计算机组成原理练习题答案

计算机组成原理练习题答案一、填空题1．储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。2．系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。4．一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。5．的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。6．令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。7．一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中8．点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为2^127(1-2^－23)，最小正数为2^－129，最大负数为2^－128(-2^－1-2^－23)，最小负数为-2^127。9．数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是-127/128～+127/128-1～+127/128-127/128～+127/128（均用十进制表示）。10．DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。11．n=8（不包括符号位），则原码一位乘需做8次移位和最多8次加法，补码Booth算法需做8次移位和最多9次加法。12．点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。和信号控制端。CPU的地址总线为A15-A0，数据总线为D15-D0，控制信号为R/(读/写)，(访存)，要求：（1）画出地址译码方案。（2）将ROM与RAM同CPU连接。4、设某计算机主存容量为64K×32位。要求完成以下设计内容：（1）画出主机框图（要求画到寄存器级）并指出图中各寄存器的位数；（2）写出组合逻辑控制器完成STAX（X为主存地址）指令发出的全部微操作命令及节拍安排。（3）若采用微程序控制，还需要哪些微操作？5、已知待返回指令的含义如下图所示。写出机器在完成待反转指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排，如果采用微程序控制需增加哪些微操作命令？6、假设CPU在中断周期用堆栈保存程序断点，而且进栈时指针减1，出栈时指针加1，分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。三、应用题1、设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。每个指令周期包含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？2、设某机有四个中断源A、B、C、D，其硬件排队器的优先次序为A＞B＞C＞D,现要求将中断处理次序改为D＞A＞C＞B.按下图的时间轴给出的四个中断源请求时刻.（1）写出每个中断源对应的屏蔽字。（2）画出CPU执行程序的轨迹。设每个中断源的中断服务程序的执行时间是20us3、某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备97种操作。操作码位数固定且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式。（本小题6分）（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）；（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）；（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。4、某计算机字长32位，有16个通用寄存器，主存容量为1M字，采用单字长二地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（寄存器、直接、变址、相对）设计指令格式。5、有一个１６K×16位的存储器，由1K×4位的DRAM芯片构成（芯片是64×64结构）。问：(1)共需要多少RAM芯片？(2)存储体的组成框图(3)采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过２ms，则刷新信号周期是多少(4)如采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少读／写周期？死时间率是多少？6、已知：两浮点数x=0.1101×210，y=0.10