《计算机组成原理》习题集部分参考答案

计算机组成原理习题集部分参考答案说明:这里给出了习题部分答案,仅供参考。名词解释、简答题以及论述题的答案均可以在教材以及其它参考书上找到,请各位同学自行完成。一. 选择题(每小题2分,共20分1. B2. C3. B4. A5. B6. A7. B8.B 9.A 10.A11. C 12. C 13. D 14. B 15. D16. A 17. D 18. B 19. C 20. C21. D 22. B 23. B 24. D 25. A 26. D27. D 28. D 29. B 30. A31. D 32. D 33. D 34.D、C 35. D 36. C37. B 38. B 39. B 40. C 43.B二. 填空题(每小题1分,共20分1. 输入编码内码字模码2. 加、减法浮点运算3. 210 2304. 算术运算逻辑运算5. 程序地址6. 存储周期存储器7. 顺序寻址方式跳跃寻址方式8. 并行串行复用9. 符号位数值域10.控制器运算器11. 系统软件应用软件系统软件12.带宽单总线、双总线(或三总线。答2个即可 13. 并行空间并行时间并行14. 先进后出寄存器存储器15. 软件系统16. 集中式分布式17. 寄存器主存18.为计算机各部件的协调工作提供时间标志。19. 硬、软件系统器件性能决定20. 输入编码(或输入码内码(或机内码字模码21. 内外存贮器指令寄存器22. 存储容量存取时间23. 程序控制类操作数下一条指令24. 寄存器-寄存器型寄存器-存储器型25. 精简指令系统计算机复杂指令系统计算机26. 统一编址单独编址27. 总线I/O设备(或输入输出设备28. 输入设备输出设备29.三半导体发光二极管显示器30.程序断点PC 程序状态字PSW31. cache 主存32. 二进制代码地址码33. 存储周期存储器带宽34. 算术 135.地址线数据线控制线36. 外围设备DMA控制器内存三. 简答题1. 计算机主要由:CPU子系统、存贮子系统以及输入输出子系统。在计算机体系的建构过程中,输入输出子系统是变化最多子系统。主机与外围设备主要连接方式有:星型连接、辐射型连接、通道控制方式连接以及输入输出机(IOP方式。2. 答:指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU周期,是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间,通常等于取指时间(或访存时间。时钟周期是时钟频率的倒数,也可称为节拍脉冲或T周期,是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成,每个机器周期又由若干个时钟周期组成。3. 答:Cache是高速缓存器,位于CPU与存贮器之间;其传送速率比主存高5-6倍,在操作系统的支持下,把主存的信息传送到Cache中,对于提高CPU的利用率和信息的处理速度起非常关键的作用。4.答:RISC主要指精简指令集计算机系统,它的主要特点有:1指令总数一般不超过100条;2基本寻址方式限制在23种;3指令格式一般也限制在2-3种,长度一致;4除取数和存数指令外,大部分指令在单周期内完成;5只有取数和存数指令能访问存贮器,其它指令限制在寄存器间进行。5. 为了不断提供刷新图像的信号,必须把一帧图像信息存储在刷新存储器,也叫视频存储器。其存储容量由图像灰度级决定。分辨率越高,灰度级越多,刷新存储器容量越大。6. 时间上讲,取指令事件发生在取指周期,取数据事件发生在执行周期。从空间上讲,从内存读出的指令流流向控制器(指令寄存器。从内存读出的数据流流向运算器(通用寄存器。7.当多个用户共享主存时,为使系统能正常工作,应防止由于一个用户程序出错而破坏其它用户的程序和系统软件,还要防止一个用户程序不合法的访问不是分给它的主存区域。为此,系统提供存储保护。通常采用的方法是:存储区域保护和访问方式保护。8.RISC是精简指令系统计算机,它有以下特点:(1选取使用频率最高的一些简单指令,以及很有用但不复杂的指令。(2指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。(3只有取数/存数指令访问存储器,其余指令的操作都在寄存器之间进行。(4大部分指令在一个机器周期内完成。(5CPU中通用寄存器数量相当多。(6以硬布线控制为主,不用或少用微指令码控制。一般用高级语言编程,特别重视编译优化工作,以减少程序执行时间。9. 答:计算机系统可分为:微程序机器级,一般机器级(或称机器语言级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级。9. 答:指令周期是指取出并执行一条指令的时间,指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,CPU周期也称为机器周期,而一个CPU周期又包含若干个时钟周期(也称为节拍脉冲或T周期。11. (1外设发出DMA请求;(2CPU响应请求,DMA控制器从CPU接管总线的控制;(3由DMA控制器执行数据传送操作;(4向CPU报告DMA操作结束。主要优点是数据数据速度快12.答:程序查询方式,数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制,优点是硬件结构比较简单,缺点是CPU效率低,中断方式是外围设备用来主动通知CPU,准备输入输出的一种方法,节省了CPU时间,但硬件结构相对复杂。13.(1将控制器所需要的命令,以代码(微码的形式编写成微指令,存入一个ROM构成的控制存贮器,当CPU执行指令时,从控制器中取出微指令;(2将各种机器指令操作分解成若干微操作系列。微命令、微指令以及微程序的关系表述为:一条微指令= 若干微命令控制一条机器指令= 若干微指令(一段微程序14. CPU主要有以下四方面的功能:(1.指令控制:程序的顺序控制,称为指令控制。(2操作控制:CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号,把各种操作信号送往相应部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。(3时间控制:对各种操作实施时间上的控制,称为时间控制。(4数据加工:对数据进行算术运算和逻辑运算处理,完成数据的加工处理。15. 外围设备的I/O控制方式分类及特点:(1程序查询方式:CPU的操作和外围设备的操作能够同步,而且硬件结构比较简单;(2程序中断方式:一般适用于随机出现的服务,且一旦提出要求应立即进行,节省了CPU的时间,但硬件结构相对复杂一些;(3直接内存访问(DMA方式:数据传输速度很高,传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件,适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合;(4通道方式:可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送,大大提高了CPU的工作效率;(5外围处理机方式:通道方式的进一步发展,基本上独立于主机工作,结果更接近一般处理机。16.指令周期是指取出并执行一条指令的时间,指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,CPU周期也称为机器周期,而一个CPU周期又包含若干个时钟周期(也称为节拍脉冲或T周期。四. 应用题1. 原码11110001 反码10001110补码10001111 移码000011112. x补=00.1011 x补=00.1011+y补=11.1011 +-y补=00.010100.0110 01.0000x+y=+0.0110 x-y产生溢出3.二进制表示为-01111111 (9分X反= 10000000 X补= 10000001 X移= 000000014. 解:X补=1.10001 -X补=0.01111 Y补=0.11001 -Y补=1.00111X补=11.10001 X补=11.10001+Y补=00.11001 +-Y补=11.0011100.01010 10.11000X+Y=+0.01010 X-Y 结果发生溢出5. 原码:-1,补码:-127,反码:-126,移码:+1。6.单机系统总线结构主要有三种方式,结构如下:单总线结构:1图C4.2双总线结构:三总线结构(省略7. 中断处理过程流程图(略。8. (2188/(32k8=8,故需8个模块;(32k8/(4k4=16,故需16片芯片;共需816=128片芯片;为了选择各模块,需使用3:8译码器;即3根地址线选择模块。;9. 存储器容量为64K16位,其地址线为16位(A15-A0,数据线也是16位(D15-D0 SRAM芯片容量为16K8位,其地址线为14位,数据线为8位,因此组成存储器时须字位同时扩展。字扩展采用2 :4译码器,以16K为一个模块,共4个模块。位扩展采用两片串接。10. 解:(132片256K(1bit的RAM可构成256K(32bit的存储器;(2如果采用32bit的字编址,需要18条地址线,2的18次方=256K;(3与CPU连接及主要连接线(略11. 1所需芯片总数(64K32(16K16= 8片;2因此存储器可分为4个模块,每个模块16K32位,;3各模块通过A15、A14进行2:4译码;4图省略: ;12. (1中断的定义:CPU暂时中止现行程序的执行,转去执行为某个随机或设定事件的中断处理程序,处理完毕后自动恢复原程序的执行。中断事件出