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1、 小结小结计算机系统概述计算机系统概述 重要知识点重要知识点 1.11.1 计算工具及其进步计算工具及其进步 1.21.2 0 0、1 1编码编码 1.31.3 电子数字计算机工作原理电子数字计算机工作原理 1.4 1.4 现代计算机系统结构与发展现代计算机系统结构与发展ENDEND课外作业课外作业(1)(1)P50: 1.3 P50: 1.3 1.4 (5) 1.4 (5) 1.5 EFH 1.5 EFH 1.7 ( 1.7 (写过程写过程) ) 1.10 1.101.11 1.111.14 1.14(2)(2)P51: 1.18 (1) 1.20(4)P51: 1.18 (1) 1.20(
2、4)1.2 把114、0.6875这两个十进制数转换为 7位字长的二进制数 解： 114D=1110010B (除2取余)0.6875=0.1011000B(乘2取整)习题讲解1.3 用二进制表示一个4位十进制整数最少需 多少位（不考虑符号位）？ 解：设需要n位二进制，则因此至少需要14位1.4（5） 7.752.4解： 7.75D2.4D = 111.11B10.011B= 10010.01101B= 18.406D其他正确结果：A. 7.75D2.4D = 111.11B10.01B = 10001.0111BB. 7.75D2.4D = 111.11B10.01101B= 10010.1
3、010011B1.4（4） 49.552.75解： 49.5D52.75D = 110001.1B110100.11B= 101000110011.001B= 2611.125D1.5 EFH=?DEFH=14161+15160=224+15=239说明：H标识16进制数的后缀 (EF)161.7 已知：X补=11101011, Y补=01001010, 则X-Y补= A 解： -Y补=10110110 (符号位取反，各位数值 位按位取反，末位加1)则X-Y补= X补+ -Y补= 11101011+10110110(符号位有进位不一定为溢出)判别溢出的方法之一： 使用双符号位相加，若两符号位相
4、同 ，则不溢出，否则溢出。 如： 111101011+110110110= 1110100001不溢出，结果为10100001X补=11101011, Y补=01001010, 则X-Y补= A其他方法：x原=10010101Y原=01001010下一步怎么做？ (1) 10010101-01001010=01001011 (2) 10010101+11001010=101011111 ; X的真值：-0010101Y的真值：+1001010X-Y= -0010101- 1001010= -1011111 (真值)补码：1 01000011.10 把下列各数译成8位的二进制数补码：解：真值 补
5、码+1900010011-1911101101+7501001011-5611001000+3700100101-4811010000真值 补码+100000001-111111111+200000010-211111110+400000100-411111100+8 00001000-8 111110001.14 将十进制数15/2及-0.3125表示成二进制 浮点规格化数（阶符1位，阶码2位，数符1位 ，尾数4位） 解：（1）15/2=111.1B,表示成规格化数，若阶码与尾数均用原码表示，则它可表示为 0.11112011; 在机器中可写为01101111（2）-0.3125=-0.01
6、01B，可表示为 1.1012101；在机器中可写为10111010EfESM1.18 画出函数的真值表：ABC 00010000010000 0101011 0110000 1001000 1010000 1101111 11101011.20 利用基本性质证明下列等式：法1：左右两边式子与ABC法2：证明：得证。证明：得证。证明：其他方法：摩根律1.22 若计算机准备传送的有效信息为 1010110010001111，生成多项式为CRC- 12,请为其写出CRC码。解：CRC-12=1100000001111，设校验码为K 位，则K=12，信息位的多项式X 1010110010001111
7、000000000000做模2除得余数为111111111000则CRC码为10101100100011111111111110001.23 按照诺伊曼原理，现代计算机应具备哪些功能？答：按照Neumann提出原理，计算机必须具有如下功能：（1）输入输出功能。计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来（输入）， 把计算结果和计算过程中出现的情况告诉 （输出）给使用者。（2）记忆功能。计算机应能够“记住”原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中 间结果。 （3）计算功能。计算机应能进行一些最基本的运算，组成人们所需要的一切计算。 （4）判断功能。计算机在进行一步操作后，应能从预先无法确定的几种
8、方案中选 择一种操作方案。（5）自我控制能力。计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。存储系统存储系统 2.1 2.1 主存储器主存储器 2.2 2.2 辅助存储器辅助存储器 2.3 2.3 存储体系存储体系 第第2 2章章计算机以运算器为中心以存储器为中心(目前 )ENDEND课外作业课外作业(1)(1) P89P91: P89P91: 2.3 2.3 2.5 2.5 2.8 ( 2.8 (写思路、画图写思路、画图) ) 2.14 2.142.17 2.172.20 2.20(2) P91: 2.25 P92: 2.34(2) P91: 2.25 P92: 2.342.3 ROM
9、与RAM两者的差别是什么？ 答：(1) RAM是随机存取存储器; ROM是只读存储器；(2) RAM是易失性的，一旦掉电，则所有信息 全部丢失；ROM是非易失性的，其信息可以长期保存，常用于存放一些固定用的数据和 程序，如计算机的自检程序、BIOS、游戏卡中的游戏，等等。习题讲解2.5 术语：存储元、存储单元、存储体、存储单元地址，有何联系和区别？答：存储元：存储一位二进制信息的基本单元电路；存储单元：由若干存储元组成，用来存放多位二进制信息，具有独立地址，可以独立访 问；存储体：是存储单元的集合，它由许多存储单元组成，用来存储大量的数据和程序。存储单元地址：现代计算机存储器的访问还是基 于地
10、址的，为此要为每个存储单元设置一个线性 地址，信息按地址存入或取出。计算机在存取数据时，以存储单元为单位进行存取。机器的所有存储单元长度相同，一般 由8的整数倍个存储元构成。同一单元的存储元必须并行工作，同时读出、写入。由许多存储单 元构成了一台机器的存储体。由于每个存储单元 在存储体中的地位平等，为区别不同单元，为每 个存储单元赋予地址，都有一条唯一的地址线与 存储单元地址编码对应。2.8 设计一个用64K*1位的芯片构成256K*16位的存储器，画出组织结构图。（1）要用64K*1的芯片构造256K*16位的存储 器，需要字/位同时扩展，共需芯片64片 （2）先进行位扩展，每16个芯片为一
11、组（共 4组），扩展成一个64K*16位的存储体 ：片选 端CS、读写信号并接；CPU的16根地址线并 连到各芯片的16根地址线（64K=216）上； CPU数据线的每1根与一个片中的数据线相连。地址线的并连可画得更清楚些如图：（3）对4组芯片进行字扩展。每组芯片看成1 个64K*16位的存储体 ，地址线有16根；而主 存容量为256KB=218B，即共需地址线18根。 所以用2根地址线来选存储体：A0A15为体内 地址，各体地址线并接；地址高位A16和A17接 片选译码器的输入，译码器的4个输出分别接 各存储体的CS端，用以选择4个存储体中的1个；数据线并接；读写信号线并接。（4）具体实现：
12、 2.14 某存储器容量为4KB，其中，ROM 2KB ，选用EPROM 2Kx 8 /片、RAM 2KB , 选用 芯片RAM 1K8/片、地址线A15A0。写出全 部片选信号的逻辑式。 解：(1) 确定芯片：根据要求ROM的容量为 2KB，故只需1 片EPROM；而RAM的容量为 2KB，故需RAM芯片2 片。（2）片内地址： 对于ROM片内地址为11位，用了地址线的 A10A0。这11根地址线；RAM片内地址为10 位，用了地址线的A9A0。（3）选片：主存中有3 片芯片，至少需要2 位地址信号加以区别，按其总容量需要12根 地址线，可以考虑用1根地址线A11作为区别 EPROM和RAM
13、的片选信号，对于2 片RAM 芯片可利用A10来区别其片选信号。由此.可得到如下的逻辑式：EPROM ： RAM：2.171 10 00 01 11 11 10 0改进不归零制（NRZI）记录记录“ “1”1” 时改变方时改变方 向向记录记录“ “0 0 时不改时不改 变方向变方向1 11 10 00 01 11 11 10 0改进调频制(MFM)“ “1”1”在位在位 周期中间周期中间 改改 变方变方 向向“ “1”1”是是 “ “0 ”0 ”频频 率的率的2 2 倍倍!注意:MFM是 FM的改进,只有 在记录连续两 个或以上0时电 流方向才翻转 一次用于双密度磁盘.1 12.20 解：（1
14、）磁盘容量412288B/道275道 13516800B（2）传输率3000转/60s12288B 614400B/s（3）平均等待时间1/（2转速）1（ 23000/60）0.01s10ms2.25 存储系统的层次结构可以解决什么问题？实现存储器层次结构的先决条件是什么？用什 么度量？ 答：存储器层次结构可以提高计算机存储系统 的性能价格比，即在速度方面接近最高级的存 储器，在容量和价格方面接近最低级的存储器 。实现存储器层次结构的先决条件是程序局部 性，即存储器访问的局部性是实现存储器层次 结构的基础。其度量方法主要是存储系统的命 中率，由高级存储器向低级存储器访问数据时 ，能够得到数据的
15、概率。 2.34 cache与虚拟存储器在原理和功能方面有 何不同和相似之处？ 答：cache与虚拟存储器在原理和功能方面存在相似之处，但有重要差别。相同之处：都利用了程序局部性原理，把程序 划分成为许多信息块，运行时能自动地把信息 块从慢速存储器向快速存储器调度，信息块的 调度采用一定的替换策略以提高继续运行时的 命中率。它们采用的地址变换、地址映像方式 和替换算法是相同的。不同之处：cache用于弥补主存与CPU之间的速度差异，而虚拟存储器则用来弥补主存容量 的不足；cache每次传送的信息块是定长的，且只有几十字节。虚拟存储器的信息块可以是 定长的页，也可以是不定长的段，长度也比较 大。CPU可直接访问cache，但不能直接访问 辅存。cache与主存信息交换的过程全部由硬件实现，主存与辅存的信息交换则通过辅助软 件与存储管理软件来完成。补充题1 设某虚存有如下快表放在相联存储器中 ，其容量为8个存储单元。问：按如下三个虚拟地址访问主存，主存的实际地址码各是多少 ？（设地址均为16进制）页号 页内地址
