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1、. . . . .2013秋华师网院计算机组成原理作业答案第1题 (3) 分存储器的刷新操作有集中式刷新和分散式刷新两种方式，后者把每一行的刷新插入到正常的读/写周期之中，如下图所示，现有一256K8位的DRAM芯片，其存储体结构中，每行2568个存储元，如单元刷新间隔不超过8ms，其平均行刷新时间t=ms。（取最接近计算值的0.5ms的整数倍）1024行，8000us/1024=7.8us 取7.5us第2题 (3) 分DMA采用三种传送方式：即： 方式、周期挪用方式和 方式。停止CPU访问内存，DMA与CPU交替访内第3题 (3) 分 某指令格式结构如下所示，操作码OP可指定 条指令。64
2、第4题(3)分按照冯.诺伊曼的思想，将解决问题的指令序列存放到存储器中，这叫 。存储程序第5题 (3) 分 总线是构成计算机系统的互联机构，是多个 之间进行 的公共通路。系统功能部件,数据传送第6题 (3) 分 计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由 、 、操作系统级、汇编语言级和高级语言级组成微程序级,一般机器级第7题 (3) 分 在相对寻址方式中，操作数的有效地址等于 的内容加上指令中的形式地址D。程序计数器PC第8题 (3) 分 通常存储器利用三组信号线与外部打交道，这三组信号线分别是 、 、 数据线。地址线、控制线第9题 (3) 分 用8位（含符号位）补码表示整数，能
3、表示的最大正整数和最小负整数分别是 和 。127,-128第10题 (3) 分 若浮点数据格式中阶码的基数已确定，且尾数采用规格化表示法，则浮点数表示数的范围取决于浮点数 的位数，而精度则取决于 的位数。A,B第11题 (3) 分 cache地址映射方式， 方式命中率最高但比较电路很复杂，而 方式比较电路与cache容量大小无关，适合于大容量cache。全相联映射,直接相联映射第12题 (3) 分 某CPU微程序控制器控存容量为51220位，需要分别根据OP字段和ZF条件码进行分支转移，则P字段和后继地址字段应分别为 和 位。2,9第13题 (3) 分 在DMA控制器与CPU分时使用内存的三种
4、方法中，_方法具有控制简单的优点，适用于数据传输率很高的设备进行成组传送，但在这种DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态，在外围设备传送两个数据的间隔中空闲出的许多存储周期不能被CPU利用。停止CPU访问内存第14题 (3) 分 在总线的三种集中式仲裁方式中，响应速度最快的是_；对询问链的电路故障很敏感的是_。独立请求方式, 链式查询方式第15题 (3) 分 计算机的硬件包括：运算器、 、 、适配器、输入输出设备。控制器,存储器第16题 (3) 分 CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1800次，主存完成存取的次数为100,已知cache存取周期为50ns,主存为250ns,
5、cache/主存系统的效率为 1800/(1800+100)=0.95250/50=51/(5+(1-5)*0.95)=83.3%效率为83.3%第17题 (3) 分 数的真值变成机器码时有四种表示方法，分别是_。补码，源码，反码，移码第18题 (3) 分 若x=01001011，y=10001011,则逻辑加运算x+y= 。解：若x=01001011，y=10001011,则x+y=11000000第19题 (3) 分 为了使CPU能受理新的中断源发出中断请求，中断服务子程序在返回前一定要执行 指令。在中断接口电路中，控制是否允许设备发出中断请求的触发器是 。开中断，EI第20题 (3) 分
6、 磁盘的最小寻址单位是 。扇区第21题 (4) 分 已知二进制数X=2-10(-0.100011)，Y=2-11(-0.110101)，设阶为5位（包括2位阶符），用补码表示，尾数为8位（包括2位尾符），用补码表示，按浮点运算方法，求X-Y的值，运算过程阶和尾数均用双符号进行，舍入采用就近舍入法。解：阶和尾数都采用双符号位 x浮=11011，11.0110101 y浮=11101， 00.0101011 -y浮=00011，11.1010101 对阶 E补=Ex补+-Ey 补=11011+00011=11110 可见E=-2， 将Mx右移2位，x浮11101， 11.11 01101(01)
7、尾数进行减运算 相减 11.1101101(01) +11.1010101 - 11.1000010(01) 结果规格化并进行舍入处 理 x-y浮=11101, 11.1000010(01) 左规 x-y浮=11100, 11.0000100 (1) 溢出检查 由于两位阶符为11，不是01，因此无溢出。最终的结果为 x-y=2-100(-0.1111011)第22题 (4) 分 已知x=0.1001和y=0.1111, 用变形补码计算x+y和x-y, 同时指出运算结果是否溢出。解：x=0.1001 y=-0.1111 x补=00.1001,y补=11.0001,-y补=00.1111 x+y补
8、=00.1001+11.0001=11.1010 无溢出 x+y=-0.0110 x-y补=00.1001+00.1111=01.1000 溢出 x-y=+1.10001第23题 (4) 分 设存储器容量为64M字，字长128位，模块数m8，采用交叉方式进行组织。存储周期T160ns，数据总线宽度为128位，总线传送周期40ns。假设连续读取8个字。(1)交叉存储器的带宽是多少？(2)如果其它条件不变，总线传送周期提速到10ns，则交叉存储器的带宽是多少？解：(1) 信息总量：q=128位8=1024位 交叉存储器读出n=8个字的时间是： t1=T+ (n-1)maxT/m, =160+740
9、= 4.410(s) 交叉存储器带宽是： W1=q/t1=1024（4.410）=232.710（位/S） (2) 交叉存储器读出8个字的时间变为是： t2=T+ (n-1) maxT/m, =160+720= 310(s) 交叉存储器带宽是： W1=q/t1=1024（310）=341.310（位/S） 第24题 (4) 分 有一个具有22位地址和16位字长的存储器，由512K4位DRAM芯片构成。问1）该存储器能存储多少个字节的信息？2）总共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片选择？1)222*16/8=8M字节2)(222/512K)*(16/4)=8*4=32片32=25 所以需
10、要5位地址作芯片选择第25题 (4) 分 一台有3个盘片的磁盘组，共有4个记录面，转速为6000转/分，盘面有效记录区域的外直径为30cm，内直径为20cm，内层位密度为300位/mm，磁道密度为8道/mm，盘面分为16个扇区，每个扇区有1024个字节。计算盘组的非格式化容量和格式化容量。答：格式化容量=每面磁道数*记录面*每磁道扇区数*每扇区字节数 =400*4*16*1024=22937600 字节=22967600/1024 KB=22400/1024 MB=21.875 MB 非格式化容量=每面磁道数*记录面*内直径*记录位密度/8（单位为字节 ）=400*4*3.14*200*300
11、约=829.9MB第26题 (4) 分 计算机的运算器有哪三种总线结构?简述它们的特点。答：运算器大体有单总线、双总线、三总线三种结构形式。 单总线运算器的结构特点:操作速度较慢,控制电路比较简单。 双总线运算器的结构特点:速度比单总线结构快。三总线运算器的结构特点:这样的结构可以控制两个数的运算，速度大大提高，通过通用寄存器把总线3的数据送到总线1与总线2.第27题 (4) 分 冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？答:冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序
12、，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。第28题 (4) 分目前的计算机系统中通常所采用的多级存储器体系结构是什么？并简述各级存储器承担的职能。答：目前的计算机系统中通常所采用的多级存储器体系结构是：高速缓 冲存储器（cache）、主存储器和外存储器。各级存储器承担的职能各不相 同。其中cache主要强调快速存取，以便使存取速度和CPU的运算速度相匹 配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求； 主存储器介于cache与外存之间，要求选取适当的存储容量和存取周期，使 它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。第29
13、题 (4) 分 什么叫“软件与硬件的逻辑等价性”，并举例说明。答： 随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势,计算机系统软、硬件界限已经变得模糊了。因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期等因素。当研制一台计算机的时候，设计者必须明确分配每一级的任务，确定哪些情况使用硬件，哪些情况使用软件，而硬件始终放在最低级。就目前而言，一些计算机的特点是，把原来明显地在一般机器级通过编制程序实现的操作，如整数乘除法指令、浮点运算指令、处理字符串指令等等，改为直接由硬件完成。总之，随着大规模集成电路和计算机系统结构的发展，实体硬件机的功能范围不断在扩大。第一级和第二级的边界范围，要向第三级乃至更高级扩展。这是因为容量大、价格低、体积小、可以改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质手段。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成所谓固件。就它的功能来说，是软件；但从形态来说，又是硬件。其次，目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这就为扩大指令的功能提供了物质基础，因此本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直接解释执行。进
