计算机组成原理课后习题及答案唐朔飞完整版

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1、第一章第一章 计算机系统概论计算机系统概论1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。5.冯诺依曼计算机的特点是什么？解：冯诺依曼计算机的特点是：P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作

2、数在存储器中的位置；指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；机器以运算器为中心（原始冯诺依曼机）。7.解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。解：P9-10主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。存储单元

3、：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。指令字长：一条指令的二进制代码位数。8.解释下列英文缩写的中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能

4、三部分。CPU：CentralProcessingUnit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。PC：ProgramCounter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址。IR：InstructionRegister，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。CU：ControlUnit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。ALU：ArithmeticLogicUnit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放

5、运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器。MQ：Multiplier-QuotientRegister，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数；MAR：MemoryAddressRegister，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。MDR：MemoryDataRegister，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。I/O：Input/Outputequipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称

6、，用于计算机内部和外界信息的转换与传送。MIPS：MillionInstructionPerSecond，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位。9.画出主机框图，分别以存数指令“STAM”和加法指令“ADDM”（M均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶段）的信息流程（如）。假设主存容量为256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。解：主机框图如P13图1.11所示。（1）STAM指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR，OP(IR)CU，Ad(IR)MAR，ACCMDR，MARMM，WR（2）ADDM

7、指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR，OP(IR)CU，Ad(IR)MAR，RD，MMMDR，MDRX，ADD，ALUACC，ACCMDR，WR假设主存容量256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均为28位。10.指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存

8、储单元地址的取出的是操作数第二章第二章 计算机的发展与应用计算机的发展与应用1.通常计算机的更新换代以什么为依据？答：P22主要以组成计算机基本电路的元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等。2.举例说明专用计算机和通用计算机的区别。答：按照计算机的效率、速度、价格和运行的经济性和实用性可以将计算机划分为通用计算机和专用计算机。通用计算机适应性强，但牺牲了效率、速度和经济性，而专用计算机是最有效、最经济和最快的计算机，但适应性很差。例如个人电脑和计算器。3.什么是摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？答：P23，否，P36系系 统统 总总 线线第第 三三 章章 1. 什么是什么是总线总线？总

9、线传输有何？总线传输有何特点特点？为了减轻总线的负载，总线上的？为了减轻总线的负载，总线上的部件都部件都应具备什么特点？应具备什么特点？ 解：总线是解：总线是多个部件共享多个部件共享的传输部件；的传输部件； 总线传输的总线传输的特点特点是：某一时刻只能有是：某一时刻只能有一路信息在总线上传输，一路信息在总线上传输，即分时使用；即分时使用； 为了减轻总线负载，总线上的部件应为了减轻总线负载，总线上的部件应通过通过三态驱动缓冲电路三态驱动缓冲电路与总线连通。与总线连通。 4. 为什么要设置为什么要设置总线判优控制总线判优控制？常见的集？常见的集中式总线控制有中式总线控制有几种几种？各有何？各有何特

10、点特点？哪种方式响？哪种方式响应时间应时间最快最快？哪种方式对电路故障？哪种方式对电路故障最敏感最敏感？ 解：总线判优控制解：总线判优控制解决多个部件同时申请总解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题线时的使用权分配问题； 常见的集中式总线控制有常见的集中式总线控制有三种三种：链式查询、计数器查询、独立请求；链式查询、计数器查询、独立请求； 特点：特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感对电路故障最敏感；计数器查询方式；计数器查询方式优先级设置优先级设置较灵活较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请

11、求方式独立请求方式判优速度最快判优速度最快，但硬件器件用量大，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。连线多，成本较高。 5. 解释概念：解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。（或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。 解：解： 总线宽度总线宽度指数据总线的位（根）数，用指数据总线的位（根）数，用bit（位）作单位。（位）作单位。 总线带宽总线带宽指总线在单位时间内可以传输的指总线在单位时间内可以传输的数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总

12、线工数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工作频率作频率与与总线宽度（字节数）的乘积。总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用总线复用指两种不同性质且不同时出现的指两种不同性质且不同时出现的信号分时使用同一组总线，称为总线的信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时多路分时复用复用”。 总线的主设备总线的主设备（主模块）（主模块）指一次总指一次总线传输期间，线传输期间，拥有总线控制权拥有总线控制权的设备（模块）；的设备（模块）； 总线的从设备总线的从设备（从模块）（从模块）指一次总指一次总线传输期间，线传输期间，配合配合主设备完成传输的设备（模主设备完成传输的设备（模块），它只能块），它只能

13、被动接受被动接受主设备发来的命令；主设备发来的命令； 总线的传输周期总线的传输周期总线完成总线完成一次完整一次完整而可靠的传输而可靠的传输所需时间；所需时间； 总线的通信控制总线的通信控制指总线传送过程中指总线传送过程中双方的双方的时间配合方式时间配合方式。 6. 试试比较比较同步通信和异步通信。同步通信和异步通信。 解：解： 同步通信同步通信由统一时钟控制的通信由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合；降。适合于速度差别不大的场合；

14、 异步通信异步通信不由统一时钟控制的通信，不由统一时钟控制的通信，部件间部件间采用应答方式采用应答方式进行联系，控制方式较进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。 8. 为什么说为什么说半同步通信半同步通信同时保留同时保留了同步通信和异步了同步通信和异步通信的特点？通信的特点？ 解：解： 半同步通信半同步通信既能像既能像同步同步通信通信那样那样由统一时钟控制由统一时钟控制，又能像又能像异步通信异步通信那样那样允许传允许传输时间不一致输时间不一致，因此因此工作效

15、工作效率介于两者之间率介于两者之间。 10. 什么是什么是总线标准总线标准？为什么要？为什么要设设置置总线标准？目前总线标准？目前流行的流行的总线标准有哪些总线标准有哪些？什么是？什么是即插即用即插即用？哪些哪些总线有这一特点总线有这一特点？ 解：解： 总线标准总线标准可理解为系统与模块、可理解为系统与模块、模块与模块之间的互连的标准界面。模块与模块之间的互连的标准界面。 总线标准的总线标准的设置设置主要解决不同厂家各主要解决不同厂家各类模块化产品的类模块化产品的兼容兼容问题；问题； 目前流行的总线标准有：目前流行的总线标准有：ISA、EISA、PCI等；等； 即插即用即插即用指任何扩展卡插入

16、系统指任何扩展卡插入系统便可工作。便可工作。EISA、PCI等具有此功能。等具有此功能。 11. 画一个具有画一个具有双向传输功能的总线双向传输功能的总线逻逻辑图。辑图。 解：此题实际上是要求设计一个解：此题实际上是要求设计一个双向总双向总线收发器线收发器，设计要素为设计要素为三态、方向、使能三态、方向、使能等等控制功能的实现，可参考控制功能的实现，可参考74LS245等总线缓等总线缓冲器芯片内部电路。冲器芯片内部电路。 逻辑图逻辑图如下：如下：（n位）位）GDIRA1B1AnBn 使能使能控制控制方向方向控制控制错误的设计：错误的设计：CPUMMI/O1I/O2I/On系统总线系统总线系统总

17、线系统总线存储总线存储总线存储总线存储总线这个方案的这个方案的错误错误是：是： 不合题意不合题意。按题意要求应画出逻辑线路图而。按题意要求应画出逻辑线路图而不是逻辑框图。不是逻辑框图。 12. 设数据总线上接有设数据总线上接有A、B、C、D四个寄存器，要求四个寄存器，要求选用合适的选用合适的74系列芯片系列芯片，完，完成下列逻辑设计：成下列逻辑设计： （1） 设计一个电路，在同设计一个电路，在同一时间实现一时间实现DA、DB和和DC寄存器间的传送；寄存器间的传送； （2） 设计一个电路，实现设计一个电路，实现下列操作：下列操作： T0时刻完成时刻完成D总线；总线； T1时刻完成时刻完成总线总线

18、A； T2时刻完成时刻完成A总线；总线； T3时刻完成时刻完成总线总线B。令：令：令：令：BUSBUSA=BUSA=BUSB=BUSB=BUSC=CPC=CP； D DBUS= -OEBUS= -OE；当当当当CPCP前沿到来时，将前沿到来时，将前沿到来时，将前沿到来时，将D DA A、B B、C C。解：解： （1）采用）采用三态输出三态输出的的D型寄存器型寄存器74LS374做做A、B、C、D四个寄存四个寄存器，其器，其输出可直接挂总线输出可直接挂总线。A、B、C三个寄存器的输入三个寄存器的输入采用同一脉冲采用同一脉冲打入打入。注意。注意-OE为为电平控制电平控制，与打，与打入脉冲间的时间

19、配合关系为：入脉冲间的时间配合关系为： -OE-OE： CPCP： 现以现以8位总线为例，设计此电路，如下图位总线为例，设计此电路，如下图示：示：数据总线数据总线数据总线数据总线D7D7D0D0BUSBUSA A1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 D D1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 A A1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 B B1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 C CBUSBUSC CBUSBUSB BBUSBUSD DD DBUSBUSC CBUSBUSB

20、 BBUSBUSA ABUSBUS （2）寄存器设置同（）寄存器设置同（1），由），由于本题中发送、接收不在同一节拍，于本题中发送、接收不在同一节拍，因此总线需设因此总线需设锁存器缓冲锁存器缓冲，锁存器，锁存器采用采用74LS373（电平使能输入）。（电平使能输入）。节拍、脉冲配合关系如下：节拍、脉冲配合关系如下：时钟：时钟：时钟：时钟： CLKCLK：节拍电平：节拍电平：节拍电平：节拍电平：TiTi：打入脉冲：打入脉冲：打入脉冲：打入脉冲：PiPi： 图中，脉冲图中，脉冲图中，脉冲图中，脉冲包包包包在电平中，为了在电平中，为了在电平中，为了在电平中，为了留有留有留有留有较多的较多的较多的较多

21、的传送时间，脉冲设置在靠近电平传送时间，脉冲设置在靠近电平传送时间，脉冲设置在靠近电平传送时间，脉冲设置在靠近电平后沿处后沿处后沿处后沿处。 节拍、脉冲分配逻辑如下：节拍、脉冲分配逻辑如下：二位二位二位二位格雷格雷格雷格雷码同码同码同码同步计步计步计步计数器数器数器数器1 1&1 11 11 1G Y0G Y0 Y1 Y11/21391/2139 Y3 Y3A A B Y2B Y21 1CLKCLKP0P0P1P1P2P2P3P3T0T0T1T1T2T2T3T3-T0-T0-T1-T1 -T2 -T2-T3-T3节拍、脉冲时序图如下：节拍、脉冲时序图如下：CLKCLK： T0T0： T1T1：

22、 T2T2： T3T3： P0P0： P1P1： P2P2： P3P3： 以以8位总线为例，电路设计如下：位总线为例，电路设计如下：（图中，（图中，A、B、C、D四个寄存器与数据总线四个寄存器与数据总线的连接方法同上。）的连接方法同上。） = =1 11Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 A A1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 B BBUSBUSB BD DBUSBUSC CBUSBUSB BBUSBUSA ABUSBUSBUSBUSA A1Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8D374374 D DBUSBUSD D

23、1Q 8Q1Q 8Q OE G OE G 1D 8D1D 8D3733731Q 8Q1Q 8QOE OE 1D 8D 1D 8DBUSBUSC C374374 C C = =1 1T1 T3 T0 T2T1 T3 T0 T2数据总线（数据总线（数据总线（数据总线（D7D0D7D0）令：令：令：令：A ABUS = -T2BUS = -T2 D DBUS = -T0BUS = -T0 BUS BUSA = P1A = P1 BUS BUSB = P3B = P3返回目录返回目录返回目录返回目录 14. 设总线的时钟频率为设总线的时钟频率为8MHz，一个一个总线周期等于总线周期等于一个一个时时钟周

24、期。如果一个总线周期中并钟周期。如果一个总线周期中并行传送行传送16位位数据，试问数据，试问总线的带总线的带宽宽是多少？是多少？ 解：解： 总线宽度总线宽度 = 16位位/8 =2B 总线带宽总线带宽 = 8MHz2B =16MB/s 15. 在一个在一个32位位的总线系统中，总线的的总线系统中，总线的时钟频率为时钟频率为66MHz，假设总线最短传输周期，假设总线最短传输周期为为4个个时钟周期，试计算总线的时钟周期，试计算总线的最大数据传输最大数据传输率率。若想。若想提高提高数据传输率，可采取什么数据传输率，可采取什么措施措施？ 解法解法1： 总线宽度总线宽度 =32位位/8 =4B 时钟周期

25、时钟周期 =1/ 66MHz =0.015s 总线最短传输周期总线最短传输周期 =0.015s4 =0.06s 总线最大数据传输率总线最大数据传输率 = 4B/0.06s =66.67MB/s解法解法2： 总线工作频率总线工作频率 = 66MHz/4 =16.5MHz 总线最大数据传输率总线最大数据传输率 =16.5MHz4B =66MB/s 若想若想提高提高总线的数据传输率，总线的数据传输率，可可提高提高总线的时钟频率，或总线的时钟频率，或减少减少总总线周期中的时钟个数，或线周期中的时钟个数，或增加增加总线总线宽度。宽度。 16. 在异步串行传送系统中，字符格式在异步串行传送系统中，字符格式

26、为：为：1个个起始位、起始位、8个个数据位、数据位、1个个校验位、校验位、2个个终止位。若要求每秒传送终止位。若要求每秒传送120个个字符，字符，试求传送的试求传送的波特率波特率和和比特率比特率。 解：解： 一帧一帧 =1+8+1+2 =12位位 波特率波特率 =120帧帧/秒秒12位位 =1440波特波特 比特率比特率 = 1440波特波特（8/12） =960bps或：或：比特率比特率 = 120帧帧/秒秒8 =960bps存存 储储 器器第第 四四 章章3.存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器的层次结构主要体现在Cache主存和主存辅

27、存这两个存储层次上。Cache主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU访存速度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。主存辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存。综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系统来看，就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。而主存辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现，即将主存与辅存的一部份通过软硬结合的技术组成虚拟存储器，程序员可使用这个比主存实际空间（物理地址空间）大得多的虚

28、拟地址空间（逻辑地址空间）编程，当程序运行时，再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。因此，这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。4.说明存取周期和存取时间的区别。解：存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。即：存取周期=存取时间+恢复时间5.什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。存储器带宽=1/200ns32位=160M位/秒=20MB/S=5M字/秒注意字长（3

29、2位）不是16位。 （注：本题的兆单位来自时间=106）6.某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址其寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。解：存储容量是64KB时，按字节编址的寻址范围就是64KB，则：按字寻址范围=64K8/32=16K字按字节编址时的主存地址分配图如下：0 01 12 236 65 54 4655346553465532655327 765535655356553365533字地址字地址字地址字地址 HB HB 字节地址字节地址字节地址字节地址LBLB0 04 48 865528655286553265532讨论：1、在按字节编址

30、的前提下，按字寻址时，地址仍为16位，即地址编码范围仍为064K-1，但字空间为16K字，字地址不连续。2、 字寻址的单位为字，不是B（字节）。3、画存储空间分配图时要画出上限。7.一个容量为16K32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K4位，2K8位，4K4位，16K1位，4K8位，8K8位解：地址线和数据线的总和=14+32=46根；各需要的片数为：1K4：16K32/1K4=168=128片2K8：16K32/2K8=84=32片4K4：16K32/4K4=48=32片16K1：16K32/16K1=32片4K8：16K32/4K8

31、=44=16片8K8：16K32/8K8=2X4=8片讨论： 地址线根数与容量为2的幂的关系，在此为214，14根；数据线根数与字长位数相等，在此为32根。（注：不是2的幂的关系。）：32=25，5根8.试比较静态RAM和动态RAM。答：静态RAM和动态RAM的比较见下表：特性特性特性特性SRAMSRAMDRAMDRAM存储信息存储信息存储信息存储信息触发器触发器触发器触发器电容电容电容电容破坏性读出破坏性读出破坏性读出破坏性读出非非非非是是是是需要刷新需要刷新需要刷新需要刷新不要不要不要不要需要需要需要需要送行列地址送行列地址送行列地址送行列地址同时送同时送同时送同时送分两次送分两次送分两次

32、送分两次送运行速度运行速度运行速度运行速度快快快快慢慢慢慢集成度集成度集成度集成度低低低低高高高高发热量发热量发热量发热量大大大大小小小小存储成本存储成本存储成本存储成本高高高高低低低低功耗功耗功耗功耗高高高高低低低低可靠性可靠性可靠性可靠性高高高高低低低低可用性可用性可用性可用性使用方便使用方便使用方便使用方便不方便不方便不方便不方便适用场合适用场合适用场合适用场合高速小容量存储器高速小容量存储器高速小容量存储器高速小容量存储器大容量主存大容量主存大容量主存大容量主存9.什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。解：刷新对DRAM定期进行的全部重写过程；刷新原因因电容泄漏而引起的DRAM

33、所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三种集中式、分散式、异步式。集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新；分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间；异步式：是集中式和分散式的折衷。讨论：1）刷新与再生的比较：共同点：动作机制一样。都是利用DRAM存储元破坏性读操作时的重写过程实现；操作性质一样。都是属于重写操作。区别：解决的问题不一样。再生主要解决DRAM存储元破坏性读出时的信息重写问题；刷新主要解决长时间不访存时的信息衰减问题。操作的时间不一样。再生紧跟在读操作之后，时间上是随机进行的；刷新以最大间隔时间为周期定时重复进行

34、。动作单位不一样。再生以存储单元为单位，每次仅重写刚被读出的一个字的所有位；刷新以行为单位，每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵的同一行。芯片内部I/O操作不一样。读出再生时芯片数据引脚上有读出数据输出；刷新时由于CAS信号无效，芯片数据引脚上无读出数据输出（唯RAS有效刷新，内部读）。鉴于上述区别，为避免两种操作混淆，分别叫做再生和刷新。2）CPU访存周期与存取周期的区别：CPU访存周期是从CPU一边看到的存储器工作周期，他不一定是真正的存储器工作周期；存取周期是存储器速度指标之一，它反映了存储器真正的工作周期时间。3）分散刷新是在读写周期之后插入一个刷新周期，而不是在读写周期内插入一个刷

35、新周期，但此时读写周期和刷新周期合起来构成CPU访存周期。4）刷新定时方式有3种而不是2种，一定不要忘了最重要、性能最好的异步刷新方式。10.半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？解：半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法。线选法：地址译码信号只选中同一个字的所有位，结构简单，费器材；重合法：地址分行、列两部分译码，行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方法通过行、列译码信号的重合来选址，也称矩阵译码。可大大节省器材用量，是最常用的译码驱动方式。11.一个8K8位的动态RAM芯片，其内部结构排列成256256形式，存取周期为0.1s。试问采用集中刷新、分散刷新及异步刷新三种方式的

36、刷新间隔各为多少？注：该题题意不太明确。实际上，只有异步刷新需要计算刷新间隔。解：设DRAM的刷新最大间隔时间为2ms，则异步刷新的刷新间隔=2ms/256行=0.0078125ms=7.8125s即：每7.8125s刷新一行。集中刷新时，刷新最晚启动时间=2ms-0.1s256行=2ms-25.6s=1974.4s集中刷新启动后，刷新间隔=0.1s即：每0.1s刷新一行。集中刷新的死时间=0.1s256行=25.6s分散刷新的刷新间隔=0.1s2=0.2s即：每0.2s刷新一行。分散刷新一遍的时间=0.1s2256行=51.2s则分散刷新时，2ms内可重复刷新遍数=2ms/51.2s39遍1

37、2.画出用10244位的存储芯片组成一个容量为64K8位的存储器逻辑框图。要求将64K分成4个页面，每个页面分16组，指出共需多少片存储芯片？（注：将存储器分成若干个容量相等的区域，每一个区域可看做一个页面。）解：设采用SRAM芯片，总片数=64K8位/10244位=642=128片题意分析：本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级，因此画图时也应分三级画。首先应确定各级的容量：页面容量=总容量/页面数=64K8位/4=16K8位；组容量=页面容量/组数=16K8位/16=1K8位；组内片数=组容量/片容量=1K8位/1K4位=2片；地址分配：页面号页面号页面号页面号 组号组号组号组号 组

38、内地址组内地址组内地址组内地址2 4 102 4 10 组逻辑图如下：（组逻辑图如下：（位扩展位扩展）1K1K 4 4SRAMSRAM1K1K 4 4SRAMSRAMA A9090-WE-WE-CSi-CSiD D7 7D D6 6D D5 5D D4 4 D D3 3D D2 2D D1 1D D0 01K1K 8 8页面逻辑框图：（字扩展）1K1K 8 8（组组0 0）1K1K 8 8（组组1 1）1K1K 8 8（组组2 2）1K1K 8 8（组组1515）组组组组译译译译码码码码器器器器4:16-CS0-CS0-CS1-CS1-CS2-CS2-CS15-CS15A A9090 -WE

39、D -WE D7070A10A10A11A11A12A12A13A13-CEi-CEi16K16K 8 8GG存储器逻辑框图：（字扩展）16K16K 8 8（页页面面面面0 0）16K16K 8 8（页页面面面面1 1）16K16K 8 8（页页面面面面2 2）16K16K 8 8（页页面面面面3 3）页页页页面面面面译译译译码码码码器器器器2:42:4A14A14A15A15-CE0-CE0-CE1-CE1-CE2-CE2-CE3-CE3A130 -WE D70A130 -WE D7013.设有一个64K8位的RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？欲设计一种具有上述同

40、样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。解：存储基元总数=64K8位=512K位=219位；思路：如要满足地址线和数据线总和最小，应尽量把存储元安排在字向，因为地址位数和字数成2的幂的关系，可较好地压缩线数。设地址线根数为a，数据线根数为b，则片容量为：2ab=219；b=219-a；若a=19，b=1，总和=19+1=20；a=18，b=2，总和=18+2=20；a=17，b=4，总和=17+4=21；a=16，b=8总和=16+8=24；由上可看出：片字数越少，片字长越长，引脚数越多。片字数、片位数均按2的

41、幂变化。结论：如果满足地址线和数据线的总和为最小，这种芯片的引脚分配方案有两种：地址线=19根，数据线=1根；或地址线=18根，数据线=2根。 14. 某某8位位微型机微型机地址码为地址码为18位位，若使用，若使用4K4位位的的RAM芯片芯片组成模成模块板板结构的存构的存储器，器，试问： （1）该机所允机所允许的的最大主存空最大主存空间是多少是多少？ （2）若每个模）若每个模块板板为32K8位位，共需，共需几个几个模模块板？板？ （3）每个模）每个模块板内共有板内共有几片几片RAM芯片？芯片？ （4）共有）共有多少片多少片RAM？ （5）CPU如何如何选择各模各模块板？板？解：（1）218=2

42、56K，则该机所允许的最大主存空间是256K8位（或256KB）；（2）模块板总数=256K8/32K8=8块；（3）板内片数=32K8位/4K4位=82=16片；（4）总片数=16片8=128片；（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。地址格式分配如下：板地址板地址板地址板地址 片地址片地址片地址片地址 片内地址片内地址片内地址片内地址3 3 123 3 1217 15 14 12 11 015.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/-W作读/写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有这些存储芯片：ROM（2K8位，4K4位

43、，8K8位），RAM（1K4位，2K8位，4K8位），及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。试从上述规格中选用合适的芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求如下：（1）最小4K地址为系统程序区，409616383地址范围为用户程序区；（2）指出选用的存储芯片类型及数量；（3）详细画出片选逻辑。解：（1）地址空间分配图如下：4K4K（ROMROM）4K4K（SRAMSRAM）4K4K（SRAMSRAM）4K4K（SRAMSRAM） 04095 04095 40968191 40968191 819212287 81921228712288163831228816383 65535 655

44、35Y0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3A15=1A15=1A15=0A15=0（2）选片：ROM：4K4位：2片；RAM：4K8位：3片；（3）CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑：4K4K 4 4ROMROM7413874138（3 3：8 8）4K4K 4 4ROMROM4K4K 8 8RAMRAM4K4K 8 8RAMRAM4K4K 8 8RAMRAM-CS0 -CS1 -CS2 -CS3-CS0 -CS1 -CS2 -CS3-MREQ-MREQA15A15A14A14A13A13A12A12CBA -Y0-G2A -G2B-G2A -G2BG1G1+5V+5VCPUCPUA110A110R

45、/-WR/-WD30D30D74D74-Y1-Y2-Y3讨论： 1）选片：当采用字扩展和位扩展所用芯片一样多时，选位扩展。 理由：字扩展需设计片选译码，较麻烦，而位扩展只需将数据线按位引出即可。 本题如选用2K8 ROM，则RAM也应选2K8的。否则片选要采用二级译码，实现较麻烦。 当需要RAM、ROM等多种芯片混用时，应尽量选容量等外特性较为一致的芯片，以便于简化连线。 2）应尽可能的避免使用二级译码，以使设计简练。但要注意在需要二级译码时如果不使用，会使选片产生二意性。 3）片选译码器的各输出所选的存储区域是一样大的，因此所选芯片的字容量应一致，如不一致时就要考虑二级译码。 4）其它常见错

46、误： EPROM的PD端接地；（PD为功率下降控制端，当输入为高时，进入功率下降状态。因此PD端的合理接法是与片选端-CS并联。） ROM连读/写控制线-WE；（ROM无读/写控制端） 注：该题缺少“系统程序工作区”条件。16.CPU假设同上题，现有8片8K8位的RAM芯片与CPU相连。（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM的地址范围；（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？解：（1）CPU与存储

47、器芯片连接逻辑图：CPUCPU8K8K 8 8SRAMSRAM7413874138（3 3：8 8）R/-WD70A1208K8K 8 8SRAMSRAM8K8K 8 8SRAMSRAM8K8K 8 8SRAMSRAM-G2A-G2A-G2B-G2BA AB BC C-MREQA13A14A15-CS0 -CS1 -CS2 -CS7-CS0 -CS1 -CS2 -CS7+5V+5VG1G1（2）地址空间分配图：8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAM8K 8 RAMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70819181921638

48、3163842457524576327673276840959409604915149152573435734465535（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，则根本的故障原因为：该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。可能的情况有：1）该片的-CS端与-WE端错连或短路；2）该片的-CS端与CPU的-MREQ端错连或短路；3）该片的-CS端与地线错连或短路；在此，假设芯片与译码器本身都是好的。（4）如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间，A13=0

49、的另一半地址空间将永远访问不到。若对A13=0的地址空间进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间中去。22.某机字长为16位，常规的存储空间为64K字，若想不改用其他高速的存储芯片，而使访存速度提高到8倍，可采取什么措施？画图说明。解：若想不改用高速存储芯片，而使访存速度提高到8倍，可采取多体交叉存取技术，图示如下：0 08 8M0M08K8K1 19 9M1M18K8K2 21010M2M28K8K3 31111M3M38K8K4 41212M4M48K8K5 51313M5M58K8K6 61414M6M68K8K7 71515M7M78K8K存储管理存储管理存储管理存储管理存储总线

50、存储总线存储总线存储总线8体交叉访问时序：启动启动启动启动M0M0：启动启动启动启动M1M1：启动启动启动启动M2M2：启动启动启动启动M3M3：启动启动启动启动M4M4：启动启动启动启动M5M5：启动启动启动启动M6M6：启动启动启动启动M7M7：t t单体存取周期单体存取周期单体存取周期单体存取周期由图可知：每隔由图可知：每隔由图可知：每隔由图可知：每隔1/81/8个存取周期就可在存储总线上获得一个数据。个存取周期就可在存储总线上获得一个数据。个存取周期就可在存储总线上获得一个数据。个存取周期就可在存储总线上获得一个数据。23.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用M/-IO作为访问存

51、储器或I/O的控制信号（高电平为访存，低电平为访I/O)，-WR（低电平有效）为写命令，-RD（低电平有效）为读命令。设计一个容量为64KB的采用低位交叉编址的8体并行结构存储器。现有右图所示的存储芯片及138译码器。画出CPU和存储芯片（芯片容量自定）的连接图，并写出图中每个存储芯片的地址范围（用十六进制数表示）。RAMRAMA Ai iA A0 0OEOED Dn nD D0 0WEWECECE-OE -OE 允许读允许读允许读允许读-WE -WE 允许写允许写允许写允许写-CE -CE 片选片选片选片选解：芯片容量=64KB/8=8KB每个芯片（体）的地址范围以8为模低位交叉分布如下：8

52、K8K8 RAM8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAM8K8 RAMY0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y70000H0000H，0008H0008H，FFF8HFFF8H0001H0001H，0009H0009H，FFF9HFFF9H0002H0002H，000AH000AH，FFFAHFFFAH0003H0003H，000BH000BH，FFFBHFFFBH0004H0004H，000CH000CH，FFFCHFF

53、FCH0005H0005H，000DH000DH，FFFDHFFFDH0006H0006H，000EH000EH，FFFEHFFFEH0007H0007H，000FH000FH，FFFFHFFFFH地址空间分配图：地址空间分配图：地址空间分配图：地址空间分配图： 地址范围：地址范围：地址范围：地址范围：方案1：8体交叉编址的CPU和存储芯片的连接图：CPUCPU8K8KB BSRAMSRAM0 0体体体体7413874138（3 3：8 8）-WR-WR-RD-RDD70D70A153A1538K8KB BSRAMSRAM1 1体体体体8K8KB BSRAMSRAM2 2体体体体8K8KB B

54、SRAMSRAM7 7体体体体-G2A -G2B-G2A -G2BA AB BC CM/-IOM/-IOA0A0A1A1A2A2-Y0 -Y1 -Y2 -Y7-Y0 -Y1 -Y2 -Y7G1G1-WE-WE-WE-WE-WE-WE-WE-WE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-CE-CE-CE-CE-CE-CE-CE-CE 注：注：注：注：此设计方案只能此设计方案只能此设计方案只能此设计方案只能实现实现实现实现八体之间的八体之间的八体之间的八体之间的低位交叉寻址低位交叉寻址低位交叉寻址低位交叉寻址，但，但，但，但不不不不能实现八体并行操作能实现八体并行操作能实现八体并行操作能实

55、现八体并行操作。方案2：8体交叉并行存取系统体内逻辑如下：8K8KB BSRAMSRAM-WE-WE-OE-OE输输输输入入入入地地地地址址址址缓缓缓缓冲冲冲冲输输输输入入入入数数数数据据据据缓缓缓缓冲冲冲冲-CE-CEA120A120D70D70输输输输出出出出数数数数据据据据缓缓缓缓冲冲冲冲片选信号扩展片选信号扩展片选信号扩展片选信号扩展A153A153D70D70读命令读命令读命令读命令扩展扩展扩展扩展写命令写命令写命令写命令扩展扩展扩展扩展-Yi-Yi-RD-RD-WR-WRi i体体体体M/-IOM/-IO 由于存储器由于存储器由于存储器由于存储器单单单单体体体体的存取周期为的存取周

56、期为的存取周期为的存取周期为T T，而，而，而，而CPUCPU的总线访的总线访的总线访的总线访存周期为存周期为存周期为存周期为（1/81/8）T T，故体内逻辑要支，故体内逻辑要支，故体内逻辑要支，故体内逻辑要支持单体的持单体的持单体的持单体的独立工作独立工作独立工作独立工作速率。因此在速率。因此在速率。因此在速率。因此在SRAMSRAM芯片的外围芯片的外围芯片的外围芯片的外围加了地址、数据的加了地址、数据的加了地址、数据的加了地址、数据的输入输入输入输入/ /输出输出输出输出缓冲缓冲缓冲缓冲装置，装置，装置，装置，以及控制信号的以及控制信号的以及控制信号的以及控制信号的扩扩扩扩展展展展装置。

57、装置。装置。装置。CPU和各体的连接图：由于存储器单体的工作速率和总线速率不一致，因此各体之间存在总线分配问题，存储器不能简单地和CPU直接相连，要在存储管理部件的控制下连接。CPUCPU8K8KB B0 0体体体体 74138 74138（3 3：8 8）-WR-WR-RD-RDD D7070A A1531538K8KB B1 1体体体体8K8KB B2 2体体体体8K8KB B7 7体体体体-G-G2A2A -G -G2B2BA AB BC CM/-IOM/-IOA A0 0A A1 1A A2 2-Y-Y0 0 -Y -Y1 1 -Y -Y2 2 -Y -Y7 7GG1 1-WE-WE-

58、WE-WE-WE-WE-WE-WE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-OE-Y-Y0 0-Y-Y1 1-Y-Y2 2-Y-Y7 7存存存存储储储储管管管管理理理理A A120120A A120120A A120120A A120120 24.一个4体低位交叉的存储器，假设存取周期为T，CPU每隔1/4存取周期启动一个存储体，试问依次访问64个字需多少个存取周期？解：本题中，只有访问第一个字需一个存取周期，从第二个字开始，每隔1/4存取周期即可访问一个字，因此，依次访问64个字需：存取周期个数=(64-1)(1/4)T+T=（63/4+1）T=15.75+1=16.75T与常规存储器的速

59、度相比，加快了：（64-16.75）T=47.25T注：4体交叉存取虽然从理论上讲可将存取速度提高到4倍，但实现时由于并行存取的分时启动需要一定的时间，故实际上只能提高到接近4倍。25.什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？解：程序运行的局部性原理指：在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问；在空间上，这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区；在访问顺序上，指令顺序执行比转移执行的可能性大(大约5:1)。存储系统中Cache主存层次采用了程序访问的局部性原理。26.计算机中设置Cache的作用是什么？能不能把Cache的容量扩大，最后取代主

60、存，为什么？答：计算机中设置Cache主要是为了加速CPU访存速度；不能把Cache的容量扩大到最后取代主存，主要因为Cache和主存的结构原理以及访问机制不同（主存是按地址访问，Cache是按内容及地址访问）。27.Cache制作在CPU芯片内有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处？答：Cache做在CPU芯片内主要有下面几个好处：1）可提高外部总线的利用率。因为Cache在CPU芯片内，CPU访问Cache时不必占用外部总线；2）Cache不占用外部总线就意味着外部总线可更多地支持I/O设备与主存的信息传输，增强了系统的整体效率；3）可提高存取速度。因为Cache与C

61、PU之间的数据通路大大缩短,故存取速度得以提高；将指令Cache和数据Cache分开有如下好处：1）可支持超前控制和流水线控制，有利于这类控制方式下指令预取操作的完成；2）指令Cache可用ROM实现，以提高指令存取的可靠性；3）数据Cache对不同数据类型的支持更为灵活，既可支持整数（例32位），也可支持浮点数据（如64位）。补充讨论：Cache结构改进的第三个措施是分级实现，如二级缓存结构，即在片内Cache（L1）和主存之间再设一个片外Cache（L2），片外缓存既可以弥补片内缓存容量不够大的缺点，又可在主存与片内缓存间起到平滑速度差的作用，加速片内缓存的调入调出速度（主存L2L1）。2

62、8.设主存容量为256K字，Cache容量为2K字，块长为4。（1）设计Cache地址格式，Cache中可装入多少块数据？（2）在直接映射方式下，设计主存地址格式。（3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。（4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。（5）若存储字长为32位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式。29.假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中4800次，访问主存200次，已知Cache的存取周期是30ns，主存的存取周期是150ns，求Cache的命中率以及Cache-主存系统的平均访问时间和效率，试问该系统的性能提高了多少？30.一个组相联映射的C

63、ache由64块组成，每组内包含4块。主存包含4096块，每块由128字组成，访存地址为字地址。试问主存和Cache的地址各为几位？画出主存的地址格式。31.设主存容量为1MB，采用直接映射方式的Cache容量为16KB，块长为4，每字32位。试问主存地址为ABCDEH的存储单元在Cache中的什么位置？32.设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映射（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织。（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、289号单元读出90个字（主存一次读出一个字

64、），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？答：（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：87232（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。当主存读0号字单元时，将主存0号字块（07）调入Cache（0组0号块），主存读8号字单元时，将1号块（815）调入Cache（1组0号块）主存读89号单元时，将11号块（8889）调入Cache（11组0号块）。块内字地址块内字地址组内块号组内块号Cache组号组号主存字块标记主存字块标记字节地址字节地址

65、共需调90/812次，就把主存中的90个字调入Cache。除读第1遍时CPU需访问主存12次外，以后重复读时不需再访问主存。则在908=720个读操作中：访Cache次数=（90-12）+630=708次Cache命中率=708/7200.9898%（3）设无Cache时访主存需时720T（T为主存周期），加入Cache后需时：708T/6+12T=（118+12）T=130T则：720T/130T5.54倍有Cache和无Cache相比，速度提高了4.54倍左右。35.画出RZ、NRZ、NRZ1、PE、FM写入数字串1011001的写电流波形图。解：RZRZ：NRZNRZ：NRZ1NRZ1：

66、PEPE：FMFM：1 0 1 1 0 0 11 0 1 1 0 0 1ttttt注意注意注意注意36.以写入10010110为例，比较调频制和改进调频制的写电流波形图。解：写电流波形图如下：FM:FM:MFM:MFM:MFM:MFM:1 0 0 1 0 1 1 01 0 0 1 0 1 1 0tt1 0 0 1 0 1 1 01 0 0 1 0 1 1 0频率提高一倍后的频率提高一倍后的频率提高一倍后的频率提高一倍后的MFMMFM制。制。制。制。t比较：1）FM和MFM写电流在位周期中心处的变化规则相同；2）MFM制除连续一串“0”时两个0周期交界处电流仍变化外，基本取消了位周期起始处的电流

67、变化；3）FM制记录一位二进制代码最多两次磁翻转，MFM制记录一位二进制代码最多一次磁翻转，因此MFM制的记录密度可提高一倍。上图中示出了在MFM制时位周期时间缩短一倍的情况。由图可知，当MFM制记录密度提高一倍时，其写电流频率与FM制的写电流频率相当；4）由于MFM制并不是每个位周期都有电流变化，故自同步脉冲的分离需依据相邻两个位周期的读出信息产生，自同步技术比FM制复杂得多。37.画出调相制记录01100010的驱动电流、记录磁通、感应电势、同步脉冲及读出代码等几种波形。解：I I： ：e e：T T：D D：0 1 1 0 0 0 1 00 1 1 0 0 0 1 0ttttt写入写入写

68、入写入读出读出读出读出注意： 1）画波形图时应严格对准各种信号的时间关系。 2）读出感应信号不是方波而是与磁翻转边沿对应的尖脉冲； 3）同步脉冲的出现时间应能“包裹”要选的读出感应信号，才能保证选通有效的读出数据信号，并屏蔽掉无用的感应信号。PE记录方式的同步脉冲应安排对准代码周期的中间。 4）最后读出的数据代码应与写入代码一致。38.磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面可以记录，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400位/cm，转速3600转/分。（1）共有多少存储面可用？（2）共有多少柱面？（3）盘组总存储容量是多少？（4）数据传输率是多少？解：（1）共有：62

69、=12个存储面可用；（2）有效存储区域=（33-22）/2=5.5cm柱面数=40道/cm5.5cm=220道（3）内层道周长=22cm=69.08cm道容量=400位/cm69.08cm=3454B面容量=3454B220道=759880B盘组总容量=759，880B12面=9，118，560B（4）转速=3600转/60秒=60转/秒数据传输率=3454B60转/秒=207，240B/S注意： 1）的精度选取不同将引起答案不同，一般取两位小数； 2）柱面数盘组总磁道数（=一个盘面上的磁道数） 3）数据传输率与盘面数无关； 4）数据传输率的单位时间是秒，不是分。39.某磁盘存储器转速为300

70、0转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：（1）磁盘存储器的存储容量；（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（3）磁盘数据传输率；（4）平均等待时间。解：（1）存储容量=275道12288B/道4面=13516800B（2）最高位密度=12288B/23017B/mm136位/mm（向下取整）最大磁道直径=230mm+275道/5道2=230mm+110mm=340mm最低位密度=12288B/34011B/mm92位/mm（向下取整）（3）磁盘数据传输率=12288B3000转/分=12288B50转/秒=61

71、4400B/S（4）平均等待时间=1/50/2=10ms讨论： 1、本题给出的道容量单位为字节，因此算出的存储容量单位也是字节，而不是位； 2、由此算出的位密度单位最终应转换成bpm(位/毫米）； 3、平均等待时间是磁盘转半圈的时间，与容量无关。 40.采用定长数据块记录格式的磁盘存储器，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？答：采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是一个记录块（数据块），寻址命令中可用如下格式表示磁盘地址：台号台号台号台号 柱面柱面柱面柱面( (磁道磁道磁道磁道) )号号号号 盘面盘面盘面盘面( (磁头磁头磁头磁头) )号号号号 扇区号扇区号扇区号扇区号

72、41.设有效信息为110，试用生成多项式G(x)=11011将其编成循环冗余校验码。解：编码过程如下：M(x)=110n=3G(x)=11011k+1=5k=4M(x)x4=1100000M(x)x4/G(x)=1100000/11011=100+1100/11011R(x)=1100M(x)x4+R(x)=1100000+1100=1101100=CRC码（7，3）码注：此题的G(x)选得不太好，当最高位和最低位出错时，余数相同，均为0001。此时只能检错，无法纠错。42.有一个（7，4）码，生成多项式G(x)=x3+x+1，写出代码1001的循环冗余校验码。解：编码过程如下：M(x)=10

73、01n=4G(x)=x3+x+1=1011k+1=4k=3M(x)x3=1001000M(x)x3/G(x)=1001000/1011=1010+110/1011R(x)=110M(x)x3+R(x)=1001000+110=1001110=CRC码由于码制和生成多项式均与教材上的例题4.15相同，故此（7，4）码的出错模式同表4.6。输入输出系统输入输出系统第第 五章五章 补充题补充题： 一、某一、某CRT显示器可显示显示器可显示64种种ASCII字符，字符，每帧可显示每帧可显示72字字24排排；每个字符字形采用；每个字符字形采用78点阵点阵，即横向，即横向7点，字间间隔点，字间间隔1点点，

74、纵向，纵向8点，点，排间间隔排间间隔6点点；帧频；帧频50Hz，采取逐行扫描方式。，采取逐行扫描方式。假设不考虑屏幕四边的假设不考虑屏幕四边的失真失真问题，且行回扫和问题，且行回扫和帧回扫均占扫描时间的帧回扫均占扫描时间的20%，问：，问： 1）显存容量显存容量至少有多大？至少有多大？ 2）字符发生器（字符发生器（ROM）容量）容量至少有多大至少有多大？ 3）显存中存放的是）显存中存放的是那种信息那种信息？ 4）显存地址与屏幕显示）显存地址与屏幕显示位置如何对应位置如何对应？ 5）设置）设置哪些计数器哪些计数器以控制显存访问与屏幕以控制显存访问与屏幕扫描之间的同步？它们的扫描之间的同步？它们的

75、模模各是多少？各是多少？ 6）点时钟频率点时钟频率为多少？为多少？解：解：1）显存最小容量）显存最小容量=72248 =1728B 2）ROM最小容量最小容量=648行行8列列 = 512B（含字间隔（含字间隔1点，或点，或5127位）位） 3）显存中存放的是）显存中存放的是ASCII码码信息。信息。 4）显存每个地址对应一个字符显示位置，显）显存每个地址对应一个字符显示位置，显示位置示位置自左至右自左至右，从上到下从上到下，分别对应缓存地址，分别对应缓存地址由低到高由低到高。 5）设置）设置点点计数器、计数器、字字计数器、计数器、行行计数器、计数器、排排计数器计数器控制显存访问与屏幕扫描之间

76、的同步。控制显存访问与屏幕扫描之间的同步。 它们的模计算如下：它们的模计算如下： 点计数器模点计数器模 = 7+1 = 8 行计数器模行计数器模 = 8 + 6 = 14 字、排计数器的模不仅与扫描正程时间有关，而字、排计数器的模不仅与扫描正程时间有关，而且与扫描逆程时间有关，因此计算较为复杂。且与扫描逆程时间有关，因此计算较为复杂。 列方程列方程： （72+x） 0.8 = 72 （24+y） 0.8 = 24 解方程得：解方程得：x = 18，y = 6，则：，则： 字计数器模字计数器模 = 72 + 18 = 90 排计数器模排计数器模 = 24 + 6 = 30 6）点频）点频 = 5

77、0Hz 30排排 14行行 90字字 8点点 = 15 120 000Hz = 15.12MHz讨论：讨论： 1 1、VRAMVRAM、ROMROM容量应以字或字节为单容量应以字或字节为单位；位； 2 2、字模点阵在字模点阵在ROMROM中按行存放，一行中按行存放，一行占一个存储单元；占一个存储单元； 3 3、显存中存放的是显存中存放的是ASCIIASCII码而不是像码而不是像素点；素点； 4 4、计算计数器的模及点频时应考虑回计算计数器的模及点频时应考虑回扫时间。扫时间。 二、有一编码键盘，其键阵列为二、有一编码键盘，其键阵列为8行行16列列，分别对应分别对应128种种ASCII码码字符，采

78、用字符，采用硬件扫描方式硬件扫描方式确认按键信号，问：确认按键信号，问： 1）扫描计数器扫描计数器应为多少位？应为多少位？ 2）ROM容量容量为多大？为多大？ 3）若行、列号均从）若行、列号均从0开始编排，则当第开始编排，则当第5行行第第7列的键表示字母列的键表示字母“F”时，时，CPU从键盘读入的从键盘读入的二进制编码应为多少（设采用奇校验）二进制编码应为多少（设采用奇校验） ？ 4）参考教材图）参考教材图5.15，画出该键盘的，画出该键盘的原理性原理性逻辑框图逻辑框图； 5）如果不考虑校验技术，此时）如果不考虑校验技术，此时ROM是否可是否可省省？ 解：解：1）扫描计数器）扫描计数器 =

79、7位位 （与键的个数（与键的个数有关）有关） 2）ROM容量容量 = 128 8 = 128B （与字符集大小有关）（与字符集大小有关） 3）CPU从键盘读入的应为字符从键盘读入的应为字符“F”的的ASCII码码= 01000110（46H），其中，其中最高位最高位为奇校验位为奇校验位（注：注：不是不是位置码位置码）。）。 4）该键盘的原理性逻辑框图见下页，与教材）该键盘的原理性逻辑框图见下页，与教材图图5.15类似，主要需标明参数。类似，主要需标明参数。 5）如果不考虑校验技术，）如果不考虑校验技术，并按并按ASCII码位序码位序设计键阵列设计键阵列（注意）（注意），则则ROM编码表可省，此

80、时编码表可省，此时7位计数器输出值（扫描码或位计数器输出值（扫描码或键位置码键位置码）即为）即为ASCII码。码。8X168X16键盘矩阵键盘矩阵键盘矩阵键盘矩阵该键盘的原理性逻辑框图如下：该键盘的原理性逻辑框图如下：七位七位七位七位计数器计数器计数器计数器时钟时钟时钟时钟发生器发生器发生器发生器ROMROM128B128BCPUCPU列译码器列译码器列译码器列译码器4:164:16行行行行译译译译码码码码器器器器3:83:8中断中断中断中断触发器触发器触发器触发器单单单单稳稳稳稳延延延延迟迟迟迟-RD-RD-CS-CS地址译码输入地址译码输入地址译码输入地址译码输入 1. I/O有哪些编址方

81、式？各有有哪些编址方式？各有何特点？何特点？ 解：常用的解：常用的I/O编址方式有两种：编址方式有两种： I/O与内存统与内存统一编址和一编址和I/O独立编址独立编址； 特点特点： I/O与内存统一编址方式的与内存统一编址方式的I/O地址采用地址采用与主存单元地址完全一样与主存单元地址完全一样的格式，的格式，I/O设备和主存占设备和主存占用用同一个同一个地址空间，地址空间，CPU可可像访问主存一样像访问主存一样访问访问I/O设备，设备，不需要安排专门的不需要安排专门的I/O指令指令。 I/O独立编址方式时机器为独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址

82、编码，此时套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地地址与主存地址是址与主存地址是两个独立的空间两个独立的空间，CPU需要通过需要通过专专门的门的I/O指令指令来访问来访问I/O地址空间。地址空间。6 6讨论：讨论：I/O编址方式的意义：编址方式的意义： I/O编址方式的选择主要影响到指令系统编址方式的选择主要影响到指令系统设计时设计时I/O指令的安排，因此描述其特点时指令的安排，因此描述其特点时一一定要说明此种定要说明此种I/O编址方式对应的编址方式对应的I/O指令设置指令设置情况情况。 I/O与内存统一编址方式将与内存统一编址方式将I/O地址看地址看成是存储地址的一部分，占用主存空间

83、；成是存储地址的一部分，占用主存空间； 问题：问题：确切地讲，确切地讲， I/O与内存统一编址与内存统一编址的空间为总线空间，的空间为总线空间，I/O所占用的是内存的扩所占用的是内存的扩展空间。展空间。 2. 简要说明简要说明CPU与与I/O之间传递信息可采用之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？ 答：答： CPU与与I/O之间传递信息常采用三种联之间传递信息常采用三种联络方式：络方式：直接控制（立即响应）、直接控制（立即响应）、 同步、异步。同步、异步。 适用场合分别为：适用场合分别为： 直接控制直接控制适用于结构极简单、速度极慢的适用

84、于结构极简单、速度极慢的I/O设备，设备，CPU直接控制直接控制外设处于某种状态而无须联外设处于某种状态而无须联络信号。络信号。 同步方式同步方式采用采用统一的时标统一的时标进行联络，适用于进行联络，适用于CPU与与I/O速度差不大，近距离传送的场合。速度差不大，近距离传送的场合。 异步方式异步方式采用采用应答机制应答机制进行联络，适用于进行联络，适用于CPU与与I/O速度差较大、远距离传送的场合。速度差较大、远距离传送的场合。 讨论：讨论：注意注意I/O交换方式、交换方式、I/O传送分类方传送分类方式与式与I/O联络方式的区别：联络方式的区别： 串行、并行串行、并行I/O传送方式常用于描述传

85、送方式常用于描述I/O传送传送宽度宽度的类型；的类型； I/O交换方式主要讨论传送过程的交换方式主要讨论传送过程的控制方法控制方法； I/O联络方式主要解决传送时联络方式主要解决传送时CPU与与I/O之之间如何取得间如何取得通信联系通信联系以建立起操作上的同步配合以建立起操作上的同步配合关系。关系。 6. 字符显示器的接口电路中配有字符显示器的接口电路中配有缓缓冲存储器冲存储器和和只读存储器只读存储器，各有何作用？，各有何作用？ 解：显示缓冲存储器中存放着一屏解：显示缓冲存储器中存放着一屏要显示的字符要显示的字符ASCII码信息，它的作用码信息，它的作用是支持屏幕扫描时的反复是支持屏幕扫描时的

86、反复刷新刷新； 只读存储器中存放着字符集中所有只读存储器中存放着字符集中所有字符的点阵信息，作为字符的点阵信息，作为字符发生器字符发生器使用，使用，他起着将字符的他起着将字符的ASCII码转换为字形点码转换为字形点阵阵信息的作用。信息的作用。 8. 某计算机的某计算机的I/O设备采用异步串行传送方设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为式传送字符信息。字符信息的格式为一位起始一位起始位、七位数据位、一位校验位和一位停止位。位、七位数据位、一位校验位和一位停止位。若要求每秒钟传送若要求每秒钟传送480个字符个字符，那么该设备的数，那么该设备的数据传送速率为多少？据传送速率为多少？

87、解：解：48010=4800位位/秒秒=4800波特；波特； 波特波特是数据传送速率波特率的是数据传送速率波特率的单位单位。 注：注：题意中给出的是题意中给出的是字符传送速率字符传送速率，即：，即：字符字符/ /秒秒。要求的是。要求的是数据传送速率数据传送速率，串行传送时，串行传送时一般用一般用波特率波特率表示。表示。 两者的区别：两者的区别：字符传送率是数据的字符传送率是数据的“纯纯”有效传送率，不含数据格式信息；波特率是有效传送率，不含数据格式信息；波特率是“毛毛”传送率，含数据格式信息。传送率，含数据格式信息。 10. 什么是什么是I/O接口接口?它与它与端口端口有何区别？有何区别？为为

88、什么什么要设置要设置I/O接口？接口？I/O接口如何接口如何分类分类？ 解：解： I/O接口一般指接口一般指CPU和和I/O设备间的设备间的连接连接部件部件； I/O端口一般指端口一般指I/O接口中的各种接口中的各种寄存器寄存器。为。为了便于程序对这些寄存器进行访问，通常给每个了便于程序对这些寄存器进行访问，通常给每个寄存器寄存器分配分配一个一个地址地址编号，这种编号被称为编号，这种编号被称为I/O端端口地址，相应的寄存器也叫作口地址，相应的寄存器也叫作I/O端口端口。 I/O接口和接口和I/O端口是两个不同的概念。一个端口是两个不同的概念。一个接口中往往包含接口中往往包含若干个若干个端口，因

89、此端口，因此接口地址接口地址往往往往包含有若干个包含有若干个端口地址端口地址。 由于由于I/O设备的物理结构和工作速率一设备的物理结构和工作速率一般与主机般与主机差异差异很大，无法很大，无法直接直接相连，因此通相连，因此通常通过常通过I/O接口接口进行连接。进行连接。 I/O接口分类方法接口分类方法很多很多，主要有：，主要有： 按数据传送方式按数据传送方式分，有分，有并行并行接口和接口和串串行行接口两种；接口两种； 按数据传送的按数据传送的控制方式控制方式分，有分，有程序控程序控制制接口、接口、程序中断程序中断接口、接口、DMA接口三种。接口三种。 12. 结合结合程序查询方式的接口程序查询方

90、式的接口电路，说明其工电路，说明其工作过程。作过程。 解：解：程序查询接口工作过程程序查询接口工作过程如下（以输入为例）：如下（以输入为例）： 1）CPU发发I/O地址地址地址总线地址总线接口接口设备选设备选择器译码择器译码选中，发选中，发SEL信号信号开命令接收门；开命令接收门； 2）CPU发发启动启动命令命令 D置置0，B置置1 接口向设接口向设备发启动命令备发启动命令设备开始工作；设备开始工作； 3）CPU等待等待，输入设备读出数据，输入设备读出数据 DBR； 4）外设工作）外设工作完成完成，完成信号，完成信号接口接口 B置置0，D置置1； 5）准备）准备就绪就绪信号信号控制总线控制总线

91、 CPU； 6）输入输入：CPU通过通过输入指令输入指令（IN）将）将DBR中的中的数据取走；数据取走； 若为若为输出输出，除数据传送方向相反以外，其他操作，除数据传送方向相反以外，其他操作与输入类似。工作过程如下：与输入类似。工作过程如下： 1）CPU发发I/O地址地址地址总线地址总线接口接口设备选择设备选择器译码器译码选中，发选中，发SEL信号信号开命令接收门；开命令接收门； 2）输出输出： CPU通过通过输出指令输出指令（OUT）将数据放）将数据放入接口入接口DBR中；中； 3）CPU发发启动启动命令命令 D置置0，B置置1 接口向设接口向设备发启动命令备发启动命令设备开始工作；设备开始

92、工作； 4）CPU等待等待，输出设备将数据，输出设备将数据从从 DBR取走；取走； 5）外设工作）外设工作完成完成，完成信号，完成信号接口接口 B置置0，D置置1； 6）准备）准备就绪就绪信号信号控制总线控制总线 CPU，CPU可通可通过指令过指令再次再次向接口向接口DBR输出数据，进行第二次传送。输出数据，进行第二次传送。 13. 说明说明中断向量地址中断向量地址和和入口地址入口地址的区的区别和联系。别和联系。 解：解： 中断向量地址和入口地址的中断向量地址和入口地址的区别区别： 向量地址向量地址是硬件电路（向量编码器）产是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号，生的

93、中断源的内存中断向量表表项地址编号，中断入口地址中断入口地址是中断服务程序首址。是中断服务程序首址。 中断向量地址和入口地址的中断向量地址和入口地址的联系联系： 中断向量地址可理解为中断服务程序中断向量地址可理解为中断服务程序入入口地址指示器口地址指示器（入口地址的地址），通过它（入口地址的地址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。访存可获得中断服务程序入口地址。 ( (两种两种方法：在向量地址所指单元内放一条方法：在向量地址所指单元内放一条JMPJMP指指令；主存中设向量地址表。参考令；主存中设向量地址表。参考8.4.38.4.3）讨论：讨论： 硬件向量法的实质：硬件向量法的实质： 当响

94、应中断时，为了当响应中断时，为了更快、更可靠更快、更可靠的进入的进入对应的中断服务程序执行，希望由对应的中断服务程序执行，希望由硬件直接提硬件直接提供供中断服务程序入口地址。但在中断服务程序入口地址。但在内存地址字较内存地址字较长长时这是不可能的。因此由硬件先提供时这是不可能的。因此由硬件先提供中断源中断源编号编号、再由编号、再由编号间接地间接地获得中断服务程序入口获得中断服务程序入口地址。这种中断源的编号即地址。这种中断源的编号即向量地址向量地址。 由于一台计算机系统可带的中断源数量很由于一台计算机系统可带的中断源数量很有限，因此向量地址比内存地址有限，因此向量地址比内存地址短得多短得多，用

95、，用编编码器码器类逻辑部件实现很方便。类逻辑部件实现很方便。 14. 在什么条件下，在什么条件下，I/O设备可以向设备可以向CPU提出提出中断中断请求请求？ 解：解：I/O设备向设备向CPU提出中断请求的提出中断请求的条件条件是：是：I/O接口中的设备工作完成状态为接口中的设备工作完成状态为1（D=1），中断屏蔽码），中断屏蔽码为为0 （MASK=0），且），且CPU查询中断时，中断请求触查询中断时，中断请求触发器状态为发器状态为1（INTR=1）。）。 15. 什么是什么是中断允许触发器中断允许触发器？它有何作用？它有何作用？ 解：中断允许触发器是解：中断允许触发器是CPU中断系统中的一个部

96、中断系统中的一个部件，他起着开关中断的作用（即中断件，他起着开关中断的作用（即中断总开关总开关，则中断，则中断屏蔽触发器可视为中断的屏蔽触发器可视为中断的分开关分开关）。）。 16. 在什么在什么条件条件和什么和什么时间时间，CPU可以可以响应响应I/O的中断请求？的中断请求？ 解：解：CPU响应响应I/O中断请求的中断请求的条条件和时间件和时间是：当中断允许状态为是：当中断允许状态为1（EINT=1），且），且至少有一个中断至少有一个中断请求请求被查到，则在被查到，则在一条指令执行完一条指令执行完时，响应中断。时，响应中断。8 817. 某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个某系统对输入数

97、据进行取样处理，每抽取一个输入数据，输入数据，CPU就要中断处理一次，将取样的就要中断处理一次，将取样的数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需P秒秒。此外，缓冲区内每存储此外，缓冲区内每存储N个个数据，主程序就要将数据，主程序就要将其取出进行处理，这个处理需其取出进行处理，这个处理需Q秒秒。试问该系统。试问该系统可以可以跟踪到每秒多少次中断请求？跟踪到每秒多少次中断请求？ 解：这是一道求解：这是一道求中断饱和度中断饱和度的题，要的题，要注意注意主程序对数据的处理不是中断处理，因此主程序对数据的处理不是中断处理，因此Q秒秒不能算在中断次数内。不能算在中断次数

98、内。 N个数据所需的处理时间个数据所需的处理时间=PN+Q秒秒 平均每个数据所需处理时间平均每个数据所需处理时间= （PN+Q）/ N 秒；秒； 求倒数得：求倒数得： 该系统该系统跟踪到的每秒中断请求数跟踪到的每秒中断请求数=N/（PN+Q）次。）次。 19. 在程序中断方式中，磁盘申请中断的在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时，优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时，磁盘申请中断请求。试问磁盘申请中断请求。试问是否要将打印机输出是否要将打印机输出停下来停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行？为什么？继续进行？为

99、什么？ 解：这是一道解：这是一道多重中断多重中断的题，由于磁盘中的题，由于磁盘中断的优先权高于打印机，因此断的优先权高于打印机，因此应将打印机输出应将打印机输出停下来停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行。因为打印机的速度比磁盘输入输出继续进行。因为打印机的速度比磁盘输入输出的速度慢，并且暂停打印不会造成数据丢失。的速度慢，并且暂停打印不会造成数据丢失。 22. 程序查询程序查询方式和方式和程序中断程序中断方式都是通方式都是通过过“程序程序”传送数据，两者的传送数据，两者的区别区别是什么？是什么？ 答：程序查询方式通过答：程序查询方式通过“程序程序”

100、传送数据传送数据时，程序对时，程序对I/O的控制包括了的控制包括了I/O准备准备和和I/O传送传送两段时间。由于两段时间。由于I/O的工作速度比的工作速度比CPU低得多，低得多，因此程序中要反复询问因此程序中要反复询问I/O的状态，造成的状态，造成“踏步踏步等待等待”，严重浪费严重浪费了了CPU的工作时间。的工作时间。 而程序中断方式虽然也是通过而程序中断方式虽然也是通过“程序程序”传传送数据，但程序仅对送数据，但程序仅对I/O传送阶段传送阶段进行控制，进行控制，I/O准备阶段不需要准备阶段不需要CPU查询。故查询。故CPU此时照此时照样可以运行现行程序，与样可以运行现行程序，与I/O并行工作

101、并行工作，大大提，大大提高了高了CPU的工作效率。的工作效率。 25. 根据以下要求设计一个产生根据以下要求设计一个产生3个设备向个设备向量地址量地址的电路。的电路。 （1）3个设备的优先级按个设备的优先级按ABC降序排列降序排列。 （2）A、B、C的向量地址分别为的向量地址分别为110 100、010 100、000 110。 （3）排队器采用链式排队电路。）排队器采用链式排队电路。 （4）当）当CPU发来中断响应信号发来中断响应信号INTA时，可时，可将将向量地址向量地址取至取至CPU。 解：此题与教材例解：此题与教材例5.2类似，可类似，可参考设计参考设计。该设备向量地址的电路如下：该设

102、备向量地址的电路如下：INTRINTRA A1 11 1&/INTR/INTRA A来自高一级来自高一级的排队器的排队器INTRINTRB B&INTRINTRC C&1 1&/INTR/INTRB B&/INTR/INTRB B至低一级至低一级的排队器的排队器设设备备编编码码器器INTPINTPA AINTPINTPB BINTPINTPC C数数据据总总线线110100010100000110INTAINTA 26. 什么是什么是多重中断多重中断？实现多重中断的？实现多重中断的必要必要条件条件是什么？是什么？ 解：多重中断是指：当解：多重中断是指：当CPU执行某个中断执行某个中断服务程序的

103、过程中，发生了更高级、更紧迫的服务程序的过程中，发生了更高级、更紧迫的事件，事件，CPU暂停暂停现行中断服务程序的执行现行中断服务程序的执行，转，转去处理该事件的中断，处理完返回现行中断服去处理该事件的中断，处理完返回现行中断服务程序继续执行的过程。务程序继续执行的过程。 实现多重中断的实现多重中断的必要条件必要条件是：在现行中断是：在现行中断服务期间，中断允许触发器为服务期间，中断允许触发器为1，即，即开中断开中断。 28. CPU对对DMA请求和中断请求的响应请求和中断请求的响应时间时间是否相同是否相同？为什么？为什么？ 解：解： CPU对对DMA请求和中断请求的响请求和中断请求的响应时间

104、应时间不相同不相同，因为两种方式的交换速度相，因为两种方式的交换速度相差很大，因此差很大，因此CPU必须以更短的时间间隔查必须以更短的时间间隔查询并响应询并响应DMA请求（请求（一个存取周期末一个存取周期末）。）。 30. 在在DMA的工作方式中，的工作方式中，CPU暂停方暂停方式和周期挪用方式的式和周期挪用方式的数据传送流程数据传送流程有何不同有何不同？画图说明。？画图说明。 解：两种解：两种DMA方式的工作流程见下页，方式的工作流程见下页，其其主要区别在于传送阶段，现行程序是否完主要区别在于传送阶段，现行程序是否完全停止访存。全停止访存。停止停止CPU访存访存方式的方式的DMA工作流程如下

105、：工作流程如下：现行程序现行程序 CPU DMAC I/ODMADMA预处理：预处理：预处理：预处理： 向向向向DMACDMAC送送送送MMMM缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区 首址；首址；首址；首址；I/OI/O设备设备设备设备 地址；地址；地址；地址；交换个数；交换个数；交换个数；交换个数；启动启动启动启动I/OI/O现行程序现行程序现行程序现行程序开始工作开始工作开始工作开始工作启动启动启动启动I/OI/O准备准备准备准备就绪就绪就绪就绪DMADMA请求请求请求请求I/OI/O数据送数据送数据送数据送BRBR或或或或(BR)(BR)送送送送I/OI/O总线请求总线请求总线请求总线请求现行程序现行

106、程序现行程序现行程序A AA A数据传送：数据传送：数据传送：数据传送：响应，停止响应，停止响应，停止响应，停止CPUCPU访存访存访存访存准备下准备下准备下准备下个数据个数据个数据个数据(AR)(AR)送送送送MM(MAR)MM(MAR)；(AR)+1(AR)+1；R/WR/W(BR)(BR)送送送送MDRMDR；WCWC减减减减1 1；就绪就绪就绪就绪DMADMA请求请求请求请求现现现现行行行行程程程程序序序序等等等等待待待待B BI/OI/O数据送数据送数据送数据送BRBR或或或或(BR)(BR)送送送送I/OI/OC CD D让出让出总线总线 CPU DMAC I/O B C D准备下

107、个数据准备下个数据准备下个数据准备下个数据(AR)(AR)送送送送(MAR)(MAR)；(AR)+1(AR)+1；R/WR/W(BR)(BR)送送送送MDRMDR；WCWC减减减减1 1；中断请求中断请求中断请求中断请求现行程序现行程序现行程序现行程序响应中断响应中断响应中断响应中断后处理：后处理：后处理：后处理：中断服务程序：中断服务程序：中断服务程序：中断服务程序：校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设或再启动及初始化。或再启动及初始化。或再启动及初始化。或再启动及初始化。现行程序现行程序现行程序现行程序I/OI/O停止停止停止停止

108、WC=0WC=0现现现现行行行行程程程程序序序序等等等等待待待待周期窃取方式的周期窃取方式的DMA工作流程如下：工作流程如下：现行程序现行程序 CPU DMAC I/ODMADMA预处理：预处理：预处理：预处理： 向向向向DMACDMAC送送送送MMMM缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区 首址；首址；首址；首址；I/OI/O设备设备设备设备 地址；地址；地址；地址；交换个数；交换个数；交换个数；交换个数；启动启动启动启动I/OI/O现行程序现行程序现行程序现行程序开始工作开始工作开始工作开始工作启动启动启动启动I/OI/O准备准备准备准备就绪就绪就绪就绪DMADMA请求请求请求请求I/OI/O数据送数据

109、送数据送数据送BRBR或或或或(BR)(BR)送送送送I/OI/O总线请求总线请求总线请求总线请求现行程序现行程序现行程序现行程序A AA A数据传送：数据传送：数据传送：数据传送： 响应，响应，响应，响应，让出一个让出一个让出一个让出一个MMMM周期周期周期周期准备下准备下准备下准备下个数据个数据个数据个数据(AR)(AR)送送送送MM(MAR)MM(MAR)；(AR)+1(AR)+1；R/WR/W(BR)(BR)送送送送MDRMDR；WCWC减减减减1 1；就绪就绪就绪就绪DMADMA请求请求请求请求现行程序现行程序现行程序现行程序总线请求总线请求总线请求总线请求B BI/OI/O数据送数

110、据送数据送数据送BRBR或或或或(BR)(BR)送送送送I/OI/OC CD D CPU DMAC I/O B C D数据传送：数据传送：数据传送：数据传送： 响应，响应，响应，响应，让出一个让出一个让出一个让出一个MMMM周期周期周期周期准备下个数据准备下个数据准备下个数据准备下个数据(AR)(AR)送送送送(MAR)(MAR)；(AR)+1(AR)+1；R/WR/W(BR)(BR)送送送送MDRMDR；WCWC减减减减1 1；中断请求中断请求中断请求中断请求现行程序现行程序现行程序现行程序响应中断响应中断响应中断响应中断后处理：后处理：后处理：后处理：中断服务程序：中断服务程序：中断服务程

111、序：中断服务程序：校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设校验、错误检测、停止外设或再启动及初始化。或再启动及初始化。或再启动及初始化。或再启动及初始化。现行程序现行程序现行程序现行程序I/OI/O停止停止停止停止WC=0WC=0 31. 假设某设备向假设某设备向CPU传送信息的最高频传送信息的最高频率是率是40 000次次/秒秒，而相应的中断处理程序其执，而相应的中断处理程序其执行时间为行时间为40 s，试问该外设，试问该外设是否可用程序中是否可用程序中断断方式与主机交换信息，为什么？方式与主机交换信息，为什么？ 解：该设备向解：该设备向CPU传送信息的时间间

112、隔传送信息的时间间隔 =1/40K=0.025103=25 s 40 s 则：该外设则：该外设不能用程序中断方式不能用程序中断方式与主机交与主机交换信息，因为其中断处理程序的执行速度比该换信息，因为其中断处理程序的执行速度比该外设的交换速度慢。外设的交换速度慢。举例说明举例说明： （输入输入） 假设假设初始初始CPU空闲，则当空闲，则当I/O将第一个数据放在将第一个数据放在接口的数据缓冲寄存器中后，向接口的数据缓冲寄存器中后，向CPU发发第一个中断请第一个中断请求求，CPU立即响应；立即响应； I/O设备匀速运行，设备匀速运行， 25 s后，后，第二个中断请求第二个中断请求到到来，来，CPU正

113、在执行中断程序接收第一个数据，正在执行中断程序接收第一个数据， 40 s时响应；时响应； 50 s后，后，第三个中断请求第三个中断请求到来，到来，CPU正在执行正在执行中断程序接收第二个数据，要到中断程序接收第二个数据，要到80 s时响应；时响应； 75 s后，后，第四个中断请求第四个中断请求到来，但此时第三个到来，但此时第三个中断请求还没有响应，则放在数据缓冲寄存器中的第中断请求还没有响应，则放在数据缓冲寄存器中的第三个数据来不及接收，被第四个数据冲掉；三个数据来不及接收，被第四个数据冲掉； 32. 设磁盘存储器转速为设磁盘存储器转速为3000转转/分分，分分8个扇区个扇区，每扇区存储，每扇

114、区存储1K字节字节，主存与磁，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为盘存储器数据传送的宽度为16位位（即每次传（即每次传送送16位）。假设一条指令最长执行时间是位）。假设一条指令最长执行时间是25 s，是否可采用，是否可采用一条指令执行结束时响应一条指令执行结束时响应DMA请求请求的方案，为什么？若不行，应采取的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？什么方案？ 解：先算出磁盘传送速度，然后和指令执行速解：先算出磁盘传送速度，然后和指令执行速度进行比较得出结论。度进行比较得出结论。道容量道容量=1KB8 16 =1K 8 8 16 =1K 4=4K字字数传率数传率=4K字字3000转转/分分 =4K字

115、字50转转/秒秒 =200K字字/秒秒一个字的传送时间一个字的传送时间=1/200K字字/秒秒 5 s 注：注：在此在此1K=1024，来自，来自数据块数据块单位缩写。单位缩写。 由上计算知：由上计算知：5 s25 s，所以，所以不能采用一条不能采用一条指令执行结束响应指令执行结束响应DMA请求的方案请求的方案，应采取，应采取每个每个CPU机器周期末机器周期末查询及响应查询及响应DMA请求的方案（通常安请求的方案（通常安排排CPU机器周期机器周期=MM存取周期）。存取周期）。 讨论：讨论： 扇面扇面、扇段扇段和和扇区扇区：扇面扇面指磁盘分区后指磁盘分区后形成的形成的扇形区域扇形区域；扇段扇段指

116、扇面上一个磁道所对指扇面上一个磁道所对应的应的弧形区域弧形区域；扇区扇区通常用来泛指扇面或扇段。通常用来泛指扇面或扇段。由于磁盘是由于磁盘是沿柱面存取沿柱面存取而不是沿扇面存取，因而不是沿扇面存取，因此习惯上此习惯上扇区即指扇段扇区即指扇段，不用特别说明也不会，不用特别说明也不会引起误会。引起误会。 问题：问题：是否磁盘转一圈读完是否磁盘转一圈读完所有扇区上所有扇区上的磁道？的磁道？ 答：答：应为：磁盘转一圈读完应为：磁盘转一圈读完一个磁道上一个磁道上的所有扇区的所有扇区，然后转到下一盘面的同一位置磁，然后转到下一盘面的同一位置磁道接着读道接着读(如果文件未读完的话）。如果文件未读完的话）。

117、33. 试从下面七个方面比较程序查询、程序试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和中断和DMA三种方式的三种方式的综合性能综合性能。 （1）数据传送依赖软件还是硬件；）数据传送依赖软件还是硬件； （2）传送数据的基本单位；）传送数据的基本单位； （3）并行性；）并行性； （4）主动性；）主动性； （5）传输速度；）传输速度； （6）经济性；）经济性； （7）应用对象。）应用对象。 解：比较如下：解：比较如下： （1）程序查询、程序中断方式的数据传送）程序查询、程序中断方式的数据传送主要依赖主要依赖软件软件，DMA主要依赖主要依赖硬件硬件。 （注意：（注意：这里指主要的趋势）这里指主要的趋势）

118、（2）程序查询、程序中断传送数据的基）程序查询、程序中断传送数据的基本单位为本单位为字字或或字节字节，DMA为为数据块数据块。 （3）程序查询方式传送时，）程序查询方式传送时，CPU与与I/O设备设备串行串行工作；工作； 程序中断方式时，程序中断方式时，CPU与与I/O设备设备并行并行工工作，现行程序与作，现行程序与I/O传送传送串行串行进行；进行； DMA方式时，方式时，CPU与与I/O设备设备并行并行工作，工作，现行程序与现行程序与I/O传送传送并行并行进行。进行。 （4）程序查询方式时，）程序查询方式时，CPU主动主动查询查询I/O设备状态；设备状态； 程序中断及程序中断及DMA方式时，

119、方式时，CPU被动被动接受接受I/O中断请求或中断请求或DMA请求。请求。 （5）程序中断方式由于）程序中断方式由于软件额外开销时软件额外开销时间间比较大，因此传输速度最比较大，因此传输速度最慢慢； 程序查询方式软件额外开销时间基本没有，程序查询方式软件额外开销时间基本没有，因此传输速度因此传输速度比中断快比中断快； DMA方式基本由硬件实现传送，因此速方式基本由硬件实现传送，因此速度最度最快快； 注意：注意：程序中断方式虽然程序中断方式虽然CPU运行效率比运行效率比程序查询高，但传输速度却比程序查询慢。程序查询高，但传输速度却比程序查询慢。 （6）程序查询接口硬件结构最简单，因此）程序查询接

120、口硬件结构最简单，因此最最经济经济； 程序中断接口硬件结构稍微复杂一些，因程序中断接口硬件结构稍微复杂一些，因此此较经济较经济； DMA控制器硬件结构最复杂，因此控制器硬件结构最复杂，因此成本最成本最高高； （7）程序中断方式适用于）程序中断方式适用于中、低速中、低速设备设备的的I/O交换；交换； 程序查询方式适用于程序查询方式适用于中、低速中、低速实时处理过实时处理过程；程； DMA方式适用于方式适用于高速高速设备的设备的I/O交换；交换； 讨论：讨论： 问题问题1：这里的传送速度指这里的传送速度指I/O设备与主存设备与主存间间，还是，还是I/O与与CPU之间之间？ 答：答：视具体传送方式而

121、定，程序查询、程视具体传送方式而定，程序查询、程序中断为序中断为I/O与与CPU之间交换，之间交换，DMA为为I/O与主与主存间交换。存间交换。 问题问题2：主动性应以主动性应以CPU的操作方式看，的操作方式看，而不是以而不是以I/O的操作方式看。的操作方式看。 补充题补充题： 一、某一、某CRT显示器可显示显示器可显示64种种ASCII字字符，每帧可显示符，每帧可显示72字字24排排；每个字符字形采；每个字符字形采用用78点阵点阵，即横向，即横向7点，字间间隔点，字间间隔1点点，纵向，纵向8点，排间间隔点，排间间隔6点点；帧频；帧频50Hz，采取逐行扫，采取逐行扫描方式。假设不考虑屏幕四边的

122、描方式。假设不考虑屏幕四边的失真失真问题，问题，且行回扫和帧回扫均占扫描时间的且行回扫和帧回扫均占扫描时间的20%，问：，问： 1）显存容量显存容量至少有多大？至少有多大？ 2）字符发生器（字符发生器（ROM）容量）容量至少有多至少有多大？大？ 3）显存中存放的是）显存中存放的是那种信息那种信息？ 4）显存地址与屏幕显示）显存地址与屏幕显示位置如何对应位置如何对应？ 5）设置）设置哪些计数器哪些计数器以控制显存访问与屏以控制显存访问与屏幕扫描之间的同步？它们的幕扫描之间的同步？它们的模模各是多少？各是多少？ 6）点时钟频率点时钟频率为多少？为多少？ 二、有一编码键盘，其键阵二、有一编码键盘，其

123、键阵列为列为8行行16列列，分别对应，分别对应128种种ASCII码码字符，采用字符，采用硬件扫描方式硬件扫描方式确认按键信号，问：确认按键信号，问： 1）扫描计数器扫描计数器应为多少位？应为多少位？ 2）ROM容量容量为多大？为多大？ 3）若行、列号均从）若行、列号均从0开始编开始编排，则当第排，则当第5行第行第7列的键表示字列的键表示字母母“F”时，时，CPU从键盘读入的二从键盘读入的二进制编码应为多少（设采用奇校进制编码应为多少（设采用奇校验）验） ？ 4）参考教材图）参考教材图5.15，画出该，画出该键盘的键盘的原理性逻辑框图原理性逻辑框图； 5）如果不考虑校验技术，此）如果不考虑校验

124、技术，此时时ROM是否可省是否可省？ 三、一针式打印机采用三、一针式打印机采用79点阵点阵打印字符，打印字符，每行可打印每行可打印132个字符个字符，共有，共有96种种可打印字符，可打印字符，用用带偶校验位带偶校验位的的ASCII码码表示。问：表示。问： 1）打印缓存容量打印缓存容量至少有多大？至少有多大？ 2）字符发生器容量字符发生器容量至少有多大？至少有多大？ 3）列计数器列计数器应有多少位？应有多少位？ 4）缓存地址计数器缓存地址计数器应有多少位？应有多少位？ 解：解： 1）打印缓存最小容量）打印缓存最小容量 = 1328 = 132B （考虑偶校验位）（考虑偶校验位） 2）ROM最小容

125、量最小容量 = 967列列9行行 = 6729位位 3）列计数器）列计数器 = 3位位 （7列向上取列向上取2的幂）的幂） 4）缓存地址计数器）缓存地址计数器 = 8位位 （132向上取向上取2的幂）的幂）讨论：讨论： 1 1、由于针打是按列打印，所以由于针打是按列打印，所以ROMROM一个存一个存储单元中存一列的储单元中存一列的9 9个点，则容量为个点，则容量为67296729位位； 2 2、列计数器是对列号进行计数，所以模列计数器是对列号进行计数，所以模=7=7，3 3位位（模不等于位数）（模不等于位数）； 3 3、同样缓存地址计数器模同样缓存地址计数器模=132=132，8 8位。位。

126、返回返回返回返回目录目录目录目录计算机的运算方法计算机的运算方法第第 六六 章章 1. 最少用几位二进制数即可表示任一五最少用几位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数？位长的十进制正整数？ 解：五位长的十进制正整数中，最大的解：五位长的十进制正整数中，最大的数数99999满足条件：满足条件：216（=65536）99999 1/2； （2）X 1/8； （3）1/4 X 1/16 解：解： （1）若要）若要X 1/2，只要，只要a1=1，a2a6不全为不全为0即可（即可（a2 or a3 or a4 or a5 or a6 = 1）；）； （2）若要）若要X 1/8，只要只要a1a3不全为

127、不全为0即可即可（a1 or a2 or a3 =1），）， a4a6可任取可任取0或或1；（3）若要）若要1/4 X 1/16，只要，只要a1=0，a2可可任取任取0或或1； 当当a2=0时，若时，若a3=0，则必须，则必须a4=1，且且a5、a6不全为不全为0（a5 or a6=1；若；若a3=1，则，则a4a6可可任取任取0或或1； 当当a2=1时，时， a3a6可任取可任取0或或1。 3. 设设x为整数，为整数，x补补=1，x1x2x3x4x5，若，若要求要求 x -16，试问，试问 x1x5 应取何值？应取何值？ 解：若要解：若要x -16，需，需 x1=0，x2x5 任意。任意。（

128、注：（注：负数绝对值大的反而小负数绝对值大的反而小。）。） 4. 设机器数字长为设机器数字长为8位（含位（含1位符号位在位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。反码。 -13/64，29/128，100，-87 解：真值与不同机器码对应关系如下：解：真值与不同机器码对应关系如下： 真真真真 值值值值十进制十进制十进制十进制 二进制二进制二进制二进制 原原原原 码码码码 反反反反 码码码码 补补补补 码码码码-13/64 -0.00 1101 1.001 1010 1.110 0101 1.110 011029/128 0.001 1101 0

129、.001 1101 0.001 1101 0.001 1101 100 110 0100 0,110 0100 0,110 0100 0,110 0100 -87 -101 0111 1,101 0111 1,010 1000 1,010 1001 5. 已知已知x补补，求，求x原原和和x。x1补补=1. 1100； x2补补=1. 1001； x3补补=0. 1110； x4补补=1. 0000； x5补补=1，0101； x6补补=1，1100； x7补补=0，0111； x8补补=1，0000； 解：解：x补补与与x原原、x的对应关系如下：的对应关系如下： x x补补补补 xx原原原原

130、x x（二进制）（二进制）（二进制）（二进制） x x（十进制）（十进制）（十进制）（十进制） 1.1100 1.0100 -0.0100 -1/41.1100 1.0100 -0.0100 -1/4 1.1001 1.0111 -0.0111 -7/16 1.1001 1.0111 -0.0111 -7/16 0.1110 0.1110 +0.1110 +7/80.1110 0.1110 +0.1110 +7/8 1.0000 1.0000 无无无无 -1.0000 -1-1.0000 -1 1 1，0101 10101 1，1011 -1011 -111011 -1011 -11 1 1，

131、1100 11100 1，0100 -0100 -40100 -0100 -4 0 0，0111 00111 0，0111 +0111 +70111 +0111 +7 1 1，0000 0000 无无无无 -10000 -16-10000 -16 6. 设机器数字长为设机器数字长为8位（含位（含1位符号位在位符号位在内），分内），分整数整数和和小数小数两种情况讨论真值两种情况讨论真值x为何为何值时，值时，x补补=x原原成立。成立。 解：解： 当当x为为小数小数时，若时，若x 0，则，则 x补补=x原原成立；成立； 若若x 0，则当，则当x= -1/2时，时， x补补=x原原成立。成立。 当当x

132、为为整数整数时，若时，若x 0，则，则 x补补=x原原成立；成立； 若若x 0时成时成立。当立。当xy补补，是否有，是否有xy？ 解：若解：若x补补y补补，不一定不一定有有xy。 x补补 y补补时时 x y的的结论只在结论只在 x 0、y 0，及，及 x0、y0、 yy，但由于负，但由于负数补码的符号位为数补码的符号位为1，则，则x补补y补补。同样，当。同样，当x0时，有时，有x y补补。注意：注意： 1 1）绝对值小的负数其值反而大，且负数的）绝对值小的负数其值反而大，且负数的绝对值越小，其补码值越大。因此，绝对值越小，其补码值越大。因此， 当当x0x0、y0yyy补补，必有，必有xyxy。

133、 2 2）补码的符号位和数值位为一体，不可分）补码的符号位和数值位为一体，不可分开分析。开分析。 3 3）完整的答案应分）完整的答案应分四种四种情况分析，但也可情况分析，但也可通过充分分析一种不成立的情况获得正确答通过充分分析一种不成立的情况获得正确答案。案。 4 4）由于补码）由于补码0 0的符号位为的符号位为0 0，因此，因此x x、y=0y=0可可归纳到归纳到00的一类情况讨论。的一类情况讨论。 9. 当十六进制数当十六进制数9B和和FF分别表示为分别表示为原码原码、补码补码、反码反码、移码移码和和无符号数无符号数时，所对应的十时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）进制数

134、各为多少（设机器数采用一位符号位）？ 解：真值和机器数的对应关系如下：解：真值和机器数的对应关系如下： 十六十六 进制进制 真值真值 无符无符 号数号数 原码原码 反码反码补码补码移码移码9BH二进制二进制十进制十进制1001 1011 155-11011-27-1100100 -100-1100101 -101+11011 +27FFH二进制二进制十进制十进制1111 1111 255-1111111 -127-0000000 -0-0000001 -1+1111111 +127注意：注意：注意：注意： 1 1 1 1）9BH9BH9BH9BH、FFHFFHFFHFFH为机器数，本身含符号位

135、。为机器数，本身含符号位。为机器数，本身含符号位。为机器数，本身含符号位。 2 2 2 2）移码符号位与原、补、反码相反，数值同补码。）移码符号位与原、补、反码相反，数值同补码。）移码符号位与原、补、反码相反，数值同补码。）移码符号位与原、补、反码相反，数值同补码。 10. 在整数定点机中，设机器数采用在整数定点机中，设机器数采用一位一位符号位符号位，写出，写出0的的原码原码、补码补码、反码反码和和移码移码，得出什么结论？得出什么结论？ 解：解：0的机器数形式如下：的机器数形式如下： 真值真值 原码原码 补码补码 反码反码移码移码 +00，0000，0000，0001，000-01，0000，

136、0001，1111，000 结论：补、移码结论：补、移码结论：补、移码结论：补、移码0 0的表示唯一，原、反码不唯一。的表示唯一，原、反码不唯一。的表示唯一，原、反码不唯一。的表示唯一，原、反码不唯一。 注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。注意：本题不用分析不同编码间的其他特性。 11. 11. 已知机器数字长为已知机器数字长为已知机器数字长为已知机器数字长为4 4位位位位（其中（其中（其中（其中1 1位为符号位位为符号位位为符号位位为符号位），），），），写出整数定点机和小树定点机中写出整数定点机和小树定点机

137、中写出整数定点机和小树定点机中写出整数定点机和小树定点机中原码原码原码原码、补码补码补码补码和和和和反码反码反码反码的的的的全部形式，并注明其对应的十进制真值。全部形式，并注明其对应的十进制真值。全部形式，并注明其对应的十进制真值。全部形式，并注明其对应的十进制真值。解：机器数与对应的真值形式如解：机器数与对应的真值形式如下：下： 真值真值（二进制）（二进制）真值真值（十进制）（十进制）原码原码反码反码 补码补码 整整 数数+111 +110 +101 +100 +011 +010 +001 +000+7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 +0 0，111 0，110 0，101 0，100

138、 0，011 0，010 0，001 0，000 同同 原原 码码 同同 原原 码码续表续表1： 真值真值（二进制）（二进制）真值真值（十进制）（十进制）原码原码反码反码 补码补码 整整 数数-1000 -111 -110 -101 -100 -011 -010 -001 -000-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -0无无1，1111，1101，1011，1001，0111，0101，0011，000 无无1，000 1，001 1，010 1，011 1，100 1，101 1，110 1，1111，000 1，001 1，010 1，011 1，100 1，101 1，110

139、 1，1110，000续表续表2： 真值真值（二进制）（二进制）真值真值（十进制）（十进制）原码原码反码反码 补码补码 小小 数数+0.111 +0.110 +0.101 +0.100 +0.011 +0.010 +0.001 +0.000+7/8 +3/4 +5/8 +1/2 +3/8 +1/4 +1/8 +0 0.111 0.110 0.101 0.100 0.011 0.010 0.001 0.000 同同 原原 码码 同同 原原 码码续表续表3： 真值真值（二进制）（二进制）真值真值（十进制）（十进制）原码原码 反码反码 补码补码 小小 数数-1.000-0.111 -0.110 -0

140、.101 -0.100 -0.011 -0.010 -0.001 -0.000-1-7/8 -3/4 -5/8 -1/2 -3/8 -1/4 -1/8 -0 无无 1.111 1.110 1.101 1.100 1.011 1.010 1.001 1.000 无无 1.000 1.001 1.010 1.011 1.100 1.101 1.110 1.111 1.000 1.001 1.010 1.011 1.100 1.101 1.110 1.111 0.000 12. 设浮点数格式为：设浮点数格式为：阶码阶码5位（位（含含1位阶符）位阶符），尾数，尾数11位（含位（含1位数符）位数符） 。

141、写出写出51/128、27/1024、7.375、-86.5所对应的机器数。要求如所对应的机器数。要求如下：下： （1）阶码和尾数均为原码；）阶码和尾数均为原码； （2）阶码和尾数均为补码；）阶码和尾数均为补码； （3）阶码为移码，尾数为补码。）阶码为移码，尾数为补码。（注：题意中应补充规格化数的要求。）（注：题意中应补充规格化数的要求。） 解：据题意画出该浮点数的格式：解：据题意画出该浮点数的格式： 1 4 1 10阶符阶符阶符阶符 阶码阶码阶码阶码 数符数符数符数符 尾数尾数尾数尾数注意：注意：注意：注意：1 1 1 1）正数补码）正数补码）正数补码）正数补码不不不不“ “变反变反变反变反

142、+1+1+1+1” ”。2 2 2 2）机器数末位的）机器数末位的）机器数末位的）机器数末位的0 0 0 0不能省不能省不能省不能省。 将十进制数转换为二进制：将十进制数转换为二进制： x1=51/128=（0.011 001 1）2 =2-1 （0.110 011）2 x2= -27/1024=（-0.000 001 101 1）2 =2-5 （-0.110 11）2 x3=7.375=（111.011）2 =23 （0.111 011）2 x4= -86.5=（-1 010 110.1）2 =27 （-0.101 011 01）2 则以上各数的浮点规格化数为：则以上各数的浮点规格化数为：（

143、1）x1浮浮=1，0001；0.110 011 000 0（2）x1浮浮=1，1111；0.110 011 000 0（3）x1浮浮=0，1111；0.110 011 000 0（1）x2浮浮=1，0101；1.110 110 000 0（2）x2浮浮=1，1011；1.001 010 000 0（3）x2浮浮=0，1011；1.001 010 000 0（1）x3浮浮=0，0011；0.111 011 000 0（2）x3浮浮=0，0011；0.111 011 000 0（3）x3浮浮=1，0011；0.111 011 000 0（1）x4浮浮=0，0111；1.101 011 010 0（

144、2）x4浮浮=0，0111；1.010 100 110 0（3）x4浮浮=1，0111；1.010 100 110 0注：以上浮点数也可采用如下格注：以上浮点数也可采用如下格式：式： 1 1 4 10数符数符数符数符 阶符阶符阶符阶符 阶码阶码阶码阶码 尾数尾数尾数尾数 此时只要将上述答案中的数符位移此时只要将上述答案中的数符位移此时只要将上述答案中的数符位移此时只要将上述答案中的数符位移到最前面即可。到最前面即可。到最前面即可。到最前面即可。 13. 浮点数格式同上题，当阶码基值分浮点数格式同上题，当阶码基值分别取别取2和和16时，时， （1）说明）说明2和和16在浮点数中如何表示。在浮点数

145、中如何表示。 （2）基值不同基值不同对浮点数什么有影响？对浮点数什么有影响？ （3）当阶码和尾数均用补码表示，且尾）当阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式，给出两种情况下所能表数采用规格化形式，给出两种情况下所能表示的示的最大正数最大正数和和非零最小正数非零最小正数真值。真值。 解：（解：（1）阶码基值不论取何值，在浮点）阶码基值不论取何值，在浮点数中均为数中均为隐含隐含表示，即：表示，即：2和和16不出现在浮点不出现在浮点格式中，仅为人为的格式中，仅为人为的约定约定。 （2）当基值不同时，对数的表示范围和精度）当基值不同时，对数的表示范围和精度都有影响。即：在浮点格式不变的情况下都有

146、影响。即：在浮点格式不变的情况下，基越大，基越大，可表示的浮点数范围越大，但精度越下降。可表示的浮点数范围越大，但精度越下降。 （3）r=2时，时，最大正数最大正数的浮点格式为：的浮点格式为： 0，1111；0.111 111 111 1 其真值为：其真值为：N+max=215（1-2-10） 非零最小规格化正数非零最小规格化正数浮点格式为：浮点格式为： 1，0000；0.100 000 000 0 其真值为：其真值为：N+min=2-162-1=2-17 r=16时，时，最大正数最大正数的浮点格式为：的浮点格式为： 0，1111；0.1111 1111 11 其真值为：其真值为：N+max=

147、1615（1-2-10） 非零最小规格化正数非零最小规格化正数浮点格式为：浮点格式为： 1，0000；0.0001 0000 00 其真值为：其真值为：N+min=16-1616-1=16-17 14. 设浮点数字长为设浮点数字长为32位位，欲表示，欲表示6万万间的十间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取一位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，符各取一位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？该浮点数溢出的条件是什么？ 解：若要保证数的最大精度，应取解：若要保证数的最大精度，应取阶的基阶的基=2。 若要表示若要

148、表示6万间的十进制数，由于万间的十进制数，由于32768（215） 6万万 或或 ）。）。 2 2）应用）应用十进制十进制2 2的幂的幂形式分阶、尾两部分表示，这样可反形式分阶、尾两部分表示，这样可反映出浮点数的格式特点。括号不要乘开，不要用十进制小数表映出浮点数的格式特点。括号不要乘开，不要用十进制小数表示，不直观、不精确且无意义。示，不直观、不精确且无意义。 3 3）原码正、负域原码正、负域对称对称，补码正、负域，补码正、负域不对称不对称，浮点数阶、，浮点数阶、尾也如此。特别要注意浮点负数补码规格化范围。（满足条件：尾也如此。特别要注意浮点负数补码规格化范围。（满足条件：数符数符 MSBM

149、SB位位=1=1） 17. 设机器数字长为设机器数字长为8位位（含（含1位符号位）位符号位），对下列各机器数进行算术，对下列各机器数进行算术左移一位、两位左移一位、两位，算术右移一位算术右移一位、两位两位，讨论结果是否正确。，讨论结果是否正确。 x1原原=0.001 1010； x2原原=1.110 1000； x3原原=1.001 1001； y1补补=0.101 0100； y2补补=1.110 1000； y3补补=1.001 1001； z1反反=1.010 1111； z2反反=1.110 1000； z3反反=1.001 1001。 解：解：算术左移一位算术左移一位：x1原原=0.

150、011 0100；正确；正确x2原原=1.101 0000；溢出（丢；溢出（丢1）出错）出错x3原原=1. 011 0010；正确；正确y1补补=0. 010 1000；溢出（丢；溢出（丢1）出错）出错y2补补=1.101 0000；正确；正确y3补补=1.011 0010；溢出（丢；溢出（丢0）出错）出错z1反反=1. 101 1111；溢出（丢；溢出（丢0）出错）出错z2反反=1. 101 0001；正确；正确z3反反=1.011 0011；溢出（丢；溢出（丢0）出错）出错 算术左移两位算术左移两位：x1原原=0.110 1000；正确；正确x2原原=1.010 0000；溢出（丢；溢出（

151、丢11）出错）出错x3原原=1. 110 0100；正确；正确 算术左移两位：算术左移两位：y1补补=0. 101 0000；溢出（丢；溢出（丢10）出错）出错y2补补=1.010 0000；正确；正确y3补补=1.110 0100；溢出（丢；溢出（丢00）出错）出错z1反反=1. 011 1111；溢出（丢；溢出（丢01）出错）出错z2反反=1. 010 0011；正确；正确z3反反=1.110 0111；溢出（丢；溢出（丢00）出错）出错 算术右移一位：算术右移一位： x1原原=0.000 1101；正确；正确 x2原原=1.011 0100；正确；正确 x3原原=1.000 1100(1

152、)；丢；丢1，产生误差，产生误差 y1补补=0.010 1010；正确；正确 y2补补=1.111 0100；正确；正确 y3补补=1.100 1100(1)；丢；丢1，产生误差，产生误差 算术右移一位：算术右移一位：z1反反=1.101 0111；正确；正确z2反反=1.111 0100(0)；丢；丢0，产生误差，产生误差z3反反=1.100 1100；正确；正确 算术右移两位：算术右移两位：x1原原=0.000 0110（10）；产生误差）；产生误差x2原原=1.001 1010；正确；正确x3原原=1.000 0110（01）；产生误差）；产生误差y1补补=0.001 0101；正确；正

153、确y2补补=1.111 1010；正确；正确y3补补=1.110 0110（01）；产生误差）；产生误差z1反反=1.110 1011；正确；正确z2反反=1.111 1010（00）；产生误差）；产生误差z3反反=1.110 0110（01）；产生误差）；产生误差 18. 试试比较比较逻辑移位和算术移位。逻辑移位和算术移位。 解：逻辑移位和算术移位的解：逻辑移位和算术移位的区别区别： 逻辑移位逻辑移位是对逻辑数或无符号数进行的移位，其特点是是对逻辑数或无符号数进行的移位，其特点是不论左移还是右移，不论左移还是右移，空出位均补空出位均补0，移位时不考虑符号位。，移位时不考虑符号位。 算术移位算

154、术移位是对带符号数进行的移位操作，其关键规则是是对带符号数进行的移位操作，其关键规则是移位时移位时符号位保持不变符号位保持不变，空出位的补入值与数的正负、移位，空出位的补入值与数的正负、移位方向、采用的码制等有关。补码或反码右移时具有方向、采用的码制等有关。补码或反码右移时具有符号延伸符号延伸特性特性。左移时可能。左移时可能产生溢出产生溢出错误，右移时可能错误，右移时可能丢失精度丢失精度。 19. 设机器数字长为设机器数字长为8位（含位（含1位符号位），用补码运算位符号位），用补码运算规则计算下列各题。规则计算下列各题。 （1）A=9/64， B=-13/32， 求求A+B； （2）A=19/

155、32，B=-17/128，求，求A-B； （3）A=-3/16，B=9/32， 求求A+B； （4）A=-87， B=53， 求求A-B； （5）A=115， B=-24， 求求A+B。 解：解：（1）A=9/64=（0.001 0010）2 B= -13/32=（-0.011 0100）2 A补补=0.001 0010 B补补=1.100 1100A+B补补= 0. 0 0 1 0 0 1 0 + 1. 1 0 0 1 1 0 0 1. 1 0 1 1 1 1 0 无溢出无溢出 A+B=（ -0.010 0010）2 = -17/64 （2）A=19/32=（0.100 1100）2 B=

156、-17/128=（-0.001 0001）2 A补补=0.100 1100 B补补=1.110 1111 -B补补=0.001 0001A-B补补= 0. 1 0 0 1 1 0 0 + 0. 0 0 1 0 0 0 1 0. 1 0 1 1 1 0 1 无溢出无溢出 A-B=（0.101 1101）2 = 93/128（3）A= -3/16=（-0.001 1000）2 B=9/32=（0.010 0100）2 A补补=1.110 1000 B补补= 0.010 0100 A+B补补= 1. 1 1 0 1 0 0 0 + 0. 0 1 0 0 1 0 0 0. 0 0 0 1 1 0 0

157、无溢出无溢出 A+B=（0.000 1100）2 = 3/32 （4）A= -87=（-101 0111）2 B=53=（110 101）2 A补补=1，010 1001 B补补=0，011 0101 -B补补=1，100 1011A-B补补= 1，0 1 0 1 0 0 1 + 1，1 0 0 1 0 1 1 0，1 1 1 0 1 0 0 溢出溢出 A-B=（-1，000 1100）2 = -140 （5）A=115=（111 0011）2 B= -24=（-11 000）2 A补补=0，111 0011 B补补=1，110 1000A+B补补= 0，1 1 1 0 0 1 1 + 1，1

158、 1 0 1 0 0 0 0，1 0 1 1 0 1 1无溢出无溢出 A+B=（101 1011）2 = 91注意：注意：1 1、单符号位运算要用单符号位的判断方法、单符号位运算要用单符号位的判断方法判溢出；判溢出； 2 2、结果的真值形式上要和原始数据一致。、结果的真值形式上要和原始数据一致。 20. 用原码一位乘、两位乘和补码一位乘用原码一位乘、两位乘和补码一位乘（Booth算法）、两位乘计算算法）、两位乘计算xy。 （1）x= 0.110 111，y= -0.101 110； （2）x= -0.010 111，y= -0.010 101； （3）x= 19， y= 35； （4）x= 0

159、.110 11， y= -0.111 01。 解：先将数据转换成所需的机器数，然后计解：先将数据转换成所需的机器数，然后计算，最后结果转换成真值。算，最后结果转换成真值。（1）x原原=x=0.110111，y原原=1.101110 x*=0.110111， y*=0.101110 x0=0，y0=1，z0=x0 y0=0 1=1 x*y*=0.100 111 100 010 xy原原=1.100 111 100 010 xy= -0. 100 111 100 010原码一位乘：原码一位乘： 部分积部分积 乘数乘数y* 0 . 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 0 +01 0 .

160、0 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 0 . 1 1 0 1 1 11 0 . 0 1 1 0 1 1 1 0 . 1 0 1 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 1 01 0 . 1 0 1 0 0 1 0 1 0 . 1 0 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 1 0 0 0 0 01 0 . 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 . 1 0 +01 0 . 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 . 1 x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 0 0 1 1

161、1 11 0 . 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 2x*=01.101110，-x*补补=-x补补=1.001001原码两位乘：原码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数 Cj 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 0 0 + 0 0 1 . 1 0 1 1 1 0 +2x* 0 0 1 . 1 0 1 1 1 0 02 0 0 0 . 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 .1 0 1 1 + 1 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x*补补 1 1 1 . 1 0 0 1 0 0 12 1 1 1 . 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0

162、 0 0 .1 0 + 1 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x*补补 1 1 1 . 0 0 0 0 1 0 12 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 . + 0 0 0 . 1 1 0 1 1 1 +x* 0 0 0 . 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0结果同一位乘，结果同一位乘，xy= -0. 100 111 100 010x补补=x=0.110111y补补=1.010010-x补补=1.0010012x补补=01.101110-2x补补=10.010010xy补补=1.011 000 011 110 0 xy= -0.100

163、111 100 010 0补码一位乘、两位乘运算过程如下：补码一位乘、两位乘运算过程如下：补码一位乘：补码一位乘：部分积部分积 乘数乘数y补补 yn+1 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 1 0 0 +01 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 1 0 + 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x补补 1 1 . 0 0 1 0 0 1 1 1 1 . 1 0 0 1 0 0 1 0 1 . 0 1 0 0 1 + 0 0 . 1 1 0 1 1 1 +x补补 0 0 . 0 1 1 0 1 11 0 0 . 0 0 1 1 0 1 1 1

164、 0 1 . 0 1 0 0 +0 1 0 0 . 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 . 0 1 0 + 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x补补 1 1 . 0 0 1 1 1 11 1 1 . 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 . 0 1 + 0 0 . 1 1 0 1 1 1 +x补补 0 0 . 0 1 1 1 1 01 0 0 . 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 . 0 + 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x补补 1 1 . 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 清清0补码两位乘：补码两位乘： 部分积部分积 乘数

165、乘数 yn+1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 0 1 0 0 1 0 0 + 1 1 0 . 0 1 0 0 1 0 +-2x补补 1 1 0 . 0 1 0 0 1 0 2 1 1 1 . 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 .0 1 0 0 1 + 0 0 0 . 1 1 0 1 1 1 +x补补 0 0 0 . 0 1 1 0 1 1 2 0 0 0 . 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 .0 1 0 + 0 0 0 . 1 1 0 1 1 1 +x补补 0 0 0 . 1 1 1 1 0 1 2 0 0 0 . 0 0 1 1 1 1 0 1 1

166、 1 1 0 1 1 . 0 + 1 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +-x补补 1 1 1 . 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 .清清0 结果同补码一位乘，结果同补码一位乘， xy= -0. 100 111 100 010 00（2） x= -0.010111， y= -0.010101 x原原=1.010111， y原原=1.010101 x*=0. 010111 ， y*=0. 010101 -x*补补=1.101001，2x*=0.101110 -2x*补补=1.010010 x0=1，y0=1，z0=x0 y0=1 1=0 x补补=1.101001， y补

167、补=1.101011 -x补补=0.010111，2x补补=1.010010 -2x补补=0.101110 x*y*=0.000 111 100 011 xy原原=0.000 111 100 011 xy补补=0.000 111 100 011 0 xy= 0. 000 111 100 011运算过程如下：运算过程如下：原码一位乘：原码一位乘： 部分积部分积 乘数乘数y* 0 . 0 0 0 0 0 0 . 0 1 0 1 0 1 +x* + 0 . 0 1 0 1 1 1 0 . 0 1 0 1 1 1 1 0 . 0 0 1 0 1 1 1 . 0 1 0 1 0 +01 0 . 0 0

168、0 1 0 1 1 1 . 0 1 0 1 +x* + 0 . 0 1 0 1 1 1 0 . 0 1 1 1 0 01 0 . 0 0 1 1 1 0 0 1 1 . 0 1 0 +01 0 . 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 . 0 1 +x* + 0 . 0 1 0 1 1 1 0 . 0 1 1 1 1 01 0 . 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 . 0 +01 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 原码两位乘：原码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数y* Cj 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 1 0 1 0 1 0 + 0

169、0 0 . 0 1 0 1 1 1 +x* 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 02 0 0 0 . 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 .0 1 0 1 + 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +x* 0 0 0 . 0 1 1 1 0 0 02 0 0 0 . 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 .0 1 + 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +x* 0 0 0 . 0 1 1 1 1 0 02 0 0 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 . +0 结果同一位乘，结果同一位乘， xy= 0. 000 111 100 011补码一位乘

170、：补码一位乘：部分积部分积 乘数乘数y补补 yn+1 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 . 1 0 1 0 1 1 0 + 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0 1 0 1 1 1 1 0 0 . 0 0 1 0 1 1 1 1 . 1 0 1 0 1 1 +0 1 0 0 . 0 0 0 1 0 1 1 1 1 . 1 0 1 0 1 + 1 1 . 1 0 1 0 0 1 +x补补 1 1 . 1 0 1 1 1 0 1 1 1 . 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 . 1 0 1 0 + 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0

171、 0 1 1 1 01 0 0 . 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 . 1 0 1 + 1 1 . 1 0 1 0 0 1 +x补补 1 1 . 1 1 0 0 0 01 1 1 . 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 . 1 0 + 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0 0 1 1 1 1 1 0 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 . 1 +0补码两位乘：补码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 1 0 1 0 1 1 0 + 0 0 0 . 0 1 0 1

172、1 1 +-x补补 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 2 0 0 0 . 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 .1 0 1 0 1 + 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +-x补补 0 0 0 . 0 1 1 1 0 0 2 0 0 0 . 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 . 1 0 1 + 0 0 0 . 0 1 0 1 1 1 +-x补补 0 0 0 . 0 1 1 1 1 0 2 0 0 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 . 1 清清0 +0结果同补码一位乘，结果同补码一位乘， xy= 0. 000 111 100 011 0

173、0（3） x= 19， y= 35 x=（10 011）2，y=（100 011）2 x*= x原原= x补补= 0，010 011 y*= y原原= y补补= 0，100 011 -x*补补= -x补补= 1，101 101 2x*= 2x补补= 0，100 110 -2x*补补= -2x补补= 1，011 010 x0=0，y0=0，z0=x0 y0=0 0=0 xy= x*y*= xy原原= xy补补 = 0，001 010 011 001 = （665）10 运算过程如下：运算过程如下：原码一位乘：原码一位乘： 部分积部分积 乘数乘数y* 0，0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1

174、 1 +x* + 0，0 1 0 0 1 1 0，0 1 0 0 1 1 1 0，0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 +x* + 0，0 1 0 0 1 1 0，0 1 1 1 0 0 1 0，0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 +01 0，0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 +01 0，0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 +0 1 0，0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 +x* + 0，0 1 0 0 1 1 0，0 1 0 1 0 01 0，0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 原码两位乘：原码两位乘： 部分积部分积 乘

175、数乘数y* Cj 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，1 0 0 0 1 1 0 + 1 1 1，1 0 1 1 0 1 +-x*补补 1 1 1，1 0 1 1 0 1 12 1 1 1，1 1 1 0 1 1 0 1 0 0，1 0 0 0 + 0 0 0，0 1 0 0 1 1 +x* 0 0 0，0 0 1 1 1 0 02 0 0 0，0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0，1 0 + 0 0 0，1 0 0 1 1 0 +2x* 0 0 0，1 0 1 0 0 1 02 0 0 0，0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0， +0 结果同一位乘，结果同

176、一位乘， xy= 0，001 010 011 001补码一位乘：补码一位乘：部分积部分积 乘数乘数y补补 yn+1 0 0，0 0 0 0 0 0 0，1 0 0 0 1 1 0 + 1 1，1 0 1 1 0 1 +-x补补 1 1，1 0 1 1 0 1 1 1 1，1 1 0 1 1 0 1 0，1 0 0 0 1 1 +0 1 1 1，1 1 1 0 1 1 0 1 0，1 0 0 0 1 + 0 0，0 1 0 0 1 1 +x补补 0 0，0 0 1 1 1 0 1 0 0，0 0 0 1 1 1 0 0 1 0， 1 0 0 0 +0 1 0 0，0 0 0 0 1 1 1 0

177、0 1 0，1 0 0 +0 1 0 0，0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0，1 0 + 1 1，1 0 1 1 0 1 +-x补补 1 1，1 0 1 1 1 0 1 1 1，1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0， 1 + 0 0，0 1 0 0 1 1 +x补补 0 0，0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 注：整数乘此位要省。注：整数乘此位要省。补码两位乘：补码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，1 0 0 0 1 1 0 + 1 1 1，1 0 1 1 0 1 +-x补补 1 1 1，1 0 1

178、 1 0 1 2 1 1 1，1 1 1 0 1 1 0 1 0 0，1 0 0 0 1 + 0 0 0，0 1 0 0 1 1 +x补补 0 0 0，0 0 1 1 1 0 2 0 0 0，0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0，1 0 0 + 1 1 1，0 1 1 0 1 0 +-2x补补 1 1 1，0 1 1 1 0 1 2 1 1 1，1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0，1 + 0 0 0，0 1 0 0 1 1 +0 0 0 0，0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 省省 结果同补码一位乘，结果同补码一位乘， xy= 0, 001 0

179、10 011 001（4） x= 0. 110 11， y= -0.111 01 x*= x原原= x补补= 0. 110 11 y原原=1.111 01，y*=0. 111 01 y补补=1.000 11 -x*补补= -x补补= 1.001 01 2x*= 2x补补= 01.101 10 -2x*补补= -2x补补= 10.010 10 x0=0，y0=1，z0=x0 y0=0 1=1 x*y*=0.110 000 111 1 xy原原=1.110 000 111 1 xy补补=1.001 111 000 10 xy= -0. 110 000 111 1运算过程如下：运算过程如下：原码一位

180、乘：原码一位乘：部分积部分积 乘数乘数y* 0 . 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 0 . 1 1 0 1 1 1 0 . 0 1 1 0 1 1 . 1 1 1 0 +01 0 . 0 0 1 1 0 1 1 . 1 1 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 . 0 0 0 0 1 1 0 . 1 0 0 0 0 1 1 1 . 1 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 . 0 1 0 1 1 1 0 . 1 0 1 0 1 1 1 1 1 . 1 +x* + 0 . 1 1 0 1 1 1 . 1 0 0 0 0 1

181、0 . 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 原码两位乘：原码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数y* Cj 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 0 + 0 0 0 . 1 1 0 1 1 +x* 0 0 0 . 1 1 0 1 1 02 0 0 0 . 0 0 1 1 0 1 1 0 . 1 1 1 + 1 1 1 . 0 0 1 0 1 +-x*补补 1 1 1 . 0 1 0 1 1 12 1 1 1 . 1 1 0 1 0 1 1 1 1 . 0 1 + 0 0 1 . 1 0 1 1 0 +2x* 0 0 1 . 1 0 0 0 0 01 0 0 0 . 1

182、 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 . +0 结果同一位乘，结果同一位乘， xy= -0. 110 000 111 1补码一位乘：补码一位乘： 部分积部分积 乘数乘数y补补 yn+1 0 0 . 0 0 0 0 0 1 . 0 0 0 1 1 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 +-x补补 1 1 . 0 0 1 0 1 1 1 1 . 1 0 0 1 0 1 1 . 0 0 0 1 1 +0 1 1 1 . 1 1 0 0 1 0 1 1 . 0 0 0 1 + 0 0 . 1 1 0 1 1 +x补补 0 0 . 1 0 1 0 0 1 0 0 . 0 1 0 1 0 0 0 1

183、 1 . 0 0 0 +0 1 0 0 . 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 . 0 0 +0 1 0 0 . 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 . 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 +-x补补 1 1 . 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 清清0补码两位乘：补码两位乘： 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 1 . 0 0 0 1 1 0 + 1 1 1 . 0 0 1 0 1 +-x补补 1 1 1 . 0 0 1 0 1 2 1 1 1 . 1 1 0 0 1 0 1 1 . 0 0 0 1 + 0 0 0 . 1 1 0

184、1 1 +x补补 0 0 0 . 1 0 1 0 0 2 0 0 0 . 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 . 0 0 + 1 1 0 . 0 1 0 1 0 +-2x补补 1 1 0 . 0 1 1 1 1 1 1 1 1 . 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 . 清清0 结果同补码一位乘，结果同补码一位乘， xy= -0. 110 000 111 10 21. 用原码加减交替法和补码加减交替法计算用原码加减交替法和补码加减交替法计算xy。 （1）x=0.100111，y=0.101011； （2）x=-0.10101， y=0.11011； （3）x=0.10100， y=

185、 -0.10001； （4）x=13/32， y= -27/32。 解：解： （1）x*=x原原=x补补=x= 0.100 111 y*=y原原=y补补=y= 0.101 011 -y*补补=-y补补=1.010 101 q0=x0 y0=0 0=0 x y=x* y*=x y原原=0.111 010 r*=0.000 0102-6=0.000 000 000 010 计算过程如下：计算过程如下：原码加减交替除法：原码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 . 1 0 0 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0 + 1 . 0 1 0 1 0 1 试减，试减，+-y*补补

186、1 . 1 1 1 1 0 01 1 . 1 1 1 0 0 0 0 . + 0 . 1 0 1 0 1 1 r0， +-y*补补 0 . 0 1 1 0 1 11 0 . 1 1 0 1 1 0 0.1 1 + 1 . 0 1 0 1 0 1 r0， +-y*补补 0 . 0 0 1 0 1 1续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 0 . 0 1 0 1 1 0 0 . 1 1 1 + 1 . 0 1 0 1 0 1 r0， +-y*补补 1 . 1 0 1 0 1 11 1 . 0 1 0 1 1 0 0.1 1 1 0 + 0 . 1 0 1 0 1 1 r0， +-y*补补

187、1 . 0 1 0 1 1 1 1 0.1 1 1 0 1 0 + 0 . 1 0 1 0 1 1 r0，+y*（恢复余数）（恢复余数） 0 . 0 0 0 0 1 0补码加减交替除法：补码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 0 . 1 0 0 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 试减，试减，x、y同号，同号，+-y补补 1 1 . 1 1 1 1 0 01 1 1 . 1 1 1 0 0 0 0 . + 0 0 . 1 0 1 0 1 1 r、y异号，异号，+y补补 0 0 . 1 0 0 0 1 1 1 0 1 . 0 0

188、 0 1 1 0 0.1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 r、y同号，同号， +-y补补 0 0 . 0 1 1 0 1 11 0 0 . 1 1 0 1 1 0 0.1 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 r、y同号，同号， +-y补补 0 0 . 0 0 1 0 1 1续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 0 0 . 0 1 0 1 1 0 0 . 1 1 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 r、y同号，同号， +-y补补 1 1 . 1 0 1 0 1 11 1 1 . 0 1 0 1 1 0 0.1 1 1 0 + 0 0 . 1 0 1 0 1 1

189、r、y异号，异号，+y补补 0 0 . 0 0 0 0 0 11 0 0 . 0 0 0 0 1 0 0.1 1 1 0 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 r、y同号，同号， +-y补补 1 1 . 0 1 0 1 1 1 1 0.1 1 1 0 1 1 恒置恒置1 + 0 0 . 1 0 1 0 1 1 r、x异号，（恢复余数）异号，（恢复余数） 0 0 . 0 0 0 0 1 0 且且r、y异号，异号， +y补补注：恒置注：恒置1引入误差。引入误差。 x y=x y补补= 0.111 011 r补补=0.000 010，r=r*=0.000 000 000 010 （2）x= -

190、0.101 01，y=0.110 11 x原原=1.101 01 x*= 0.101 01 y* = y原原 = y补补= y = 0.110 11 -y*补补= -y补补= 1.001 01 x补补= 1.010 11 q0 = x0 y0 = 1 0 = 1 x* y*= 0.110 00 x y原原=1.110 00 x y = -0.110 00 r*=0.110 002-5 =0.000 001 100 0 计算过程如下：计算过程如下：原码加减交替除法：原码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 . 1 0 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 + 1 . 0 0

191、1 0 1 试减，试减，+-y*补补 1 . 1 1 0 1 01 1 . 1 0 1 0 0 0 . + 0 . 1 1 0 1 1 r0， +-y*补补 0 . 0 0 0 1 11 0 . 0 0 1 1 0 0.1 1 + 1 . 0 0 1 0 1 r0， +-y*补补 1 . 0 1 0 1 1续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 0 . 1 0 1 1 0 0 . 1 1 0 + 0 . 1 1 0 1 1 r0， +y* 1 . 1 0 0 0 11 1 . 0 0 0 1 0 0.1 1 0 0 + 0 . 1 1 0 1 1 r0，+y* 1 . 1 1 1 0

192、1 1 0.1 1 0 0 0 + 0 . 1 1 0 1 1 r0， +-y*补补 1 . 1 0 1 0 1 1 1 . 0 1 0 1 0 1.0 + 0 . 1 0 0 0 1 r0， +y* 1 . 1 1 0 1 11 1 . 1 0 1 1 0 1.0 0 + 0 . 1 0 0 0 1 r0， +-y*补补 1 . 1 1 1 0 11 1 . 1 1 0 1 0 1.0 0 1 0 + 0 . 1 0 0 0 1 r0， 结束结束 注：注：当当x*y*时产生溢出，这种情况在第时产生溢出，这种情况在第一步运算后判断一步运算后判断r的正负时就可发现。此时数的正负时就可发现。此时数

193、值位占领小数点左边的值位占领小数点左边的1位，原码无定义，但位，原码无定义，但算法本身仍可正常运行。算法本身仍可正常运行。补码加减交替除法：补码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 0 . 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 + 1 1 . 0 1 1 1 1 试减，试减，x、y异号，异号，+y补补 0 0 . 0 0 0 1 11 0 0 . 0 0 1 1 0 0 . + 1 1 . 0 1 1 1 1 r、y异号，异号，+y补补 1 1 . 1 0 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 1 0 0.1 + 0 0 . 1 0 0 0 1 r、y同号，同号，

194、 +-y补补 1 1 . 1 1 0 1 11 1 1 . 1 0 1 1 0 0.1 1 + 0 0 . 1 0 0 0 1 r、y同号，同号， +-y补补 0 0 . 0 0 1 1 1续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 0 0 . 0 1 1 1 0 0 . 1 1 0 + 1 1 . 0 1 1 1 1 r、y异号，异号， +y补补 1 1 . 1 1 1 0 11 1 1 . 1 1 0 1 0 0.1 1 0 1 + 0 0 . 1 0 0 0 1 r、y同号，同号，+-y补补 0 0 . 0 1 0 1 1 1 0.1 1 0 1 1 恒恒置置1 r、x同号，结束同号

195、，结束 r补补=0.010 11，r=r*=0.000 000 101 1 真符位的产生：真符位的产生：qf = x0 y0 = 0 1 = 1 x y补补=10.110 11，x y= -1.001 01 判溢出：判溢出：qf q0 = 1 0 = 1，溢出，溢出 注：注：由于本题中由于本题中x*y*，有溢出。，有溢出。除法运算时一般在运算前判断是否除法运算时一般在运算前判断是否x* y*，如果该条件成立则停止运算，如果该条件成立则停止运算，转溢出处理。但此算法本身在溢出情转溢出处理。但此算法本身在溢出情况下仍可正常运行，况下仍可正常运行，此时此时数值位占领数值位占领小数点左边的小数点左边的

196、1位位，商需设双符号位商需设双符号位（变形补码），以判溢出。采用这种（变形补码），以判溢出。采用这种方法时运算前可不判溢出，直接进行方法时运算前可不判溢出，直接进行运算，运算完后再判溢出。运算，运算完后再判溢出。（4）x=13/32=（0.011 01）2 y= -27/32=（-0.110 11）2 x*= x原原= x补补= x=0. 011 01 y原原 = 1.110 11 y* = 0.110 11 -y*补补=1.001 01 y补补= 1.001 01 -y补补= 0.110 11 q0 = x0 y0 = 0 1 = 1 x* y*= 0.011 11 x y原原=1.011

197、11 x y =（-0.011 11）2 = -15/32 r*=0.010 112-5 =0.000 000 101 1原码加减交替除法：原码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 . 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 + 1 . 0 0 1 0 1 试减，试减，+-y*补补 1 . 1 0 0 1 0 1 1 . 0 0 1 0 0 0 . + 0 . 1 1 0 1 1 r0， +y* 1 . 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 0 0.0 + 0 . 1 1 0 1 1 r0， +-y*补补 0 . 1 0 1 1 1续：续： 被除数（余数）被

198、除数（余数） 商商1 1 . 0 1 1 1 0 0 . 0 1 1 + 1 . 0 0 1 0 1 r0， +-y*补补 0 . 1 0 0 1 11 1 . 0 0 1 1 0 0.0 1 1 1 + 1 . 0 0 1 0 1 r0， +-y*补补 0 . 0 1 0 1 1 1 0.0 1 1 1 1 r0， 结束结束补码加减交替除法：补码加减交替除法： 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 0 . 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 试减，试减，x、y异号，异号，+y补补 1 1 . 1 0 0 1 01 1 1 . 0 0 1 0

199、0 1 . + 0 0 . 1 1 0 1 1 r、y同号，同号，+-y补补 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 0 1.1 + 0 0 . 1 1 0 1 1 r、y同号，同号，+-y补补 0 0 . 1 1 0 0 11 0 1 . 1 0 0 1 0 1.1 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 r、y异号，异号， +y补补 0 0 . 1 0 1 1 1续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 0 1 . 0 1 1 1 0 1 . 1 0 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 r、y异号，异号， +y补补 0 0 . 1 0 0 1 11 0 1

200、 . 0 0 1 1 0 1.1 0 0 0 + 1 1 . 0 0 1 0 1 r、y异号，异号，+y补补 0 0 . 0 1 0 1 1 1 1.1 0 0 0 1 恒恒置置1 r、x同号，结束同号，结束 r补补=0.010 11，r=r*=0.000 000 101 1 x y补补=1.100 01，x y=（-0.011 11）2 = -15/32 22. 设机器字长为设机器字长为16位位（含（含1位符号位），位符号位），若一次移位需若一次移位需1s，一次加法需，一次加法需1 s，试问原，试问原码一位乘、补码一位乘、原码加减交替除和补码一位乘、补码一位乘、原码加减交替除和补码加减交替除

201、法最多各需多少时间？码加减交替除法最多各需多少时间？ 解：解：原码一位乘原码一位乘最多需时最多需时=1s15（加）（加）+ 1s15（移位）（移位）=30s 补码一位乘补码一位乘最多需时最多需时=1s16+1s15=31s 原码加减交替除原码加减交替除最多需时最多需时=1s（16+1）+1s15=32s 补码加减交替除补码加减交替除最多需时最多需时=1s（16+1）+1s15=32s 25. 对于对于尾数为尾数为40位位的浮点数（不包括的浮点数（不包括符号位在内），若采用不同的机器数表示，符号位在内），若采用不同的机器数表示，试问当尾数左规或右规时，最多移位次数各试问当尾数左规或右规时，最多移

202、位次数各为多少？为多少？ 解：对于尾数为解：对于尾数为40位的浮点数，若采位的浮点数，若采用原码表示，当尾数左规时，最多移位用原码表示，当尾数左规时，最多移位39次次；反码表示时情况同原码；若采用补码表示，反码表示时情况同原码；若采用补码表示，当尾数左规时，正数最多移位当尾数左规时，正数最多移位39次次，同原码；，同原码；负数最多移位负数最多移位40次次。当尾数右规时，不论采。当尾数右规时，不论采用何种码制，均只需右移用何种码制，均只需右移1次次。 26. 按机器补码浮点运算步骤计算按机器补码浮点运算步骤计算xy补补 （1）x=2-011 0.101 100， y=2-010（-0.011 1

203、00）；）； （2）x=2-011（-0.100 010），）， y=2-010（-0.011 111）；）； （3）x=2101（-0.100 101），）， y=2100（-0.001 111)。 解：先将解：先将x、y转换成机器数形式：转换成机器数形式：（1）x补补=1，101；0.101 100 y补补=1，110；1.100 100 注：为简单起见，源操作数可直接写成浮注：为简单起见，源操作数可直接写成浮点格式，不必规格化。点格式，不必规格化。1）对阶：）对阶： E补补=Ex补补+-Ey补补 =11，101+00，010=11，111 E补补0，应，应Ey向向Ex对齐对齐，则：，则：

204、 Ey补补+1=00，100+00，001 =00，101 E补补+-1补补=00，001+11，111 =00，000=0 至此，至此， Ey=Ex，对毕。，对毕。 y补补=0，101；1.111 000（1）2）尾数运算：）尾数运算： Mx补补+My补补= 1 1 . 0 1 1 0 1 1 + 1 1 . 1 1 1 0 0 0（1） 1 1 . 0 1 0 0 1 1（1） Mx补补+-My补补= 1 1 . 0 1 1 0 1 1 + 0 0 . 0 0 0 1 1 1（1） 1 1 . 1 0 0 0 1 0（1） 3）结果规格化：）结果规格化： x+y补补=00，101；11.0

205、10 011（1） 已是规格化数。已是规格化数。 x-y补补=00，101；11.100 010（1） =00，100；11.000 101（左规（左规1次，阶码减次，阶码减1，尾数左移，尾数左移1位）位） 4）舍入：）舍入： x+y补补=00，101；11.010 011（舍）（舍） x-y补补不变。不变。 x-y补补=00，100；11.000 101 5）溢出：）溢出：无无 则：则：x+y=2101（-0.101 101） x-y =2100（-0.111 011） 27、假设阶码取、假设阶码取3位，尾数取位，尾数取6位（均不包括位（均不包括符号位），计算下列各题。符号位），计算下列各题

206、。 （1）25(11/16)+24(-9/16) （2）2-3(13/16)-2-4(-5/8) （3）23(13/16)24(-9/16) （4）26(-11/16)23(-15/16) （5）23(-1) 2-257/64 （6）2-6(-1)27(-1/2) （7）3.3125+6.125 （8）14.75-2.4375 解：解：设机器数采用机器数采用阶补尾尾补形式：形式：（1）x= 25(11/16)= 21010.101100 y= 24(-9/16)=2100(-0.100100)则： x阶补尾阶补尾补补=00，101；00.101100 y阶补尾补阶补尾补=00，100；11.0

207、111001）对阶：）对阶： E补补=Ex补补+-Ey补补 =00，101+11，100=00，001 E补补0，应，应Ey向向Ex对齐对齐，则：，则： Ey补补+1=00，100+00，001=00，101 E补补+-1补补=00，001+11，111=0 至此，至此， Ey=Ex，对毕。，对毕。 y补补=00，101；11.1011102）尾数运算：）尾数运算： Mx补补+My补补= 0 0 . 1 0 1 1 0 0 + 1 1 . 1 0 1 1 1 0 0 0 . 0 1 1 0 1 03）结果规格化：左规）结果规格化：左规1位位 x+y补补=00，101；00.011 010 =0

208、0，100；00.110 1004）舍入：不需舍入。）舍入：不需舍入。5）溢出：）溢出：无无 则：则：x+y=2100（0.110 100） =24（13/16）（2）2-3(13/16)-2-4(-5/8) x= 2-3(13/16)= 2-0110.110 100 y= 2-4(-5/8)=2-100(-0.101000) x阶补尾补阶补尾补=11，101；00.110100 y阶补尾补阶补尾补=11，100；11.0110001）对阶：）对阶： E补补=Ex补补+-Ey补补 =11，101+00，100=00，001 E补补0，应，应Ey向向Ex对齐对齐，则：，则：Ey补补+1=11，1

209、00+00，001=11，101 E补补+-1补补=00，001+11，111=0至此，至此， Ey=Ex，对毕。，对毕。y补补=11，101；11.101100 2）尾数运算：）尾数运算： Mx补补+-My补补= 0 0 . 1 1 0 1 0 0 + 0 0 . 0 1 0 1 0 0 0 1 . 0 0 1 0 0 03）结果规格化：右规）结果规格化：右规 x-y补补=11，101；01.001 000 =11，110；00.100 1004）舍入：不需舍入。）舍入：不需舍入。5）溢出：）溢出：无无 则：则：x-y=2-010（0.100 100） =2-2（9/16）（3）23(13/

210、16)24(-9/16) x= 23(13/16)=2011（0.110 100） y= 24(-9/16)=2100（-0.100 100） x阶补尾补阶补尾补=00，011；0.110 100 y阶补尾补阶补尾补=00，100；1.011 1001）阶码相加：）阶码相加： Ex补补+Ey补补=00，011+ 00，100 =00，111（无溢出）（无溢出）2）尾数相乘：）尾数相乘： 补码两位乘比较法，见下页。补码两位乘比较法，见下页。Mx My补补=11.100 010（110 000 00）3）结果规格化：）结果规格化：左规左规1位。位。xy补补=0，111；1.100 010(110

211、000 00) =0，110；1.000 101(100 000 0)2）尾数相乘：）尾数相乘： （补码两位乘比较法）（补码两位乘比较法） 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 0 1 1 1 0 0 0 + 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 +-0补补 0 0 0 . 0 0 0 0 0 02 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 .0 1 1 1 0 + 1 1 1 . 0 0 1 1 0 0 +-x补补 1 1 1 . 0 0 1 1 0 0 2 1 1 1 . 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 . 0

212、 1 1 + 0 0 1 . 1 0 1 0 0 0 +2x补补 0 0 1 . 0 1 1 0 1 1 2 0 0 0 . 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 . 0 + 1 1 1 . 0 0 1 1 0 0 +-x补补 1 1 1 . 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0(清清0)4）舍入：）舍入：设采用设采用0舍舍1入法，应舍：入法，应舍： xy阶补尾补阶补尾补=0，110；1.000 101 5）溢出：）溢出：无无 xy=2110（-0.111 011） = 26（-59/64） （4） 26(-11/16)23(-15/16) x= 26(-1

213、1/16)=2110（-0.101 100） y= 23(-15/16)=2011（-0.111 100） x阶补尾补阶补尾补=00，110；1.010 100 y阶补尾补阶补尾补=00，011；1.000 1001）阶码相减：）阶码相减： Ex补补+-Ey补补=00，110+ 11，101 =00，011（无溢出）（无溢出）2）尾数相除：）尾数相除： （补码加减交替除法）（补码加减交替除法） 被除数（余数）被除数（余数） 商商 1 1 . 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 试减，试减， + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 Mx、My同号，同号，+-My补补 0 0

214、. 0 1 0 0 0 01 0 0 . 1 0 0 0 0 0 0 . + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r、My异号，异号，+My补补 1 1 . 1 0 0 1 0 0 1 1 1 . 0 0 1 0 0 0 0.1 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 r、My同号，同号， +-My补补 0 0 . 0 0 0 1 0 01 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0.1 0 + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r、My异号，异号， +My补补 1 1 . 0 0 1 1 0 0续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 1 0 . 0 1 1 0 0 0 0 . 1 0

215、1 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 r、My同号，同号， +-My补补 1 1 . 0 1 0 1 0 01 1 0 . 1 0 1 0 0 0 0.1 0 1 1 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 r、My同号，同号，+-My补补 1 1 . 1 0 0 1 0 01 1 1 . 0 0 1 0 0 0 0.1 0 1 1 1 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 r、My异号，异号， +-My补补 0 0 . 0 0 0 1 0 0 1 0.1 0 1 1 1 1 恒置恒置1 + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r、Mx异号，（恢复余数）异号，（恢复余数） 1 1 .

216、0 0 1 0 0 0 且且r、My异号，异号， +My补补 Mx My补补= 0.101 111， r补补=1.001 000 r= -0 .111 000 2-6 =-0.000 000 111 000 29. 设浮点数阶码取设浮点数阶码取3位位，尾数取，尾数取6位位（均不包括（均不包括符号位），要求阶码用移码运算，尾数用补码运算，符号位），要求阶码用移码运算，尾数用补码运算，计算计算xy，且结果保留，且结果保留1倍倍字长。字长。 （1）x=2-100 0.101101， y=2-011（-0.110101）；）； （2）x=2-011（-0.100111），）， y=2101（-0.10

217、1011）。）。 解：先将解：先将x、y转换成机器数形式：转换成机器数形式：（1）x阶移尾补阶移尾补=0，100；0.101 101 y阶移尾补阶移尾补=0，101；1.001 011 1）阶码相加：）阶码相加： Ex移移+Ey补补=00，100+11，101 =00，001（无溢出）（无溢出）2）尾数相乘：）尾数相乘： （算法一算法一：补码两位乘比较法）：补码两位乘比较法） 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 0 0 1 0 1 1 0 + 1 1 1 . 0 1 0 0 1 1 +-x补补 1 1 1 . 0 1 0 0 1 1 2 1 1

218、 1 . 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 .0 0 1 0 1 + 1 1 1 . 0 1 0 0 1 1 +-x补补 1 1 1 . 0 0 0 1 1 1 2 1 1 1 . 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 . 0 0 1 + 0 0 0 . 1 0 1 1 0 1 +x补补 0 0 0 . 0 1 1 1 1 0 2 0 0 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 . 0 + 1 1 1 . 0 1 0 0 1 1 +-x补补 1 1 1 . 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0(清清0)2）尾数相乘：）尾数相乘： （算法

219、二算法二：补码一位乘比较法）：补码一位乘比较法） 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 . 0 0 1 0 1 1 0 + 1 1 . 0 1 0 0 1 1 +-x补补 1 1 . 0 1 0 0 1 1 1 1 1 . 1 0 1 0 0 1 1 1 .0 0 1 0 1 1 +0 1 1 1 . 1 1 0 1 0 0 1 1 1 .0 0 1 0 1 + 0 0 . 1 0 1 1 0 1 +x补补 0 0 . 1 0 0 0 0 1 1 0 0 . 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 . 0 0 1 0 + 1 1 . 0 1 0 0 1 1

220、+-x补补 1 1 . 1 0 0 0 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 . 0 0 1 + 0 0 . 1 0 1 1 0 1 +x补补 0 0 . 0 1 1 1 1 0 1 0 0 . 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1. 0 0 +01 0 0 . 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1. 0 + 1 1 . 0 1 0 0 1 1 +-x补补 1 1 . 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0. (清清0)Mx My补补=1.011 010（101 111 00）3）结果规格化：）结果规格化：已是规格化数。已是规格

221、化数。4）舍入：）舍入：设采用设采用0舍舍1入法，应入：入法，应入： xy阶移尾补阶移尾补=0，001；1.011 0115）溢出：）溢出：无无 xy=2-111（-0.100 101）（2）x=2-011（-0.100 111） y=2101（-0.101 011） x阶移尾补阶移尾补=0，101；1.011 001 y阶移尾补阶移尾补=1，101；1.010 1011）阶码相加：）阶码相加： Ex移移+Ey补补=00，101+00，101 =01，010（无溢出）（无溢出）2）尾数相乘：）尾数相乘： （算法一：算法一：补码两位乘比较法）补码两位乘比较法） 部分积部分积 乘数乘数 yn+1

222、0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 0 1 0 1 0 1 0 + 1 1 1 . 0 1 1 0 0 1 +x补补 1 1 1 . 0 1 1 0 0 1 2 1 1 1 . 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 .0 1 0 1 0 + 1 1 1 . 0 1 1 0 0 1 +x补补 1 1 1 . 0 0 1 1 1 1 2 1 1 1 . 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 . 0 1 0 + 1 1 1 . 0 1 1 0 0 1 +x补补 1 1 1 . 0 0 1 1 0 0 2 1 1 1 . 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1

223、1 . 0 + 0 0 0 . 1 0 0 1 1 1 +-x补补 0 0 0 . 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0(清清0) Mx My补补=0.011 010（001 101 00）2）尾数相乘：）尾数相乘： （算法二算法二：补码一位乘比较法）：补码一位乘比较法） 部分积部分积 乘数乘数 yn+1 0 0 . 0 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 1 0 1 0 + 0 0 . 1 0 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 1 0 0 1 1 1 1 0 0 . 0 1 0 0 1 1 1 1 .0 1 0 1 0 1 + 1 1 . 0 1 1 0 0 1

224、+x补补 1 1 . 1 0 1 1 0 0 1 1 1 . 1 1 0 1 1 0 0 1 1 . 0 1 0 1 0 + 0 0 . 1 0 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0 1 1 1 0 1 1 0 0 . 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 . 0 1 0 1 + 1 1 . 0 1 1 0 0 1 +x补补 1 1 . 1 0 0 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 . 0 1 0 + 0 0 . 1 0 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0 1 1 0 1 01 0 0 . 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 .

225、 0 1 + 1 1 . 0 1 1 0 0 1 +x补补 1 1 . 1 0 0 1 1 01 1 1 . 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 . 0 + 0 0 . 1 0 0 1 1 1 +-x补补 0 0 . 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0. (清清0) Mx My补补=0.011 010（001 101 0）3）结果规格化：）结果规格化： xy阶移尾补阶移尾补= = 1，010；0.011 010（001 101 00） = 1，001；0.110 100（011 010 0） （左规（左规1次，阶码减次，阶码减1，尾数左移，尾数左移1位）位） 4

226、）舍入：）舍入：设采用设采用0舍舍1入法，应入法，应舍舍： xy阶移尾补阶移尾补=1，001；0. 110 1005）溢出：）溢出：无无 xy=20010.110 100 注意：注意：采用采用阶移尾补阶移尾补格式是指：格式是指：参加运参加运算的数算的数是阶移尾补格式，用是阶移尾补格式，用阶移尾补算法阶移尾补算法计计算，算，运算结果运算结果是阶移尾补格式。是阶移尾补格式。 30. 机器数格式同上题，要求阶码用机器数格式同上题，要求阶码用移码移码运算，尾数用运算，尾数用补码补码运算，计算运算，计算xy。（。（注：改注：改用阶移尾原格式作。用阶移尾原格式作。） （1）x=2101 0.100111，

227、 y=2011（-0.101011）；）； （2）x=2110（-0.101101），）， y=2011（-0.111100）。）。 解：先将解：先将x、y转换成机器数形式：转换成机器数形式：（1）x阶移尾原阶移尾原=1，101；0.100 111 y阶移尾原阶移尾原=1，011；1.101 011 1）阶码相减：）阶码相减： Ex移移+-Ey补补=01，101+11，101 =01，010（无溢出）（无溢出）2）尾数相除：）尾数相除： （原码加减交替除法）（原码加减交替除法） 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 0 . 1 0 0 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0 试减，试减，

228、 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 +-My*补补 1 1 . 1 1 1 1 0 0 r0，商，商01 1 1 . 1 1 1 0 0 0 0 . + 0 0 . 1 0 1 0 1 1 +My* 0 0 . 1 0 0 0 1 1 r0，商，商1 1 0 1 . 0 0 0 1 1 0 0.1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 +-My*补补 0 0 . 0 1 1 0 1 1 r0，商，商1 1 0 0 . 1 1 0 1 1 0 0.1 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 +-My*补补 0 0 . 0 0 1 0 1 1 r0，商，商1 续：续： 被除数（余数）被

229、除数（余数） 商商1 0 0 . 0 1 0 1 1 0 0 . 1 1 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 +-My*补补 1 1 . 1 0 1 0 1 1 r0，商，商0 1 1 1 . 0 1 0 1 1 0 0.1 1 1 0 + 0 0 . 1 0 1 0 1 1 +My* 0 0 . 0 0 0 0 0 1 r0，商，商1 1 0 0 . 0 0 0 0 1 0 0.1 1 1 0 1 + 1 1 . 0 1 0 1 0 1 +-My*补补 1 1 . 0 1 0 1 1 1 1 0.1 1 1 0 1 0，r0，商，商0 + 0 0 . 1 0 1 0 1 1 （恢复余

230、数）（恢复余数） 0 0 . 0 0 0 0 1 0 且且r、My同号，同号， +-My补补 Mx* My*= 0.111 010，Mx My原原= 1.111 010 r*= 0 .000 010 2-6 =0.000 000 000 010 3）结果规格化：）结果规格化：已是规格化数。已是规格化数。4）舍入：）舍入：已截断法舍入。已截断法舍入。5）溢出：）溢出：无无 x y阶移尾原阶移尾原=1，010；1.111 010 x y=2010（-0.111 010）（2）x=2110（-0.101 101） y=2011（-0.111 100） x阶移尾原阶移尾原=1，110；1.101 10

231、1 y阶移尾原阶移尾原=1，011；1.111 100 1）阶码相减：）阶码相减： Ex移移+-Ey补补=01，110+11，101 =01，011（无溢出）（无溢出）2）尾数相除：）尾数相除： （原码加减交替除法）（原码加减交替除法） 被除数（余数）被除数（余数） 商商 0 0 . 1 0 1 1 0 1 0 . 0 0 0 0 0 0 试减，试减， + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 +-My*补补 1 1 . 1 1 0 0 0 1 r0，商，商0 1 1 1 . 1 0 0 0 1 0 0 . + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 +My* 0 0 . 0 1 1 1 1 0 r

232、0，商，商1 1 0 0 . 1 1 1 1 0 0 0.1 + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 +-My*补补 0 0 . 0 0 0 0 0 0 r0，商，商1 1 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0.1 1 + 1 1 . 0 0 0 1 0 0 +-My*补补 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r0，商，商0 续：续： 被除数（余数）被除数（余数） 商商1 1 0 . 0 0 1 0 0 0 0 . 1 1 0 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 +My* 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r0，商，商0 1 1 0 . 0 0 1 0 0 0 0.1 1 0 0 +

233、0 0 . 1 1 1 1 0 0 +My* 1 1 . 0 0 0 1 0 0 r0，商，商0 1 1 0 . 0 0 1 0 0 0 0.1 1 0 0 0 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 +My* 1 1 . 0 0 0 1 0 0 1 0.1 1 0 0 0 0，r0，商，商0 + 0 0 . 1 1 1 1 0 0 恢复余数，恢复余数，+My* 0 0 . 0 0 0 0 0 0Mx* My*= Mx My原原= 0.110 000 r*= -0.000 000 2-6 = -0.000 000 000 000 注：注：由于加减交替除法算法中缺少对由于加减交替除法算法中缺少对

234、部分余数判部分余数判“0”的步骤，因此的步骤，因此算法运行中算法运行中的某一步已除尽时，算法不会自动停止的某一步已除尽时，算法不会自动停止，而是继续按既定步数运行完。而是继续按既定步数运行完。3）结果规格化：）结果规格化：已是规格化数。已是规格化数。4）舍入：）舍入：已截断法舍入。已截断法舍入。5）溢出：）溢出：无无 x y阶移尾原阶移尾原=1，011；0.110 000 x y=2011 0.110 000 31. 设机器字长为设机器字长为32位位，用与非门和与，用与非门和与或非门设计一个并行加法器（假设与非门的或非门设计一个并行加法器（假设与非门的延迟时间为延迟时间为30ns，与或非门的延

235、迟时间为，与或非门的延迟时间为45ns），要求完成），要求完成32位加法时间不得超过位加法时间不得超过0.6s。画出进位链及加法器逻辑框图。画出进位链及加法器逻辑框图。解：首先根据题意要求选择进位方案：解：首先根据题意要求选择进位方案： 1）若采用）若采用串行进位链串行进位链（行波进位），（行波进位），则在则在di、ti函数的基础上，实现函数的基础上，实现32位进位需位进位需要的时间为：要的时间为： T=2ty 32=64ty=64 30=1920ns 不满足不满足0.6s的加法时间限制，不能用。的加法时间限制，不能用。（设设1ty=30ns） 2）若采用）若采用单重分组跳跃进位单重分组跳跃进

236、位（级连方式）（级连方式），则在，则在di、ti的基础上，的基础上，4位一组分组，位一组分组，32位进位进位位需：需： T=2.5ty 8组组=20ty=20 30=600ns 刚好满足刚好满足0.6 s加法时间的限制。加法时间的限制。 考虑到一次加法除进位时间外，还需考虑到一次加法除进位时间外，还需di、ti函数的产生时间、和的产生时间（最高位和）函数的产生时间、和的产生时间（最高位和）等因素，故此进位方案仍不适用。等因素，故此进位方案仍不适用。结论：结论：若采用单重分组跳跃进位，小组规模需若采用单重分组跳跃进位，小组规模需在在6位以上位以上较为合适。即：较为合适。即： T=2.5ty 6组

237、组=15ty=15 30=450ns 除进位外还有除进位外还有150ns（约（约5ty）左右的时）左右的时间供加法开销，较充裕。间供加法开销，较充裕。 3）若采用）若采用双重分组跳跃进位双重分组跳跃进位（二（二级先行级先行级联进位），级联进位），4位一小组，位一小组，4小小组为一大组分组，则组为一大组分组，则32位进位需：位进位需： T=2.5ty 4级级=10ty=10 30=300ns 完全满足完全满足0.6s的加法时间限制，可的加法时间限制，可以使用。以使用。双重分组跳跃进位双重分组跳跃进位（两级先行进位）（两级先行进位） 3232位双重分组跳跃进位的进位链框图见教材位双重分组跳跃进位的

238、进位链框图见教材位双重分组跳跃进位的进位链框图见教材位双重分组跳跃进位的进位链框图见教材286286页页页页图图图图6.236.23。C20T8D8C3C64T7D7C7C108T6D6C11C1412T5D5C15tididididitititiC1816T4D4C19C2220T3D3C23C2624T2D2C27C3028T1D1C31tididididitititi12345678第第 二二 大大 组组C-1第第 一一 大大 组组6位一组单重分组跳跃进位的进位链框图如位一组单重分组跳跃进位的进位链框图如下：下： 注：注：注：注：一个完整的加法器还应考虑一个完整的加法器还应考虑一个完整的

239、加法器还应考虑一个完整的加法器还应考虑didi、ti ti产生电路、产生电路、产生电路、产生电路、求和电路等。求和电路等。求和电路等。求和电路等。2 2位位位位(6)(6)6 6位位位位(5)(5)6 6位位位位(4)(4)6 6位位位位(3)(3)6 6位位位位(2)(2)6 6位位位位(1)(1)d d3130 3130 d d2924 2924 d d2318 2318 d d1712 1712 d d116 116 d d5050 t t3130 3130 t t2924 2924 t t2318 2318 t t1712 1712 t t116 116 t t50 50 C C303

240、0 C C2824 2824 C C22182218 C C1612 1612 C C106106 C C4040C C-1-1C C5 5C C1111C C1717C C2323C C2929C C3131 加法器逻辑框图如下。图中，进位链电加法器逻辑框图如下。图中，进位链电路可选上述两种方案之一。路可选上述两种方案之一。求求求求 和和和和 电电电电 路路路路进进进进 位位位位 链链链链进位函数产生电路进位函数产生电路进位函数产生电路进位函数产生电路A A310310 B B310310F F310310C C31 -131 -1 d d310 310 t t310310C C-1-1 3

241、2. 设机器字长为设机器字长为16位位，分别按，分别按4、4、4、4和和5、5、3、3分组后分组后 （1）画出两种分组方案的）画出两种分组方案的单重分组并行单重分组并行进位链框图进位链框图，并比较哪种方案运算速度快。，并比较哪种方案运算速度快。 （2）画出两种分组方案的）画出两种分组方案的双重分组并行双重分组并行进位链框图进位链框图，并对这两种方案进行比较。，并对这两种方案进行比较。 （3）用）用74181和和74182画出单重和双重画出单重和双重分组的并行进位链框图。分组的并行进位链框图。 解：解： （1）4444分组分组的的16位位单重分组单重分组并行进位链框图并行进位链框图见教材见教材2

242、86页图页图6.22。t12t15t14t13d12d13d14d15t8t11t10t9d8d9d10d11t4t7t6t5d4d5d6d7t0t3t2t1d0d1d2d3C-1C12C13C14C15C8C9C10C11C4C5C6C7第第1 1组组第第15-1215-12位并行位并行单重分组跳跃进位单重分组跳跃进位（一级先行进位）（一级先行进位） 16位位并行加法器进位链框图（并行加法器进位链框图（6.22）第第2 2组组第第11-811-8位并行位并行第第3 3组组第第7-47-4位并行位并行第第4 4组组第第3-03-0位并行位并行C3C0C1C2C0C1C2C3C4C5C6C7C8

243、C9C10C11C12C13C14C15注意：注意：1616位一级先行进位加法器最长进位延迟时位一级先行进位加法器最长进位延迟时 间为间为10t10ty y。t12t15t14t13d12d13d14d15t8t11t10t9d8d9d10d11t4t7t6t5d4d5d6d7t0t3t2t1d0d1d2d3C-1 5533分组分组的的16位单重分组并行进位单重分组并行进位链框图如下：位链框图如下： 44444444分组分组分组分组的进位时间的进位时间的进位时间的进位时间=2.5ty=2.5ty 4=10ty4=10ty； 55335533分组分组分组分组的进位时间的进位时间的进位时间的进位时

244、间=2.5ty=2.5ty 4=10ty4=10ty； 两种分组方案最长加法时间两种分组方案最长加法时间两种分组方案最长加法时间两种分组方案最长加法时间相同相同相同相同。 结论：结论：结论：结论：单重分组并行进位的最长进位时间只与单重分组并行进位的最长进位时间只与单重分组并行进位的最长进位时间只与单重分组并行进位的最长进位时间只与组数有关，组数有关，组数有关，组数有关，与组内位数无关与组内位数无关与组内位数无关与组内位数无关。5 5位位位位5 5位位位位3 3位位位位3 3位位位位d d15111511 t t1511 1511 d d106106 t t106 106 d d53 53 t

245、t53 53 d d20 20 t t2020C C-1-1C C14111411 C C9696 C C4 4 C C3 3 C C1 1 C C0 0C C1010C C5 5C C2 2C C1515（2）4444分组分组的的16位双重分位双重分组并行进位链框图见教材组并行进位链框图见教材288页图页图6.26。C20T8D8C3C64T7D7C7C108T6D6C11C1412T5D5C15tididididitititi5678第第 二二 大大 组组C-1 5533分组分组的的16位双重分组并行进位双重分组并行进位链框图如下：位链框图如下：第第第第 二二二二 重重重重 进进进进 位位

246、位位 链链链链小组进位链小组进位链小组进位链小组进位链5 5位位位位小组进位链小组进位链小组进位链小组进位链5 5位位位位小组进位链小组进位链小组进位链小组进位链3 3位位位位小组进位链小组进位链小组进位链小组进位链3 3位位位位d d15111511 t t1511 1511 d d106106 t t106 106 d d53 53 t t53 53 d d20 20 t t2020C C-1-1D D4 4 T T4 4 C C14111411 D D3 3 T T3 3 C C9696 D D2 2 T T2 2 C C4343 D D1 1 T T1 1 C C1010C C1010

247、C C5 5C C2 2C C1515 4444分组分组的进位时间的进位时间=2.5ty 3=7.5ty； 5533分组分组的进位时间的进位时间=2.5ty 3=7.5ty； 两种分组方案最长加法时间相两种分组方案最长加法时间相同。同。 结论：结论：双重分组并行进位的最双重分组并行进位的最长进位时间只与组数和级数有关，长进位时间只与组数和级数有关，与组内位数无关。与组内位数无关。 （3）单重分组单重分组16位并行加法器逻辑图如位并行加法器逻辑图如下（正逻辑）：下（正逻辑）： 图中，设与进位无关的引脚省略不画，不用的图中，设与进位无关的引脚省略不画，不用的图中，设与进位无关的引脚省略不画，不用的

248、图中，设与进位无关的引脚省略不画，不用的引脚也省略不画。引脚也省略不画。引脚也省略不画。引脚也省略不画。 74182 4 74182 4位位位位BCLABCLA74181741814 4位位位位ALUALU741817418174181741817418174181C C0 0P P3 3 G G3 3 P P2 2 G G2 2 P P1 1 G G1 1 P P0 0 G G0 0C C1212C C8 8C C4 4C C161674181741814 4位位位位ALUALU7418174181741817418174181 74181 C C0 0C C1212C C8 8C C4 4

249、C C1616C Cn+zn+zC Cn+yn+yC Cn+xn+xC Cn n双重分组双重分组双重分组双重分组1616位并行加法器逻辑图如下（正逻辑）：位并行加法器逻辑图如下（正逻辑）：位并行加法器逻辑图如下（正逻辑）：位并行加法器逻辑图如下（正逻辑）：注意：注意： 1）181芯片正、负逻辑的芯片正、负逻辑的引脚表示引脚表示方法；方法； 2）为强调可比性，为强调可比性，5-5-3-3分组时分组时不考虑扇入不考虑扇入影响；影响； 3）181芯片只有最高、最低两个进位输入芯片只有最高、最低两个进位输入/输出端，输出端，组内进位无引脚组内进位无引脚； 4）181为为4位片，无法位片，无法5-5-3

250、-3分组，只能分组，只能4-4-4-4分分组；组； 5）单重分组跳跃进位只用到单重分组跳跃进位只用到181，使用，使用182的一般的一般是双重以上分组跳跃进位；是双重以上分组跳跃进位； 6）单重分组跳跃进位是并行进位和串行进位技术的单重分组跳跃进位是并行进位和串行进位技术的结合；结合；双重分组跳跃进位是二级并行进位技术；双重分组跳跃进位是二级并行进位技术；特别特别注意注意在位数较少时，双重分组跳跃进位可以采用在位数较少时，双重分组跳跃进位可以采用全先全先行进位行进位技术实现；位数较多时，可采用技术实现；位数较多时，可采用双重分组跳跃双重分组跳跃进位和串行进位技术结合进位和串行进位技术结合实现。

251、实现。指指 令令 系系 统统第第 七七 章章 6. 某指令系统字长为某指令系统字长为16位位，地址码取，地址码取4位位，试提出一种方案，使该指令系统有，试提出一种方案，使该指令系统有8条条三三地址指令、地址指令、16条条二地址指令、二地址指令、100条一地址指条一地址指令。令。 解：解：三地址指令格式三地址指令格式如下：如下： 4 4 4 4 OP A OP A1 1 A A2 2 A A3 3 解题思路：以三地址指令格式为解题思路：以三地址指令格式为解题思路：以三地址指令格式为解题思路：以三地址指令格式为该指令系统的基本格式。以此格式为该指令系统的基本格式。以此格式为该指令系统的基本格式。以

252、此格式为该指令系统的基本格式。以此格式为基础，采用基础，采用基础，采用基础，采用扩展操作码扩展操作码扩展操作码扩展操作码技术，设计出技术，设计出技术，设计出技术，设计出题意所要求的地址码结构的指令。题意所要求的地址码结构的指令。题意所要求的地址码结构的指令。题意所要求的地址码结构的指令。 指令操作码分配方案指令操作码分配方案指令操作码分配方案指令操作码分配方案如下：如下：如下：如下：4位位OP0000， A1，A2，A3；8条条三地址指令三地址指令0111，1000，0000， A2，A3；16条条二地址指令二地址指令1000，1111，1001，0000，0000， A3；100条条一地址指

253、令一地址指令1001，0110，0011，1001，0110，0100， 冗余编码冗余编码1001，1111，1111， 可用来扩充一、零地址指令条数可用来扩充一、零地址指令条数1010， 冗余编码冗余编码1111， 可用来扩充三、二、一、零地址指令条数可用来扩充三、二、一、零地址指令条数 指令操作码分配方案指令操作码分配方案指令操作码分配方案指令操作码分配方案 7. 设指令字长为设指令字长为16位位，采用扩展操作码技，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为术，每个操作数的地址为6位位。如果定义了。如果定义了13条条二地址指令，试问还可安排多少条一地址指二地址指令，试问还可安排多少条一地址指令

254、？令？ 解：解：二地址指令格式二地址指令格式如下：如下： 4 6 6 OP A OP A1 1 A A2 2 设二地址指令格式为该指令系统的设二地址指令格式为该指令系统的设二地址指令格式为该指令系统的设二地址指令格式为该指令系统的基本格式，基本格式，基本格式，基本格式，4 4位位位位操作码共有操作码共有操作码共有操作码共有1616种种种种编码，编码，编码，编码，其中其中其中其中1313种种种种用来定义二地址指令，还剩用来定义二地址指令，还剩用来定义二地址指令，还剩用来定义二地址指令，还剩3 3种种种种可用作可用作可用作可用作扩展标志扩展标志扩展标志扩展标志。如不考虑零地址指。如不考虑零地址指。

255、如不考虑零地址指。如不考虑零地址指令，该指令系统最多还能安排：令，该指令系统最多还能安排：令，该指令系统最多还能安排：令，该指令系统最多还能安排： 一地址指令条数一地址指令条数一地址指令条数一地址指令条数 =3=3226 6 = =192192条条条条 8. 某机指令字长某机指令字长16位位，每个操作数的，每个操作数的地址码为地址码为6位，设操作码长度位，设操作码长度固定固定，指令分，指令分为零地址、一地址和二地址为零地址、一地址和二地址三种三种格式。若零格式。若零地址指令有地址指令有M种种，一地址指令有，一地址指令有N种种，则二，则二地址指令最多有几种？若操作码位数可变，地址指令最多有几种？

256、若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？则二地址指令最多允许有几种？ 解：解：1）若采用定长操作码时，二地址）若采用定长操作码时，二地址指令格式如下：指令格式如下： 4 6 6 OP OP A A1 1 A A2 2 此时，无论指令中有几个地址，此时，无论指令中有几个地址，此时，无论指令中有几个地址，此时，无论指令中有几个地址，指令格式都不变指令格式都不变指令格式都不变指令格式都不变。 设二地址指令有设二地址指令有K种，则：种，则： K=24-M-N 当当M=1（最小值），（最小值），N=1（最小值）时，二地址（最小值）时，二地址指令最多有：指令最多有： Kmax=16-1-1=14种种

257、 2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，但操作码长度可随地址码的个数而变。此时，）所示，但操作码长度可随地址码的个数而变。此时， K= 24 -（N/26 + M/212 ）； （N/26 + M/212 向上取整）向上取整） 当当（N/26 + M/212 ） 1时，时，K最大，最大，则二地址指令最多有：则二地址指令最多有： Kmax=16-1=15种种（只留一种编码作扩展标志用。）（只留一种编码作扩展标志用。） 讨论：讨论：此时，一地址指令条数为：此时，一地址指令条数为： N=（24 - K）26 - M/26； （ M/26向上取整）

258、。向上取整）。 零地址指令条数为：零地址指令条数为： M = 216 - 212K - 26N； 当当K最大时（最大时（K=15），一地址指令最多有：），一地址指令最多有： Nmax=64 - 1=63种；种； 零地址指令最多有：零地址指令最多有： Mmax=64种种 注意：注意：应首先根据题意画出指令基本格式。应首先根据题意画出指令基本格式。 10. 试比较试比较基址寻址基址寻址和和变址寻址变址寻址。 解：比较如下：解：比较如下： 1）都可有效地）都可有效地扩大扩大指令寻址范围。指令寻址范围。 2）基址寻址时，基准地址由基址寄存器给出，）基址寻址时，基准地址由基址寄存器给出，地址的地址的改变

259、改变反映在反映在位移量位移量A的取值上；变址寻址时，的取值上；变址寻址时，基准地址由基准地址由A给出，地址的改变反映在给出，地址的改变反映在变址值的自动变址值的自动修改修改上，变址值由变址寄存器给出。上，变址值由变址寄存器给出。 3）基址寄存器内容通常由）基址寄存器内容通常由系统程序系统程序设定，变址设定，变址寄存器内容通常由寄存器内容通常由用户用户设定。设定。 4）基址寻址适用于程序的）基址寻址适用于程序的动态重定位动态重定位，变址寻，变址寻址适用于址适用于数组或字符串处理数组或字符串处理，适用场合，适用场合不同不同。 11. 画出画出先变址再间址先变址再间址及及先间址再变址先间址再变址的的

260、寻址过程示意图。寻址过程示意图。 解：解：1）先变址再间址先变址再间址寻址过程简单示意寻址过程简单示意如下：如下： EA=(IX)+A， (IX)+1IXIXOP M A+1+1ALUIRIREA操作数操作数主存主存主存主存IX：变址寄存器，：变址寄存器，既可是专用寄存器，既可是专用寄存器，也可是通用寄存器之一。也可是通用寄存器之一。设一重间接设一重间接2）先间址再变址先间址再变址寻址过程简单示意如下：寻址过程简单示意如下： EA=(IX)+(A)， (IX)+1IXIXIXOP M AOP M A+1+1ALUALUIRIREAEA操作数操作数操作数操作数主存主存主存主存IXIX：变址寄存器

261、，：变址寄存器，：变址寄存器，：变址寄存器，既可是专用寄存器，既可是专用寄存器，既可是专用寄存器，既可是专用寄存器，也可是通用寄存器之一。也可是通用寄存器之一。也可是通用寄存器之一。也可是通用寄存器之一。设一重间接设一重间接 注意：注意： 1 1）英文缩写）英文缩写EAEA表示有效地址，表示有效地址，不能乱用。不能乱用。 2 2）示意图中应标明）示意图中应标明EAEA（有效（有效地址）的位置。地址）的位置。 12. 画出画出“SUB R1”指令对操作数的寻指令对操作数的寻址及减法过程的流程图。设被减数和结果存于址及减法过程的流程图。设被减数和结果存于ACC中，中，表示间接寻址，表示间接寻址，R

262、1寄存器的内容为寄存器的内容为2074H。 解：解： SUB R1指令寻址及减法过程的流指令寻址及减法过程的流程图：程图： 取指令（省）取指令（省）取指令（省）取指令（省）寻址操作：寻址操作：寻址操作：寻址操作：寄存器间址寄存器间址寄存器间址寄存器间址EA=(R1) =2074HEA=(R1) =2074HEA EA MARMAR，读，读，读，读 M(EA) M(EA) MDRMDR(ACC)-(MDR) (ACC)-(MDR) ACCACC A A A A （公操作）（公操作）（公操作）（公操作） 注：注：注：注：在没有指定数据通在没有指定数据通在没有指定数据通在没有指定数据通路的情况下，此

263、流程只是一路的情况下，此流程只是一路的情况下，此流程只是一路的情况下，此流程只是一个粗略的示意。个粗略的示意。个粗略的示意。个粗略的示意。 13. 画出执行画出执行“ADD *-5”指令（指令（*为相对寻为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果存于果存于ACC中，并假设中，并假设（PC）=4000H。 解：由于本题未指定数据通路结构，因此解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中突出突出寻址过程寻址过程的实现。的实现。 ADD *-5指令信息流程图如下：指令信息流程图如下

264、： 取指令（省）取指令（省）取指令（省）取指令（省）寻址计算：寻址计算：寻址计算：寻址计算：EA=(PC)-5EA=(PC)-5=4000H+FFFBH=4000H+FFFBH=3FFBH=3FFBHEA EA MARMAR，读，读，读，读 M(EA) M(EA) MDRMDR(ACC)+(MDR) (ACC)+(MDR) ACCACC A A A A （公操作）（公操作）（公操作）（公操作） 14. 设设相对寻址相对寻址的转移指令占的转移指令占两个两个字节，字节，第一个字节是操作码，第二个字节是第一个字节是操作码，第二个字节是相对位相对位移量移量，用，用补码补码表示。假设当前转移指令第一表示

265、。假设当前转移指令第一字节所在的地址为字节所在的地址为2000H，且，且CPU每取出一每取出一个字节便个字节便自动完成（自动完成（PC）+1PC的操作。试的操作。试问当执行问当执行“JMP *+8”和和“JMP *-9”指令时，转指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？移指令第二字节的内容各为多少？ 解：据题意，相对寻址的转移指令格式解：据题意，相对寻址的转移指令格式如下：如下：OPOPA A2000H2000H2001H2001H2002H2002H 当执行当执行JMP指令时，指令时，指令第二字节的内指令第二字节的内容不变容不变，PC的内容变为的内容变为2002H。此时转移指。此时转移指令第

266、二字节内容各为：令第二字节内容各为： A1= +8 = 0000 1000 = 08H A2= -9 = 1111 0111 = F7H 其有效地址各为：其有效地址各为： EA1= (PC) +8 = 2002H+0008H = 200AH EA2= (PC) 9 =2002H+FFF7H = 1FF9H 16. 某机主存容量为某机主存容量为4M 16位位，且存储，且存储字长字长等于等于指令字长，若该机指令系统可完成指令字长，若该机指令系统可完成108种种操作，操作码位数操作，操作码位数固定固定，且具有直接、，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方六

267、种寻址方式式，试回答以下问题。，试回答以下问题。 （1）画出）画出一地址指令格式一地址指令格式并指出各字段并指出各字段的作用。的作用。 （2）该指令）该指令直接寻址直接寻址的最大范围。的最大范围。 （3）一次一次间接寻址和间接寻址和多次多次间接寻址的寻间接寻址的寻址范围。址范围。 （4）立即数立即数的范围（十进制表示）。的范围（十进制表示）。 （5）相对寻址的）相对寻址的位移量位移量（十进制表示）。（十进制表示）。 （6）上述六种寻址方式的指令中哪一种）上述六种寻址方式的指令中哪一种执行时间执行时间最短最短，哪一种，哪一种最长最长，为什么？哪一种，为什么？哪一种便于便于程序浮动程序浮动，哪一种

268、最适合处理，哪一种最适合处理数组数组问题？问题？ （7）如何修改指令格式，使指令的寻址）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到范围可扩大到4M？ （8）为使一条转移指令能转移到主存的）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置任一位置，可采取什么措施？简要说明之。，可采取什么措施？简要说明之。 解：解： （1）单字长一地址指令）单字长一地址指令格式格式： 7 3 6 OP M A OP M A 各字段的作用：各字段的作用：各字段的作用：各字段的作用： OPOP操作码操作码操作码操作码字段，提供至少字段，提供至少字段，提供至少字段，提供至少108108种指令操作码；种指令操作码；种指令操作码；种

269、指令操作码； MM寻址方式码寻址方式码寻址方式码寻址方式码字段，指出字段，指出字段，指出字段，指出6 6种种种种寻址方式；寻址方式；寻址方式；寻址方式； AA形式地址形式地址形式地址形式地址字段，给出寻址所字段，给出寻址所字段，给出寻址所字段，给出寻址所需的形式地址。需的形式地址。需的形式地址。需的形式地址。 （2）A为为6位，该指令直接寻址的最大范位，该指令直接寻址的最大范围为围为26=64字字； （3）一次间址的寻址范围为）一次间址的寻址范围为216=64K字字； 多次间址的寻址范围为多次间址的寻址范围为215=32K字；字； （4）立即数的范围：若采用补码表示为）立即数的范围：若采用补码

270、表示为1FH20H；十进制表示为；十进制表示为31 -32；无符号数；无符号数为为063； （5）相对寻址的位移量范围在采用补码相对寻址的位移量范围在采用补码表示时同立即数范围，为表示时同立即数范围，为31 -32； （6）六种寻址方式中，）六种寻址方式中，立即寻址立即寻址指令指令执行时间最短，因为此时不需寻址；执行时间最短，因为此时不需寻址； 间接寻址间接寻址指令执行时间最长，因为寻址指令执行时间最长，因为寻址操作需访存一次到多次；操作需访存一次到多次； 相对寻址相对寻址便于程序浮动，因为此时操作便于程序浮动，因为此时操作数位置可随程序存储区的变动而改变，总是数位置可随程序存储区的变动而改变

271、，总是相对于程序一段距离；相对于程序一段距离； 变址寻址变址寻址最适合处理数组问题，因为此最适合处理数组问题，因为此时变址值可时变址值可自动修改而不需要修改程序。自动修改而不需要修改程序。 （7）为使指令寻址范围可）为使指令寻址范围可扩大到扩大到4M，需要有效地址，需要有效地址22位，位，此时可将单字长一地址指令的格此时可将单字长一地址指令的格式改为式改为双字长双字长，如下图示：，如下图示： 7 3 6 OP M A OP M AA A 16 16 图中，指令的第一字图中，指令的第一字图中，指令的第一字图中，指令的第一字保持保持保持保持原来格原来格原来格原来格式不变，形式地址式不变，形式地址式

272、不变，形式地址式不变，形式地址A A扩展扩展扩展扩展到第到第到第到第2 2个字。个字。个字。个字。这样，直接寻址时，这样，直接寻址时，这样，直接寻址时，这样，直接寻址时，EA=A=16+6=EA=A=16+6=2222位位位位，正好可访问，正好可访问，正好可访问，正好可访问4M4M地址空间。由于地址空间。由于地址空间。由于地址空间。由于A A的扩展，变址、基址、相对、立即数的扩展，变址、基址、相对、立即数的扩展，变址、基址、相对、立即数的扩展，变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到等寻址方式也扩展到等寻址方式也扩展到等寻址方式也扩展到2222位。位。位。位。 （8）如使一条转移指令能转移到

273、主存的如使一条转移指令能转移到主存的任一位置任一位置，可采用上述双字长一地址指令，通，可采用上述双字长一地址指令，通过过选用合适的选用合适的寻址方式完成。寻址方式完成。（如选用直接寻（如选用直接寻址就可转移到主存址就可转移到主存任一位置任一位置，但选用相对寻址，但选用相对寻址则只能在则只能在2M范围内转移。）范围内转移。） 除此之外，（除此之外，（7）、（）、（8）两题也可通过）两题也可通过段寻址方式段寻址方式达到扩大寻址空间的目的（达到扩大寻址空间的目的（此时不此时不需修改指令格式需修改指令格式）。总之，不论采取何种方式，）。总之，不论采取何种方式，最终得到的最终得到的实际地址实际地址应是应

274、是22位位。方案二：方案二： （7）如果仍采用单字长指令（）如果仍采用单字长指令（16位）格式，位）格式，为使指令寻址范围扩大到为使指令寻址范围扩大到4M，可通过，可通过段寻址段寻址方方案实现。安排如下：案实现。安排如下： 硬件设硬件设段寄存器段寄存器DS（16位），用来存放位），用来存放段段地址地址。在完成指令寻址方式所规定的寻址操作。在完成指令寻址方式所规定的寻址操作后，得有效地址后，得有效地址EA（16位），再由硬件位），再由硬件自动自动完完成段寻址，最后得成段寻址，最后得22位物理地址位物理地址。 物理地址物理地址=（DS） 26 + EA 注：注：段寻址方式由硬件隐含实现。在编程段寻

275、址方式由硬件隐含实现。在编程指定的寻址过程完成、指定的寻址过程完成、EA产生之后由硬件自动产生之后由硬件自动完成，对用户是透明的。完成，对用户是透明的。方案三：方案三： （7）在采用单字长指令（）在采用单字长指令（16位）格式时，位）格式时，还还可通过可通过页面寻址页面寻址方案使指令寻址范围扩大到方案使指令寻址范围扩大到4M。安排如下：。安排如下： 硬件设硬件设页面寄存器页面寄存器PR（16位），用来存放位），用来存放页面地址页面地址。指令寻址方式中增设页面寻址。当。指令寻址方式中增设页面寻址。当需要使指令寻址范围扩大到需要使指令寻址范围扩大到4M时，编程选择时，编程选择页页面寻址面寻址方式，

276、则：方式，则： EA =（PR）A（有效地址（有效地址=页面地址页面地址“拼接拼接”6位形式地址）位形式地址） 这样得到这样得到22位有效地址。位有效地址。 通过基址寻址与段寻址获得实际地址的区通过基址寻址与段寻址获得实际地址的区别：别： 1）基址寻址的基地址一般比较长（）基址寻址的基地址一般比较长（ 存储存储器地址位数），位移量比较短（器地址位数），位移量比较短（=形式地址位数）形式地址位数），相加后得到的有效地址长度，相加后得到的有效地址长度=基地址长度。此基地址长度。此时主存不分段。时主存不分段。 实际地址实际地址=有效地址有效地址=基地址基地址+位移量位移量 段寻址是基址寻址的一种变种

277、，当基地址段寻址是基址寻址的一种变种，当基地址短于存储地址时，基址寻址就变成了段寻址，短于存储地址时，基址寻址就变成了段寻址，基地址就叫做段地址，此时主存分段。基地址就叫做段地址，此时主存分段。 实际地址实际地址=段地址段地址 偏移量偏移量+段内位移量（有效段内位移量（有效地址）地址） 2）基址寻址一般在）基址寻址一般在机器字长机器字长 存储地址长度存储地址长度的机器中，可直接通的机器中，可直接通过寻址计算获得实际地址。过寻址计算获得实际地址。 在在机器字长机器字长 存储地址长度存储地址长度的的机器中，由于机器中，由于CPU内部数据通路的内部数据通路的限制，编程指定的任何一种寻址计限制，编程指

278、定的任何一种寻址计算得到的算得到的有效地址长度都等于机器有效地址长度都等于机器字长字长，为获得更长的地址字，硬件，为获得更长的地址字，硬件自动通过段寻址自动通过段寻址计算出存储器实际计算出存储器实际地址。此时除地址。此时除ALU之外，硬件还要之外，硬件还要增设专用的增设专用的地址加法器地址加法器。 相关问题：相关问题： * * 一般：机器字长一般：机器字长= =存储字长；存储字长； * * CPUCPU中所有寄存器（包括基址寄中所有寄存器（包括基址寄存器）的位数存器）的位数= =机器字长；机器字长； * * 通常：通常：指令字长不一定等于机器字长。指令字长不一定等于机器字长。早期早期的小型机由

279、于字长较短，指令常以机器字长为单的小型机由于字长较短，指令常以机器字长为单位变化（几字长指令，如位变化（几字长指令，如PDP-11PDP-11机），目前以字机），目前以字节长为单位变化（几字节指令）的较多。节长为单位变化（几字节指令）的较多。习题中习题中指令字长指令字长= =机器字长的假设只是为简单起见；机器字长的假设只是为简单起见； * * 当设当设指令字长指令字长= =存储字长（存储字长（= =机器字长）机器字长）时，时，如用如用立即寻址立即寻址，由于立即数由形式地址直接给出，由于立即数由形式地址直接给出，而形式地址的位数肯定不足一个字长，因此而形式地址的位数肯定不足一个字长，因此立即立即

280、寻址非常适用于编程给出短常数寻址非常适用于编程给出短常数的场合。的场合。 提示：提示：寻址方式的正确选择与编程技巧有关。寻址方式的正确选择与编程技巧有关。 17. 举例举例说明哪几种寻址方式在指令的执说明哪几种寻址方式在指令的执行阶段行阶段不访问不访问存储器？哪几种寻址方式在指令存储器？哪几种寻址方式在指令的执行阶段只需的执行阶段只需访问一次访问一次存储器？完成什么样存储器？完成什么样的指令，包括取指令在内共的指令，包括取指令在内共访问访问存储器存储器4次次？ 解：举例如下：解：举例如下： 1）一地址指令在执行阶段不访存的寻址）一地址指令在执行阶段不访存的寻址方式有：方式有：寄存器寻址寄存器寻

281、址、立即寻址。立即寻址。 2）一地址指令在执行阶段只访存一次的）一地址指令在执行阶段只访存一次的寻址方式有：寻址方式有：寄存器间接寻址、寄存器间接寻址、直接寻址、基直接寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址、址寻址、变址寻址、相对寻址、页面寻址。页面寻址。 3）包括取指在内共访存四次的指）包括取指在内共访存四次的指令有：令有：二重间址的一地址指令二重间址的一地址指令；一重一重间址的二地址指令间址的二地址指令，当另一操作数采，当另一操作数采用直接、基址、变址、相对、页面、用直接、基址、变址、相对、页面、寄存器间接寻址时。寄存器间接寻址时。 19. CPU内有内有32个个32位位的通用寄存器，设的通用

282、寄存器，设计一种能容纳计一种能容纳64种操作种操作的指令系统。假设指令的指令系统。假设指令字长字长等于等于机器字长，试回答以下问题。机器字长，试回答以下问题。 （1）如果主存可）如果主存可直接或间接直接或间接寻址，采用寻址，采用“寄存器寄存器存储器存储器”型指令，能型指令，能直接寻址直接寻址的的最最大大存储空间是多少？画出存储空间是多少？画出指令格式指令格式并说明各字并说明各字段的含义。段的含义。 （2）在满足（）在满足（1）的前提下，如果采用）的前提下，如果采用通通用寄存器作基址寄存器，用寄存器作基址寄存器，则上述则上述“寄存器寄存器存存储器储器”型指令的指令格式有何特点？画出指令型指令的指

283、令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间？格式并指出这类指令可访问多大的存储空间？ 解：解： （1）如采用）如采用RS型型指令，则指令，则此指令一定是此指令一定是二地址二地址以上的地址以上的地址格式，指令格式如下：格式，指令格式如下： 6 5 1 20 OP R OP Ri i I A I A 操作码操作码操作码操作码 寄存器号寄存器号寄存器号寄存器号 间接间接间接间接 形式地址形式地址形式地址形式地址 标志标志标志标志 直接寻址的最大空间直接寻址的最大空间直接寻址的最大空间直接寻址的最大空间=2=22020=1M=1M字字字字 此指令格式的设计有较大的发挥此指令格式的设

284、计有较大的发挥此指令格式的设计有较大的发挥此指令格式的设计有较大的发挥余地，为简化设计，在此采用余地，为简化设计，在此采用余地，为简化设计，在此采用余地，为简化设计，在此采用紧贴题紧贴题紧贴题紧贴题意意意意的答题方式，即只按题意要求的因的答题方式，即只按题意要求的因的答题方式，即只按题意要求的因的答题方式，即只按题意要求的因素设计，不考虑扩展因素。素设计，不考虑扩展因素。素设计，不考虑扩展因素。素设计，不考虑扩展因素。 （2）如采用基址寻址，则）如采用基址寻址，则指令格式中应给出指令格式中应给出基址寄存器号基址寄存器号，以指定哪一个通用寄存器用作基以指定哪一个通用寄存器用作基址寄存器。指令格式

285、变为：址寄存器。指令格式变为： 6 5 1 1 5 14 OP ROP Ri i I B BR I B BRi i A A 其中：其中：其中：其中：B B可省（可省（可省（可省（B B为基址寻址标志），为基址寻址标志），为基址寻址标志），为基址寻址标志），BRiBRi为基址寄存器号。基址寻址时：为基址寄存器号。基址寻址时：为基址寄存器号。基址寻址时：为基址寄存器号。基址寻址时： 寻址的最大空间寻址的最大空间寻址的最大空间寻址的最大空间=2=23232=4G=4G字字字字 其寻址范围仅与基址位数有关，与其寻址范围仅与基址位数有关，与其寻址范围仅与基址位数有关，与其寻址范围仅与基址位数有关，与形式

286、地址位数无关。形式地址位数无关。形式地址位数无关。形式地址位数无关。CPU的结构和功能的结构和功能第第 八八 章章 2. 什么是什么是指令周期指令周期？指令周期是否有一个？指令周期是否有一个固定值固定值？为什么？为什么？ 解：指令周期是指一条指令从解：指令周期是指一条指令从开始取指令开始取指令直到指令执行完直到指令执行完这段时间。这段时间。 由于计算机中各种指令执行所需的时间差由于计算机中各种指令执行所需的时间差异很大，因此异很大，因此为了提高为了提高CPU运行效率运行效率，即使在，即使在同同步控制步控制的机器中，不同指令的指令周期长度都是的机器中，不同指令的指令周期长度都是不一致不一致的，也

287、就是说指令周期对于不同的指令来的，也就是说指令周期对于不同的指令来说说不是一个固定值不是一个固定值。 讨论：讨论：指令周期长度不一致的指令周期长度不一致的根本原因根本原因在在于设计者，为了提高于设计者，为了提高CPU运行效率而这样安排的运行效率而这样安排的，与，与指令功能不同指令功能不同及及指令实际执行时间不同指令实际执行时间不同没有没有什么必然关系什么必然关系。1313 4. 设设CPU内有下列部件：内有下列部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和和CU，要求：要求： （1）画出完成间接寻址的取数指令）画出完成间接寻址的取数指令LDAX（将主存某地址单元（将主存某地址单元X的内容取至的

288、内容取至AC中）的数据流（从取指令开始）。中）的数据流（从取指令开始）。 （2）画出）画出中断周期中断周期的数据流。的数据流。 解：解：CPU中的数据流向与所采用的数据中的数据流向与所采用的数据通路结构直接相关，通路结构直接相关，不同的数据通路中的数不同的数据通路中的数据流是不一样的。据流是不一样的。常用的数据通路结构方式常用的数据通路结构方式有直接连线、单总线、双总线、三总线等形有直接连线、单总线、双总线、三总线等形式，目前大多采用式，目前大多采用总线结构总线结构，直接连线方式，直接连线方式仅适用于结构特别简单的机器中。仅适用于结构特别简单的机器中。R/-WR/-W 为简单起见，本题采用为简

289、单起见，本题采用单总线单总线将题意所给将题意所给部件连接起来，框图如下：部件连接起来，框图如下：中中中中断断断断系系系系统统统统P PC CMMA AR RMMD DR RS SP PA AC CZ ZCUCUI IR RMMA AL LU U单总线（单总线（单总线（单总线（BUSBUS） 微命令序列微命令序列微命令序列微命令序列 （1）假设为）假设为一重间址一重间址，在上述数据通路中，完，在上述数据通路中，完成间接寻址的取数指令成间接寻址的取数指令LDAX的数据流如下页：的数据流如下页：LDAX指令周期流程图：指令周期流程图： 说说 明明 送指令地址送指令地址CU向存储器发读令向存储器发读令

290、（读出指令读出指令）指向下一指令地址指向下一指令地址取出指令取出指令指令译码指令译码OP=OP=？PCBUS MAR存储器读（存储器读（CU(R) M）PC+1 PCMDR MDR BUS BUS IRIR LDALDA LDA IRIR（X X）MARMAR存储器读（存储器读（存储器读（存储器读（CU(R) CU(R) MM）MDR BUS BUS ACACMDR BUS BUS MARMAR存储器读（存储器读（存储器读（存储器读（CU(R) CU(R) MM）=1?=1? Y Y（间址）（间址）（间址）（间址） N N 说说 明明形式地址形式地址形式地址形式地址X X送送送送MARMAR间

291、接标志判断，间接标志判断，间接标志判断，间接标志判断，本题为本题为本题为本题为=1=1CUCU发读令发读令发读令发读令( (读读读读EAEA) )有效地址送有效地址送有效地址送有效地址送MARMAR CUCU发读令发读令发读令发读令( (读数据读数据读数据读数据) )数据放入数据放入数据放入数据放入ACAC指令末的公操作指令末的公操作指令末的公操作指令末的公操作直直直直接接接接寻寻寻寻址址址址（2）中断周期流程图如下：）中断周期流程图如下： 说说 明明 关中断（关中断（关中断（关中断（0 0EINTEINT）SPSPBUSBUSMARMARSP+1SP+1SPSPPCPCBUSBUSMDRMD

292、R存储器写（存储器写（存储器写（存储器写（CU(-W)CU(-W)MM） A A堆栈栈顶地址送堆栈栈顶地址送MAR修改堆栈指针修改堆栈指针断点送内存断点送内存进栈进栈 A 说说 明明SPSPBUSBUSMARMAR SP+1SP+1SPSP向量地址向量地址向量地址向量地址BUSBUSPCPCPSWPSWMDRMDR存储器写（存储器写（存储器写（存储器写（CU(-W)CU(-W)MM） ENDEND栈顶地址送栈顶地址送MAR修改栈指针修改栈指针程序状态字送内存程序状态字送内存进栈进栈转中断服务程序入口转中断服务程序入口中断周期结束中断周期结束 讨论：讨论：解这道题有解这道题有两个要素两个要素，首

293、先要根，首先要根据所给部件据所给部件设计好数据通路设计好数据通路，既确定信息流，既确定信息流动的动的载体载体。其次选择好。其次选择好描述描述数据流的方法，数据流的方法，无论采用什么样的表达方式，其无论采用什么样的表达方式，其关键关键都要能都要能清楚地反映数据在通路上清楚地反映数据在通路上流动的顺序流动的顺序，既强，既强调一个调一个“流流”字。较好的表达方式是字。较好的表达方式是流程图流程图的形式。的形式。 5、中断周期前中断周期前是什么阶段？是什么阶段？中断周期中断周期后后又是什么阶段？在又是什么阶段？在中断周期中断周期CPU应完成应完成什么操作？什么操作？ 答：从答：从CPU机器周期的机器周

294、期的时序时序层次来看，层次来看，中断周期前中断周期前是指令的是指令的执行执行阶段。阶段。中断周期中断周期后后是是取指令取指令阶段。在阶段。在中断周期中断周期CPU应完成应完成关中断关中断、保存断点保存断点和和转中断服务程序入口转中断服务程序入口三个操作。三个操作。 16. 计算机为了计算机为了管理中断管理中断，在硬件上通常有哪些，在硬件上通常有哪些设置设置？各有何？各有何作用作用？对？对指令系统指令系统有何考虑？有何考虑？ 解：计算机为了管理中断，在硬件上设有专门解：计算机为了管理中断，在硬件上设有专门处理中断的机构处理中断的机构中断系统中断系统。它通常。它通常包括包括：中断请：中断请求寄存器

295、、中断优先级排队器、向量编码器、中断允求寄存器、中断优先级排队器、向量编码器、中断允许触发器（许触发器（EINT）、中断标记触发器（）、中断标记触发器（INT）、中断）、中断屏蔽触发器（寄存器）等。功能如下：屏蔽触发器（寄存器）等。功能如下： 中断请求寄存器中断请求寄存器对中断源发来的一过性中对中断源发来的一过性中断请求信号进行断请求信号进行登记登记； 中断优先级排队器中断优先级排队器对同时提出的多个中断对同时提出的多个中断请求信号进行请求信号进行裁决裁决，选出一个最紧迫的进行响应；，选出一个最紧迫的进行响应； 向量编码器向量编码器向量中断时，用来产生向量中断时，用来产生向向量地址量地址； 中

296、断允许触发器中断允许触发器（EINT）CPU中的中的中断总开关中断总开关，完成开、关中断状态的设置；，完成开、关中断状态的设置； 中断标记触发器中断标记触发器（INT）用来建立用来建立中中断周期状态断周期状态。INT=1，表示进入中断周期，即，表示进入中断周期，即开始执行中断隐指令；开始执行中断隐指令； 中断屏蔽触发器中断屏蔽触发器对于可屏蔽的中断源对于可屏蔽的中断源进行开、关中断操作，可视为各中断源的进行开、关中断操作，可视为各中断源的中断中断分开关分开关； 采用程序中断技术时，指令系统中往往有采用程序中断技术时，指令系统中往往有相关指令支持。常见的指令有：相关指令支持。常见的指令有：开中断

297、、关中开中断、关中断、中断返回断、中断返回等。等。 17. 在中断系统中，在中断系统中，INTR、INT、EINT这三个触这三个触发器各有何作用？发器各有何作用？ 解：解：INTR中断请求触发器，中断请求触发器，用来用来登记登记中断源中断源发出的随机性中断请求信号，以便为发出的随机性中断请求信号，以便为CPU查询中断及查询中断及中断排队判优线路提供中断排队判优线路提供稳定的稳定的中断请求信号；中断请求信号； EINT中断允许触发器，中断允许触发器，CPU中的中的中断总开关中断总开关。当当EINT=1时，表示允许中断（开中断），当时，表示允许中断（开中断），当EINT=0时，时，表示禁止中断（关

298、中断）。其状态可由开、关中断等表示禁止中断（关中断）。其状态可由开、关中断等指令设置；指令设置； INT中断标记触发器，中断标记触发器，控制器控制器时序系统时序系统中周期中周期状态分配电路的一部分，表示状态分配电路的一部分，表示中断周期标记中断周期标记。当。当INT=1时，进入中断周期，执行时，进入中断周期，执行中断隐指令中断隐指令的操作。的操作。讨论：讨论： 回答时首先应给出该触发器的回答时首先应给出该触发器的中文名中文名称称，然后说明其，然后说明其主要作用主要作用。 当进入中断周期时，当进入中断周期时，INT=1；（INT=1时，进入中断周期）时，进入中断周期） INT与与EINT配合使用

299、以实现关中断功能，配合使用以实现关中断功能，即即INT=1，反相后使，反相后使EINT=0；（关中断并不是（关中断并不是INT的主要功能，进入中断的主要功能，进入中断周期后要执行周期后要执行中断隐指令的全部三个功能中断隐指令的全部三个功能） INT表示自愿中断，完成系统调用；表示自愿中断，完成系统调用；（尽管（尽管INT触发器的英文缩写与触发器的英文缩写与INT指令助指令助记符完全相同，但它们一个是记符完全相同，但它们一个是硬件设置硬件设置，一，一个是个是软中断指令软中断指令，其作用完全不同），其作用完全不同） INT标记目前是否正在运行中断程序；标记目前是否正在运行中断程序；（INT标记在运

300、行中断程序时已不存在）标记在运行中断程序时已不存在） INTINT表示处于中断状态中；表示处于中断状态中；（INTINT并不是在整个中断过程中都存在）并不是在整个中断过程中都存在） INTINT判断中断过程中是否接受其它中断请求，判断中断过程中是否接受其它中断请求，INT=0INT=0时，开中断，允许中断嵌套；时，开中断，允许中断嵌套；（INTINT标记与中断嵌套技术没有任何关系。它不标记与中断嵌套技术没有任何关系。它不能表示出中断过程中是否接受其它中断请求，能表示出中断过程中是否接受其它中断请求，INT=0INT=0也不表示开中断）也不表示开中断） EINTEINT判断判断CPUCPU是否响

301、应中断请求；是否响应中断请求；（CPUCPU根据根据EINTEINT状态决定是否响应中断请求）状态决定是否响应中断请求） 当当CPUCPU响应中断时，响应中断时，EINTEINT置置1 1；（当（当EINT=1EINT=1时，允许时，允许CPUCPU响应中断）响应中断） EINTEINT确保确保CPUCPU响应中断后，不受新的中断干响应中断后，不受新的中断干扰；扰；（CPUCPU响应中断在先，进入中断周期后才使响应中断在先，进入中断周期后才使EINT=0EINT=0，仅在单重中断时，整个中断过程保持，仅在单重中断时，整个中断过程保持EINT=0EINT=0，不接受新的中断请求），不接受新的中断

302、请求） EINTEINT表示中断隐指令，表示中断隐指令，INTINT起关中断作用；起关中断作用；（把（把EINTEINT和和INTINT的作用搞反了）的作用搞反了） INTR=1INTR=1，判断哪个中断源有请求；，判断哪个中断源有请求；（INTRINTR对中断源的请求进行登记，当对中断源的请求进行登记，当INTR=1INTR=1时，时，表示有请求）表示有请求） 24. 现有现有A、B、C、D四个中断源，其优四个中断源，其优先级由高向低按先级由高向低按ABCD顺序排列。若中顺序排列。若中断服务程序的执行时间为断服务程序的执行时间为20s，请根据下图所，请根据下图所示时间轴给出的中断源请求中断的

303、时刻，画出示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。执行程序的轨迹。 解：解： CPU执行程序的轨迹图如下：执行程序的轨迹图如下： A A服务服务服务服务 B B服务服务服务服务 C C服务服务服务服务 D D服务服务服务服务现行程序现行程序现行程序现行程序 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150100 110 120 130 140 150 t( t(s)s) B B与与C C请求求 D D请求求 B B请求求 A A请求求 这是一个多重中断的程序运

304、行是一个多重中断的程序运行轨迹，迹，图中忽略了中忽略了中断响中断响应时间。 25. 设某机有设某机有五个五个中断源中断源L0、L1、L2、 L3、L4，按中断响应的优先次序，按中断响应的优先次序由高向低排序由高向低排序为为L0L1 L2 L3 L4，现要求中断处理次序改，现要求中断处理次序改为为L1L4 L2 L0 L3，根据下面的格式，写，根据下面的格式，写出各中断源的出各中断源的屏蔽字屏蔽字。 解：各中断源屏蔽状态见下表：解：各中断源屏蔽状态见下表： 中中中中 断断断断 源源源源 屏屏屏屏 蔽蔽蔽蔽 字字字字 0 1 2 3 40 1 2 3 4 L L0 0 L L1 1 L L2 2

305、L L3 3 L L4 4 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 01 0 1 1 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 表中：设屏蔽位表中：设屏蔽位=1表示表示屏蔽屏蔽，屏蔽位，屏蔽位=0表示中表示中断断开放开放。 为了使所有中断都能得到及时响应，现行程序的为了使所有中断都能得到及时响应，现行程序的中断屏蔽字一般设为中断屏蔽字一般设为全开放全开放（全全0）状态。）状态。 讨论：讨论：按照修改过的优先次序，当按照修改过的优先次序，当五个中断请求五个中断请求信号同时到来信号同时到来时，时，CPU中

306、断处理过程如下图：中断处理过程如下图： 图中括号内为各程序的屏蔽码。图中括号内为各程序的屏蔽码。 注意：注意：中断屏蔽码的判优作用体现在对低级中断中断屏蔽码的判优作用体现在对低级中断请求的请求的屏蔽屏蔽上，对于多个同时到来的高级中断请求信上，对于多个同时到来的高级中断请求信号之间则号之间则只有开放只有开放作用，作用，没有判优没有判优作用。此时还需依作用。此时还需依赖赖硬件排队线路硬件排队线路完成进一步的判优。完成进一步的判优。现行程序现行程序（00000）五级中断请求同时到来。五级中断请求同时到来。L L0 0中断服务（中断服务（中断服务（中断服务（1001010010）保存现场保存现场保存现

307、场保存现场 开中断开中断开中断开中断L L1 1中断服务（中断服务（中断服务（中断服务（1111111111）执行一条指令执行一条指令执行一条指令执行一条指令中断返回中断返回中断返回中断返回L L2 2中断服务（中断服务（中断服务（中断服务（1011010110）中断返回中断返回中断返回中断返回L L4 4中断服务中断服务中断服务中断服务 （1011110111）中断返回中断返回中断返回中断返回关中断关中断关中断关中断恢复现场恢复现场恢复现场恢复现场执行一执行一执行一执行一条指令条指令条指令条指令 L L3 3中断服务中断服务中断服务中断服务（0001000010）中断返回中断返回中断返回中断

308、返回中断返回中断返回中断返回中断返回中断处理过程示意图中断处理过程示意图中断处理过程示意图中断处理过程示意图（画法二：时空图表示）（画法二：时空图表示）（画法二：时空图表示）（画法二：时空图表示） L L4 4服务服务服务服务 L L3 3服务服务服务服务 L L2 2服务服务服务服务 L L1 1服务服务服务服务 L L0 0服务服务服务服务现行程序现行程序现行程序现行程序 L L0 0 、 L L1 1 、 L L2 2 、 L L3 3 、 L L4 4 同时同时同时同时请求请求请求请求t t程序程序程序程序 26. 设某机配有设某机配有A、B、C三台设三台设备，其优先级按备，其优先级按

309、ABC降序排列，降序排列，为改变中断处理次序，它们的中断屏为改变中断处理次序，它们的中断屏蔽字设置如下：蔽字设置如下： 设备设备 屏蔽字屏蔽字 A 1 1 1 B 0 1 0 C 0 1 1 请按下图所示请按下图所示时间轴时间轴给出的设备给出的设备请求中断的时刻，画出请求中断的时刻，画出CPU执行程序执行程序的的轨迹轨迹。设。设A、B、C中断服务程序的中断服务程序的执行时间均为执行时间均为20 s。解：解： CPU执行程序的轨迹图如下：执行程序的轨迹图如下： 主要主要主要主要注意注意注意注意问题：问题：问题：问题：1 1）轨迹的）轨迹的）轨迹的）轨迹的连续性连续性连续性连续性；2 2）程序的转

310、出、）程序的转出、）程序的转出、）程序的转出、返回轨迹及时刻；返回轨迹及时刻；返回轨迹及时刻；返回轨迹及时刻； 3 3）现行程序在坐标系中的位置。）现行程序在坐标系中的位置。）现行程序在坐标系中的位置。）现行程序在坐标系中的位置。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t(0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t(s)s) A A请求求 B B请求求 C C请求求 这是一个多重中断的程序运行是一个多重中断的程序运行轨迹，迹，图中忽略了中忽略了中断响中断响应时间。 A A服务服务服务服务 B B服务服务服务服务 C C服务服务服务服务现行程序现行程序现行程

311、序现行程序讨论：讨论：当从当从B B中断转到中断转到C C中断时，中断时，不返回不返回现行程现行程序，下述程序运行轨迹是序，下述程序运行轨迹是错误错误的：的： A A服务服务 B B服务服务 C C服务服务现行程序现行程序 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t(0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t(s)s) A A请求请求 B B请求请求 C C请求请求 注意注意现行程序的运行轨迹在现行程序的运行轨迹在横坐标横坐标上，即此程序上，即此程序运行轨迹是相对于现行程序而言的。运行轨迹是相对于现行程序而言的。 27. 设某机有设某机有3个中断源，其个中断

312、源，其优先级按优先级按123降序排列。假降序排列。假设中断中断处理理时间均均为，在下图所示，在下图所示的时间内共发生的时间内共发生5次中断请求，图次中断请求，图中中表示表示1级中断源发出中断请求级中断源发出中断请求信号，其余类推，画出信号，其余类推，画出CPU执行程执行程序的轨迹。序的轨迹。 解：解： CPU执行程序的轨迹图执行程序的轨迹图见下页：见下页：CPU执行程序的轨迹图执行程序的轨迹图 1 1服务服务服务服务 2 2服务服务服务服务 3 3服务服务服务服务现行程序现行程序现行程序现行程序 0 0 2 3 4 5 6 t t 程序程序程序程序 28. 设某机有设某机有4个中断源个中断源1

313、、2、3、4，其，其响应优先级按响应优先级按1234降序排列，降序排列，现要求要求将中断将中断处理次序改理次序改为4132。根据下。根据下图给出的出的4个中断源的个中断源的请求求时刻，画出刻，画出CPU执行程序的行程序的轨迹。迹。设每个中断源的中断服每个中断源的中断服务程程序序时间均均为20s。 解：解： CPU执行程序的行程序的轨迹迹图见下下页：CPU执行程序的行程序的轨迹迹图： 1 1服务服务服务服务 2 2服务服务服务服务 3 3服务服务服务服务 4 4服务服务服务服务现行程序现行程序现行程序现行程序 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 t( t(s)s) 程序程序程序程序