 1 1 0 1 11 0 1 0 2R2-Y 2R3-Y 2R4+Y R50,则上商 q2=1 1 10 0 1 0 R40,则上商 q3=0 0 1 1 0 0 0 01 1 1 0 R5+Y 0 01 0 0 0 9 右移一位10001111 符号位 1 右移一位10001111 符号位 1 1=0（正） XY=10001111 习题 4 参考答案 1=0（正） XY=10001111 习题 4 参考答案 一、选择题 1某计算机字长 32 位，存储容量 8MB，若按双字编址，它的寻址范围是A A。 A01MB.02M C0624KD.0720K 2某计算机字长 16 位，存储容量 2MB，若按半字编址，它的寻址范围是B B。 A06MB.02M C01MD.010M 3Cache 是指A A。 A高速缓冲存储器B.主存 CROMD.外部存储器 4磁盘按盘片的组成材料分为软盘和B B。 A磁带B.硬盘 C磁鼓D.磁泡 5磁表面存储器是以 B B作为记录信息的载体。 A塑料介质B.磁介质 C材料D.磁头 6对磁盘上存储的信息的访问是通过它所在磁道号和B B实现的。 A扇型区域B.扇区号 C柱面号D.标记 7内存若为 16MB，则表示其容量为_D_D_KB. A16B1024 C16000D16384 8若 CPU 的地址线为 25 根，则能够直接访问的存储器的最大寻址空间是_D_D_。 A1MB5M C16MD32M 9CPU 可以直接访问的存储器是_C_C_。 A磁带B磁盘 C主存储器D外存 10 某 RAM 芯片， 其存储容量为 102416 位， 该芯片的地址线和数据线数目分别为_A_A_。 A.10，16B.20，18 10 C.18，20D.19,21 11计算机的存储器系统是指_D_D_。 A.RAMB.主存储器 C.ROMD.Cache、主存储器和外存储器 12若存储体中有 1K 个存储单元，采用双译码方式时要求译码输出线为_A_A_ A.64B.32 C.560D.9 13某计算机字长 32 位，存储容量为 1MB，若按字编址，它的寻址范围是_B_B_ A.0512KB.0256K C.0256KWD.01K 14.内存储器容量为 256KB 时，若首地址为 00000H，那么地址的末地址的十六进制表示 是_D_D_ A.2FFFFHB.4FFFFH C.1FFFFHD.3FFFFH 15RAM 芯片串联时可以_C_C_ A提高存储器的速度B降低存储器的价格 C增加存储单元的数量D增加存储器的字长 16与动态 MOS 存储器相比，双极性半导体存储器的特点是_A_A_ A速度快，功耗小B集成度高 C速度慢D容量大 17下列元件中存取速度最快的是_A_A_ A寄存器B内存 C外存Dcache 18对于没有外存储器的计算机来说，监控程序可以存放在_C_C_ ACPUBRAM CROMDRAM 和 ROM 19评价磁记录方式的基本要素一般有_D_D_、同步能力、可靠性。 A密度B记录方式 C控制方式D记录密度 20某一 SRAM 芯片，其容量为 5128 位，除电源线、接地线和刷新线外，该芯片的最 小引脚数目应为_D_D_。 A24B26 C50D19 21计算机的主存容量与地址总线的_A_A_有关，其容量为_A_A_。 A根数，2 地址根树 B频率，2 地址根树 C速度，2GD电压，1024KB 22三级存储器系统是指_A_A_这三级。 11 A高缓、外存、内存B高缓、外存、EPROM C外存、内存、串口D高缓、内存、EPROM 23在大量数据传送中常用且有效的检验方法是_D_D_。 A奇偶校验法B海明码校验 C判别校验DCRC 校验 24.组成 2M8bit 的内存，可以使用_C_C_进行并联。 A2M16bitB48bit C2M4bitD416bit 二、填空 1. 存储器的作用是以二进制形式存放程序和数据以二进制形式存放程序和数据。 2对存储器可进行的基本操作有两个:读出操作读出操作和写入操作写入操作。 3如果任何存储单元的内容都能被随机访问，且访问时间和存储单元的物理位置无关， 这种存储器称为随机存储器随机存储器。 4内存是计算机主机的一个组成部分，它用来存放正在使用的或经常使用的正在使用的或经常使用的程序和数 据。 5在断电后信息即消失的存储器称为非永久记忆（或易失性）非永久记忆（或易失性）的存储器。半导体读写半导体读写 存储器 RAM存储器 RAM 属于非永久性存储器。 6由高速缓冲存储器、主存和外存组成一个完整的存储系统高速缓冲存储器、主存和外存组成一个完整的存储系统是一种常见的三级存储系 统结构。 7外存（或辅存）外存（或辅存）中的信息不能被 CPU 直接访问。 8外存用于存储备用的、不经常使用且断电后能长期保存备用的、不经常使用且断电后能长期保存的信息。 9MOS 型半导体随机存储器可分为静态存储器和动态存储器静态存储器和动态存储器两种，后者在使用过程中每 2ms 内要刷新一次。 10只读存储器 ROM 的特点是通过一定方式将信息写入以后，信息就固定在 ROM 中，即通过一定方式将信息写入以后，信息就固定在 ROM 中，即 使电源切断之后，信息也不会丢失使电源切断之后，信息也不会丢失。 11只读存储器主要用来存放一些不需要修改的信息，如微程序、子程序、某些系统软修改的信息，如微程序、子程序、某些系统软 件、用户软件和数据表格等件、用户软件和数据表格等。 12按照制造工艺的不同，可将 ROM 分为三类：掩膜式只读存储器 MROM掩膜式只读存储器 MROM、可编程只读存可编程只读存 储器 PROM储器 PROM、可擦除可编程只读存储器 EPROM可擦除可编程只读存储器 EPROM。 13MROM 中的内容由芯片制造厂家在芯片生产过程中按要求做好芯片制造厂家在芯片生产过程中按要求做好。 14PROM 中的内容一旦写入，就无法改变了，属于一次可编程存储器一次可编程存储器。 15.主存与辅存的区别主要是 CPU 可以直接访问主存不能直接访问辅存，主存中的信息CPU 可以直接访问主存不能直接访问辅存，主存中的信息 掉电后不能保存，辅存中的信息掉电后不会丢失掉电后不能保存，辅存中的信息掉电后不会丢失。 16双极型半导体工作速度比 MOS 型半导体快 ，因此 CacheCache 就是由双极型半导体构成。 17 计算机内存储器可以采用 RAM 和 ROM(即内存和 ROMBIOS。 注意内存储器不是指内存)RAM 和 ROM(即内存和 ROMBIOS。 注意内存储器不是指内存)。 18常用的刷新控制方式有：集中刷新控制方式集中刷新控制方式、分散刷新控制方式分散刷新控制方式和异步刷新控制方异步刷新控制方 12 式式三种。 19一个 16K32 位的存储器,地址线和数据线的总和是 4646 。 20一个 512KB 的存储器,地址线和数据线的总和是 2727。 21一个 16K16 位的存储器,地址线和数据线的总和是 3030 。 22某计算机字长是 16 位它的存储容量是 64KB,按字编址,该机的寻址范围是 32K32K。 23某计算机字长是 64 位它的存储容量是 1MB,按字编址, 该机的寻址范围是 128K128K 。 24某计算机字长是 32 位它的存储容量是 64KB,按字编址, 该机的寻址范围是 16K16K 。 25某一 RAM 芯片其容量为 5128 位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是 1818 （或 19 读写分开）（或 19 读写分开） 。 26某 RAM 存储器容量为 32K16 位则地址线为 15 根,为 15 根,数据线为 16 根为 16 根。 27某 RAM 存储器容量为 128K16 位则地址线为 17 根,为 17 根,数据线为 16 根为 16 根。 28. 存储器与其他部件之间主要通过数据线，地址线地址线和读、写控制线进行连接读、写控制线进行连接。 29内存容量为 256KB 时，若首地址为 00000H，那么末地址为 3FFFF3FFFFH。 3016 位机中，若存储器的容量为 1MB，则访存时所需地址线应有 2020 根。 31存储器芯片并联的目的是为了增加存储器的字长增加存储器的字长。 32存储器串联的目的是为了增加存储器的单元数增加存储器的单元数。 33存储器串联时，需要将地址码分成两个部分，一部分送芯片地址线芯片地址线，一部分经译码 后送存储芯片的片选片选位。 34要组成容量为 4M8 位的存储器，需要 8 片8 片 4M1 位的芯片，或需 4 片4 片 1M8 位的 存储芯片。 35构成 32MB 的存储器，需要 1M1 位的芯片 256256 片 36Cache 是指介于 CPU 与主存间速度快容量较小的高速缓冲存储器介于 CPU 与主存间速度快容量较小的高速缓冲存储器。 37在图 4-28 多级存储系统中，上一层次的存储器比下一层次存储器速度快速度快、容量小容量小， 每一字节存储容量的成本高。 38Cache 介于主存与 CPU 之间，其速度比主存快快，容量比主存小小。 39引入 cache 的目的是弥补 CPU 与主存间存在的速度速度差。 40将辅存当作主存用，扩大程序可访问的存储空间，这样的结构称为虚拟存储器虚拟存储器。 41虚拟存储器的建立主要用来解决主存容量不足主存容量不足问题。 42选择替换算法的主要依据是命中率高和容易实现命中率高和容易实现。 43常用的替换算法有 LRU（最近最少使用法）LRU（最近最少使用法） ，FIFO（先入先出法）FIFO（先入先出法）和 OPT（最佳置换OPT（最佳置换 法）法）三种。 三、计算题 1某主存容量为 1MB，用 256K1 位/每片 RAM 组成，应使用多少片？采用什么扩展方 式？应分成几组？每组几片？ 解：总片数 1MB/（256K1）=12解：总片数 1MB/（256K1）=12 20208/（2562 8/（2562 10101）=48=32 片 采用混联（并+串联）扩展方式；应分成 4 组；每组 8 片。 1）=48=32 片 采用混联（并+串联）扩展方式；应分成 4 组；每组 8 片。 13 2某主存容量为 256KB，用 256K1 位/每片 RAM 组成，应使用多少片？采用什么扩展 方式？应分成几组？每组几片？ 解：总片数 256KB/（256K1）=2562解：总片数 256KB/（256K1）=2562 10108/（2562 8/（2562 10101）=18=8 片 采用并联扩展方式；应分成 1 组；每组 8 片。 习题 5 参考答案 1）=18=8 片 采用并联扩展方式；应分成 1 组；每组 8 片。 习题 5 参考答案 一、 选择题 1通常指令编码的第一个字段是_C_C_ A.操作B.指令 C.操作码D.控制码 2堆栈常用于_D_D_ A.程序转移B.输入输出 C.数据移位D.保护程序现场 3.在堆栈中保持不变的是_B_B_ A.栈指针B.栈底 C.栈顶D.栈中数据 4设寄存器 R=1000，地址 1000 处的值为 2000，2000 处为 3000，PC 的值为 4000，用相 对寻址方式，-2000（PC）的操作数是_B_B_ A4000B3000 C5000D7000 5直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入_A_A_ APCB累加器 C存储器D地址寄存器 6以下的D D不能支持数值处理。 A.算术运算类指令B.移位操作类指令 C.字符串处理类指令 D.输入输出类指令 二、 填空题 1计算机硬件能够识别并直接执行的指令称为 机器指令机器指令。 2指令系统是计算机硬件所能识别的系统，它是计算机软、硬件计算机软、硬件之间的接口。 3.一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机的指令系统指令系统 。 4汇编程序的功能是将汇编源程序汇编源程序转换成目标代码目标代码 。 5高级语言编译后生成的目标代码与汇编生成的代码比较，前者代码长，执行速度慢代码长，执行速度慢 6. 指令系统的完备性是指用指令系统中的指令编制各种程序时，指令系统直接提供的用指令系统中的指令编制各种程序时，指令系统直接提供的 指令足够使用，而不必用软件实现指令足够使用，而不必用软件实现。 7单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数 14 常需采用隐含寻址方式给出隐含寻址方式给出。 8零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自堆栈（或隐堆栈（或隐 含给出）含给出） 。 9. 在一地址指令格式中，可能有一个操作数一个操作数，也可能有两个操作数 10指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编 程灵活性程灵活性。 11用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寄存器直接寄存器直接寻址。 12寄存器间接寻址方式中，操作数处在主存单元中主存单元中。 13.变址寻址方式中，操作数的有效地址等于变址寄存器内容加上形式地址变址寄存器内容加上形式地址。 14指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现程序的条件程序的条件 转移或无条件转移转移或无条件转移。 15每条指令由两部分组成，即_操作码_操作码_，_操作数_操作数_。 16零地址指令是不带_地址码_地址码_的机器指令，其操作数是由_堆栈（或隐含方式）_堆栈（或隐含方式）提供 的。 17指令中的地址码即是操作数的实际地址，这种寻址方式称作_直接寻址_直接寻址_。若指令中 的地址码即是实际的操作数，这种寻址方式称作_立即寻址_立即寻址_。 18在存储器堆栈中，需要一个 堆栈指针 SP堆栈指针 SP ，用它来指明 栈顶栈顶 的变化。 19在下表括号中正确填入每个地址位数，以及相应的可寻址空间。 指令地址码机器字（位）操作码（位）每个地址位（位）可寻址空间（字节） 三地址164（4 4）（1616） 单地址164（1212）（40964096） 20在下列寻址方式中为了取出操作数，需访问内存几次。 A. 立即寻址_0_0_次B. 直接寻址_1_1_次 C. 一级间接寻址_2_2_次D. 二级间接寻址_3_3_次 21RISC 是精简指令系统计算机是精简指令系统计算机的简称。 22CISC 是复杂指令系统计算机复杂指令系统计算机的简称。 习题 6 参考答案习题 6 参考答案 一、 选择题 1目前的 CPU 包括A A和 cache。 A. 控制器、运算器B. 控制器、逻辑运算器 C. 控制器、算术运算器D. 运算器、算术运算器 2若 A 机的 CPU 主频为 8MHZ，则 A 机的 CPU 主振周期是_C_C_ A0.25 微秒B0.45 微秒 C0.125 微秒D1.6 微秒 3同步控制是_C_C_。 A只适用于 CPU 的控制的方式 15 B只适用于外部设备的控制的方式 C由统一的时序信号控制的方式 D所有指令执行的时间都相同的方式 4异步控制常作为_D_D_的主要控制方式。 A微型机的 CPU 控制中B微程序控制器 C组合逻辑控制的 CPUD单总线结构计算机中访问主存与外围设备时 5为协调计算机系统各部分工作，需有一种器件提供统一的时钟标准，这个器件是_B_B_。 A.总线缓冲器B.时钟发生器 C.总线控制器D.操作指令产生器 6在 CPU 中存放当前正在执行指令的的寄存器是_C_C_。 A.主存地址寄存器B.程序计数器 C.指令寄存器D.程序状态寄存器 7计算机主频周期是指_B_B_ A.指令周期B.时钟周期 C.存取周期D.CPU 周期 8CPU 内通用寄存器的位数取决于 A A A机器字长B存储器容量 C指令字长D速度 9一条转移指令的操作过程包括取指令、指令译码和_D_D_三部分。 A. 地址B. 操作码 C. 机器周期D. 计算地址 10任何指令周期的第一步必定是_B_B_周期。 A.取数据B.取指令 C.取状态D.取程序 11微程序入口地址是_B_B_根据指令的操作码产生的。 A. 计数器B. 译码器 C. 计时器D. 判断逻辑矩阵 12下列关于微处理器的描述中 ，正确的是_B_B_。 A.微处理器就是主机B.微处理器可以用作微机的 CPU C.微处理器就是微机系统D.微处理器就是一台微机 13微程序放在_B_B_中。 ARAMB控制存储器 C指令寄存器D内存储器 14微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数_C_C_，用它编写的微程序 C_C_。 A较多，较长B较少，较短 C较长，较短D较短，较少 16 二、填空 1中央处理器是指运算器和控制器运算器和控制器。 2在 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是程序计数器 PC (或指令指针 IP)程序计数器 PC (或指令指针 IP)。 3PC 属于控制器控制器。 4CPU 中通用寄存器的位数取决于机器字长机器字长。 5CPU 主要包括控制器、运算器、cache控制器、运算器、cache 。 6指令周期是指取出并执行一条指令所需的时间指取出并执行一条指令所需的时间。 7任何一条指令的指令周期的第一步必定是取指周期取指周期。 8CPU 取出一条指令并将其执行完毕所需的时间是指令周期指令周期。 9指令周期一般由取指取指、取操作数（包括取源操作数和取目的操作数）取操作数（包括取源操作数和取目的操作数）和执行执行三个部 分组成。 10有些机器将机器周期定为存储周期的原因是存储操作操作时间最长存储操作操作时间最长 。 11同步控制是由统一时序信号控制的方式由统一时序信号控制的方式。 12异步控制常用于两个速度差异较大的设备之间通信时采用的主要控制方式（或在单两个速度差异较大的设备之间通信时采用的主要控制方式（或在单 总线结构计算机中访问主存与外围设备时）总线结构计算机中访问主存与外围设备时）作为其主要控制方式。 13指令异步控制方式的特点是每条指令，每个操作控制信号需要多长时间就占用多长每条指令，每个操作控制信号需要多长时间就占用多长 时间时间。 14时序信号的定时方式，常用的有同步控制同步控制、异步控制异步控制、联合控制联合控制三种方式。 15.构成控制信号序列的最小单位是微命令微命令。 16硬布线器的设计方法是：先画出指令执行的先画出指令执行的流程图，再利用流程图找出函数关系并流程图找出函数关系并 写出综合逻辑表达式，然后用门电路门电路等器件实现。 17硬布线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是指令操作码的指令操作码的译码输出、时序时序 信号和状态状态信号的逻辑函数。 18在硬布线控制器中，把控制部件看作为产生微命令信号微命令信号的逻辑电路。 19 控制器的控制方式有_同步_同步,_异步_异步 和_联合_联合_三种形式。 其中_异步_异步_方式最节省时间， 同步同步方式最浪费时间，而_联合_联合_方式介于两者之间。 20在硬布线控制器中，某一微操作控制信号由微命令信号发生器微命令信号发生器产生。 21微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是每一条机器指令由一段微指令编写的每一条机器指令由一段微指令编写的 微程序来解释执行微程序来解释执行。 22采用微程序控制方法，使原来的组合逻辑变成了存储逻辑存储逻辑。 23微程序是若干条微指令若干条微指令的有序集合。 24与微程序控制相比，组合逻辑控制的速度较快快 。 25计算机的核心部件是 CPUCPU，控制着计算机内 信息流信息流 和 数据流数据流 的操作。 26现代计算机的运算器结构一般使用总线来组织，基本分为 单总线单总线、双总线双总线、 多总多总 线线 三种结构形式。其中多总线多总线 操作速度最快，而 单总线单总线操作速度最慢。 27 根据机器指令与微指令之间概念上的某种对应关系， 请在下面括号种填入适当名称。 指令微指令 17 命令（ 微命令微命令 ） （ 程序程序 ）微程序 主存（ 控制存储器控制存储器 ） 地址（微地址微地址 ） （指令寄存器 IR指令寄存器 IR）微命令寄存器 三、 简答题 1什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？ 答：指令周期是执行一条指令的时间。执行一条指令的时间又用若干个 CPU 周期（机器答：指令周期是执行一条指令的时间。执行一条指令的时间又用若干个 CPU 周期（机器 周期）来表示，如 FT，ST，DT，ET。一个 CPU 周期又分为若干个时钟周期（节拍脉冲） 。周期）来表示，如 FT，ST，DT，ET。一个 CPU 周期又分为若干个时钟周期（节拍脉冲） 。 2微程序控制器有何特点（基本设计思想）？ 答：设计比较规范，容易扩充，修改方便，由于用软件的方法实现，执行速度较慢。设计比较规范，容易扩充，修改方便，由于用软件的方法实现，执行速度较慢。 3什么叫组合逻辑控制器？它的输入信号和输出信号有哪些？ 答：完全有硬件电路实现的（组合逻辑电路）的控制器称为组合逻辑控制器。输入信号 有：指令译码器的输出；时序信号；由 PSW 给出的标志。输出信号：微操作控制信号（即 微命令） ，如 Write 、Read 以及 CPU 内部各种控制信号。 答：完全有硬件电路实现的（组合逻辑电路）的控制器称为组合逻辑控制器。输入信号 有：指令译码器的输出；时序信号；由 PSW 给出的标志。输出信号：微操作控制信号（即 微命令） ，如 Write 、Read 以及 CPU 内部各种控制信号。 4以模型机组成为背景，试分析下面指令，写出指令的操作流程。 （1）.SUBR1， X（R3） 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：R 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：R1 1BUSSRBUSSR DT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） R3BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSDR ET：DRBUSX（ALU 的 A 端）SRBUS（ALU 的 B 端） DT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） R3BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSDR ET：DRBUSX（ALU 的 A 端）SRBUS（ALU 的 B 端） SUB ALUZBUSMDR WRITE M SUB ALUZBUSMDR WRITE M （2）.ADDX(R1),(R2) 18 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） R1BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSSR DT：R 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） R1BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSSR DT：R2 2BUSMAR READ MMDRBUSMAR BUSMAR READ MMDRBUSMAR READ MMDRBUSDR ET：DRBUSX（ALU 的 A 端）SRBUS（ALU 的 B 端） ADDALUZBUSMDR WRITE M READ MMDRBUSDR ET：DRBUSX（ALU 的 A 端）SRBUS（ALU 的 B 端） ADDALUZBUSMDR WRITE M （3）.NEG （R6）+ 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR DT：R 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR DT：R6 6BUSMAR |R BUSMAR |R6 6+1R+1R6 6 READ MMDRBUSMAR READ MMDRBUSDR ET：/DRBUS（ALU 的 B 端）CLEAR X（ALU 的 A 端置 0） 1C READ MMDRBUSMAR READ MMDRBUSDR ET：/DRBUS（ALU 的 B 端）CLEAR X（ALU 的 A 端置 0） 1C0 0ADD ALUZBUSMDRADD ALUZBUSMDR WRITE MWRITE M （4）.ADD （R2）+ ， R3 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：R 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR ST：R2 2BUSMARBUSMAR |R|R2 2+1PC READ MMDRBUSSR DT：R +1PC READ MMDRBUSSR DT：R3 3BUSDR ET：SRBUS X（ALU 的 A 端） DRBUS（ALU 的 B 端） BUSDR ET：SRBUS X（ALU 的 A 端） DRBUS（ALU 的 B 端） 19 ADDALUZBUSR3ADDALUZBUSR3 （5）.DECX（R6） 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR DT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） 解：FT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSIR DT：PCBUSMAR |PC+1PC READ MMDRBUSX（ALU 的 A 端） R6BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSDR ET： DRBUS（ALU 的 B 端）CLEAR X（ALU 的 A 端置 0） 1C R6BUS，ADD ，ALUZBUSMAR READ MMDRBUSDR ET： DRBUS（ALU 的 B 端）CLEAR X（ALU 的 A 端置 0） 1C0 0SUB ALUZBUSMDR WRITE M 习题 7 参考答案 SUB ALUZBUSMDR WRITE M 习题 7 参考答案 一、选择题 1总线_A_A_技术可以使不同的信号在同一条信号线上传输，分时使用。 A. 复用B. 分时 C. 分频D. 带宽 2在菊花链方式下，越接近控制器的设备优先级_A_A_ A. 越高B. 越低 C. 越困难D. 越容易 3根据连线的数量，总线可分为串行总线和_A_A_总线 A.并行B.多 C.控制D.地址 4总线控制方式可分为集中式和_B_B_（A 也是对的）_（A 也是对的）式两种 A.分散B.分布 C.控制D.遥测 5串行总线与并行总线相比_A_A_ A并行总线成本高，速度快B. 并行总线成本低，速度慢 C. 串行总线成本高，速度快D.串行总线成本高，速度慢 6 为协调计算机系统各部分工作， 需有一种器件提供统一的时钟标准， 这个器件是_B_B_ _。 A.总线缓冲器B.时钟发生器 C.总线控制器D.操作指令产生器 20 7总线的电气特性包括每一条信号线的信号传递方向，信号的时序特性和_A_A_特性。 A.电平B.时间 C.电流D.安全 8串行传送方式中，一个数据的帧通常包括起始位、数据位、_C_C_、结束位和空闲位。 A.检测位B.查询 C.校验位D.控制位 9PC 机中 PCI 总线的数据通道宽度是_A_A_位的。 A.32B.64 C.8D.16 10双向传输的总线，又可分为_C_C_。 A信号和全双工B信息和半双工 C全双工和半双工D信息和 PC 二、填空题 1系统总线是一组传输公共信息公共信息信号线的集合。 2总线的共享性，即总线所连接的部件都可通过它传递信息传递信息。 3总线协议一般包括：信号线定义、数据格式、时序关系、信号电平、控制逻辑信号线定义、数据格式、时序关系、信号电平、控制逻辑等。 4总线的物理特性是指总线的物理连接方式 ，包括总线的根数，总线的插头、插座的总线的根数，总线的插头、插座的 形状和引脚线的排列方式形状和引脚线的排列方式。 5衡量总线性能的重要指标是总线带宽总线带宽 。 6系统总线由一组导线和相关的控制驱动电路控制驱动电路组成。 7总线带宽是总线本身所能达到的最高传输速率总线本身所能达到的最高传输速率 。 8总线的时间特性定义了每根线在什么时间起作用每根线在什么时间起作用。 9对总线通信进行定时可以分为同步同步和异步异步两种数据传送方式。 10按总线所处的位置不同可以分为片内总线片内总线，片间总线片间总线，内总线内总线，外总线外总线。 11按总线传送信息的类型可将总线分为：地址线地址线，数据线数据线，控制线控制线，电源线和地线电源线和地线。 12按数据传送格式，可将总线分为并行总线并行总线与串行总线串行总线。 13串行总线有两根数据线，分别实现两个方向的数据传输，称为双工通信双工通信。 14按时序控制方式，可分为同步总线同步总线与异步总线异步总线。 15外总线较多采用串行总线串行总线，以节省通信线路的成本、实现远距离传输。 16根据连接方式不同，常见的计算机系统总线结构可分为单总线结构单总线结构、双总线结构双总线结构和 三总线结构（多总线结构）三总线结构（多总线结构） 。 17双总线结构中有两组总线。一组总线是 CPU 与主存储器之间进行信息交换的公共通 路，称为存储总线存储总线。 18面向主存储器的双总线结构它保留了单总线结构的优点，即所有设备和部件均可通 过系统总线系统总线交换信息。 19三总线结构是指在计算机系统中各部件用主存总线，I/O 总线，DMA 总线用主存总线，I/O 总线，DMA 总线三条各自 21 独立的总线构成信息通路。 20DMA 总线，即直接主存访问总线，它负责高速外部设备高速外部设备与主存主存的信息传送。 21总线结构对计算机系统性能的影响有最大存储容量最大存储容量 、指令系统指令系统和吞吐量吞吐量三个方面。 22计算机系统的吞吐量是指流入处理和流出系统的信息的速率流入处理和流出系统的信息的速率。 23系统总线包括地址线地址线、数据线数据线、控制线控制线和各种电源线各种电源线。 24现在的微机中最流行、最常见的系统总线有 ISA 总线ISA 总线、PCI 总线（PCIE）PCI 总线（PCIE）和 AGP 总AGP 总 线线。 25系统总线已成为整个计算机系统的通信瓶颈，这是因为：微处理器运行速度不断微处理器运行速度不断 提高，超过了系统总线提供的通信能力提高，超过了系统总线提供的通信能力；先进的存储器和外设接口极大地提高了数据先进的存储器和外设接口极大地提高了数据 传输率传输率；越来越多的外围设备需要高速系统总线支持，如网络适配器、硬盘驱动器、越来越多的外围设备需要高速系统总线支持，如网络适配器、硬盘驱动器、 图形适配器及各种专用图形适配器及各种专用。 26在集中式总线仲裁中，独立请求方式独立请求方式响应时间最快。 27在集中式总线仲裁中，菊花链方式菊花链方式对电路故障最敏感。 28 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率， 是因为同步通信不需要应答信号不需要应答信号。 29异步控制常用于单总线结构计算机中访问主存与外围设备单总线结构计算机中访问主存与外围设备的系统中，作为其主要控 制方式。 30总线控制方式分为集中方式集中方式与分布方式分布方式两类。 31集中式总线控制主要有菊花链查询方式菊花链查询方式、定时计数器查询方式定时计数器查询方式、独立请求方式独立请求方式。 32总线通信分为同步同步和异步异步两种。 33菊花链式查询的主要优缺点是控制简单，对电路故障最敏感且设备的优先级是固定控制简单，对电路故障最敏感且设备的优先级是固定 的的。 34主控部件与被控部件采用同一定时系统主控部件与被控部件采用同一定时系统称为同步通信。 35主控部件与被控部件不采用同一定时系统主控部件与被控部件不采用同一定时系统称为异步通信。 三、解答题 1什么是总线？它有什么用途？试举例说明。 答：总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线。用途：实现部件之 间的信息传输。如 ISA，PCI AGP 等总线 答：总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线。用途：实现部件之 间的信息传输。如 ISA，PCI AGP 等总线 2总线通信采用的方式有哪几种？各有什么优缺点？ 答：一般采用三种方式：同步通信方式、异步通信方式、半同步通信方式。 通信双方由统一的时钟控制数据传送称同步通信方式。这种通信方式的优点是规则 明确、统一，缺点是在时间上必须完全要求同步一致、通信双方必须速度完全相同。 答：一般采用三种方式：同步通信方式、异步通信方式、半同步通信方式。 通信双方由统一的时钟控制数据传送称同步通信方式。这种通信方式的优点是规则 明确、统一，缺点是在时间上必须完全要求同步一致、通信双方必须速度完全相同。 异步通信方式没有统一的时钟，为了协调发送和接收双方的数据通信，通信双方采 用应答方式。主设备发出请求（Request）信号后，一直等待从设备的响应 Ack （Acknowledge）信号，然后才开始通信。适合速度差异较大的设备之间的通信。 半同步通信结合了同步通信与异步通信的优点，既保留了同步通信的基本特点，同 异步通信方式没有统一的时钟，为了协调发送和接收双方的数据通信，通信双方采 用应答方式。主设备发出请求（Request）信号后，一直等待从设备的响应 Ack （Acknowledge）信号，然后才开始通信。适合速度差异较大的设备之间的通信。 半同步通信结合了同步通信与异步通信的优点，既保留了同步通信的基本特点，同 22 时又像异步通信，允许不同速度的设备和谐地工作。时又像异步通信，允许不同速度的设备和谐地工作。 3 什么叫信号线的分时复用？试比较采用专用信号线和分时复用信号线各自的优缺点？ 答：信号线分时复用是指在同一信号线上，不同的时间传送不同的信息，例如，地 址/数据分时复用总线，在一段时间上传输地址信息，另一段时间上传输数据信息。 专用信号线的优点是速度快，缺点是成本高；复用信号线优点是成本低，缺点是速 度慢。 答：信号线分时复用是指在同一信号线上，不同的时间传送不同的信息，例如，地 址/数据分时复用总线，在一段时间上传输地址信息，另一段时间上传输数据信息。 专用信号线的优点是速度快，缺点是成本高；复用信号线优点是成本低，缺点是速 度慢。 4在异步通信中，握手信号的作用是什么？ 答：握手信号的作用是保证通信双方都已准备就绪，可以进行数据传输而不会丢失答：握手信号的作用是保证通信双方都已准备就绪，可以进行数据传输而不会丢失 数据。数据。 5 什么情况下需要总线仲裁？总线仲裁的目的是什么？有哪几种常用的仲裁方式？各有 什么特点？ 答：当多个设备同时要求使用总线时需要总线仲裁； 总线仲裁的目的决定哪个主控设备优先使用总线。 有集中控制方式和分布控制方式。 集中控制方式是在系统中设置一个独立的硬件设备总线控制器来分配总线时间。 集中仲裁又可以分为菊花链查询方式、计数器定时查询方式和独立总线请求访问仲裁方 式。 分布控制方式没有总线控制器，每个设备都包含访问控制逻辑，这些模块共同作用 分享总线。 习题八参考答案 答：当多个设备同时要求使用总线时需要总线仲裁； 总线仲裁的目的决定哪个主控设备优先使用总线。 有集中控制方式和分布控制方式。 集中控制方式是在系统中设置一个独立的硬件设备总线控制器来分配总线时间。 集中仲裁又可以分为菊花链查询方式、计数器定时查询方式和独立总线请求访问仲裁方 式。 分布控制方式没有总线控制器，每个设备都包含访问控制逻辑，这些模块共同作用 分享总线。 习题八参考答案 一、选择题 1CRT 显示器上构成图像的最小单元称为_D_D_。 A元素B亮点 C单位D像素 2外围设备的定时方式分为同步定时与_A_A_两种方式。 A异步应答B异步 C应答D控制 二、填空题 1目前市面上流行的鼠标器有两种：光机式和光学式光机式和光学式。 （也即平时大家简称为机械鼠标机械鼠标 和光电鼠标光电鼠标） 。 23 2在计算机硬件系统中不是主机的设备都属于外部设备外部设备,外部设备也叫外围设备。 3常用的几种输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。 4触摸屏系统分成：触摸屏控制器(卡)触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置触摸检测装置。 5触摸屏根据其采用的技术，分为：电阻式电阻式、电容式电容式、红外