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1、44通道（通道（CHCH）一、CH的基本工作原理 CH执行CH程序的过程 CH的任务二、CH流量计算和时空图绘制 CH的类型 CH流量计算 字节多路CH响应处理时空图的绘制1 1）计算每个子）计算每个子CHCH提供一个字节时间（提供一个字节时间（1/f1/f）2 2）画出一个完整申请周期时空图画出一个完整申请周期时空图3 3）计算字节多路）计算字节多路CHCH对每个字节响应的最长用时对每个字节响应的最长用时第一章参考答案：第一章参考答案：1应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 机器语言级 微程序语言级。2 从上而下 从下到上 专用机 通用机3 软、硬件交界面 计算机系统的性能/价格比
2、4 1 TFLOPS的 计 算 能 力 1 TByte的 主 存 容 量 1 TBytes 的IO带宽5 虚拟机 实际机器6 统一高级语言 模拟 仿真 系列机7 控制流 数据流 SISD SIMD MISD MIMD8 汇编语言程序员9 任务单一化 操作重叠化 吞吐匹配化 程序多道化10.D 11.C 12.D 13.A 14.B 15.A 16.B 17. L0（微程序）级 L5（应用语言）级18. 非用户片（通用片） 现场片 用户片（全用户片） 19. 答： 1) 在现有器件的条件下，系统要有较高的性能价格比； 2) 不要不合理地限制各种组成、实现技术的采用； 3) 硬件的设计要考虑如何为
3、软件提供更好的支持。20.答： 软件和硬件在逻辑功能上是等效的，但是，在性能、价格、实现的难易程度上却是各不相同的，硬件执行速度快，软件灵活性好。即软件和硬件在物理意义上是不等效的。第二章参考答案：第二章参考答案：1标志符 描述符2基地址 向量长度 位移量 起始地址 有效向量长度3数的个数 数的范围 精度 稀密度4A 5. B 6. D7指尾数右移过程中丢掉的溢出位8查表舍入法、 舍入法 恒置1法 截断法 9指令使用频度不同时 采用不等长编码10D 11. D12寄存器 堆栈 主存13程序员编程用的地址 物理14逻辑 物理 动态再定位152FFF16A 17.D 18. D 19. A 20.
4、 C1.解：1）两级描述符：或：2）三级描述符2. 2. 解：解：1 1）规格化浮点数表：）规格化浮点数表：r rm m=2=2时，时， P=3 P=3 ，m=3 m=3 正尾数、规格化、非负阶时正尾数、规格化、非负阶时共有共有3232个规格化浮点数个规格化浮点数m p0000010100111001011101111004/84/44/2481632641015/85/45/25102040801106/86/46/26122448961117/87/47/27142856112rm=8时，共有时，共有56个规格化浮点数个规格化浮点数mp000001010011100101110111001
5、1/8181*821*831*841*851*860102/82162*822*832*842*852*860113/83243*823*833*843*853*861004/84324*824*834*844*854*861015/85405*825*835*845*855*861106/86486*826*836*846*856*861117/87567*827*837*847*857*862 2）规格化浮点数表：）规格化浮点数表：r rm m=2=2时，规格化浮点数共有时，规格化浮点数共有4*8=324*8=32个个r rm m=8=8时时，规规格格化化浮浮点点数数共共有有7*8=567
6、*8=56个个，在在0.50.5，112112中中，有数有数1919个（上表中红的数字表示）。个（上表中红的数字表示）。rm规格化浮点数个数规格化浮点数个数数的表示范围数的表示范围e2320.511218560.12518350080.63题:（A+B）*（C-D）+（E/F）-（G+H)*I解：1）数学表达式的树结构2）逆波兰表达式AB+CD-*EF/+GH+I*-4题解：1）画HuffmanA方案的树结构2 2）分别写出等长法、）分别写出等长法、H-AH-A、扩展法编码扩展法编码 方案：方案：IiPi等长法等长法H-A扩展法扩展法OPliOPliOPliI1I2I3I4I5I6I7I8I9
7、I10I11I12I13I140.150.150.140.130.120.110.040.040.030.030.020.020.010.010000000100100011010001010110011110001001101010111100110140101101110111101111101111110111111101111111101111111110111111111101111111111101111111111110111111111111112345678910111213130000010100111001011100011001110101101111100111011
8、11101111135信息等效信息等效平均码长平均码长44.543.4L3）扩展码时扩展码时L最小，即最小，即L扩展扩展=3.444.54选用扩展法选用扩展法0.150.150.140.130.120.110.040.040.030.030.020.020.010.011101111011000110010000000101001010100100001011101011000101111L=.8*3+.08*4+.08*5+.02*6+.02*7=2.4+.72+.26=3.385.解：解：1）4444三地址指令三地址指令12条条两地址指令两地址指令62条条单地址指令单地址指令31条条零地址
9、指令零地址指令32条条(24-12）24-62)24-31)24=1632不能满足不能满足32条零地址指令的要求，为保证条零地址指令的要求，为保证32条零地址指令可条零地址指令可减少一条单地址指令。即减少一条单地址指令。即(24-12）24-62)24-30)24=322）12条三地址指令条三地址指令0000 A1A2A31011OPA1A2A3OPA1A2OPOPA162条两地址指令00001100111100001110A1A2111100001111110130条单地址指令00001111111011110000A111111111110132条零地址指令1111111111100000
10、1111111111111111第三章参考答案：第三章参考答案：1.采用何种方法以获取总线的使用权分布式集中式2.串行链接独立请求定时查询串行链接与独立请求相结合独立请求串行链接3.专用非专用4.B5.D6.A7.A8.D9.B10.C11.D12.C13.A14.同一时钟周期15.中断级屏蔽16.响应处理程序17.同级及更低级的其它18.片总线 内总线 系统总线 外总线19.物理特性功能特性电气特性时间特性20.低单节字高定长块 优先级高的中高可变长块1.解解：（1）结构示意图（2）L= log264 =6所需独立线数：6+2=8（3）有部件请求时，请求信号送C；C收到请求后，将当前计数器的
11、计数值，通过6条代码线同时送到各部件；若与此计数值编号相同的部件已提出请求，则该部件建立忙电平，C收到忙电平后，停止向下计数，表示该部件接管总线。若与此计数值相同编号的部件未提出请求，等待一个计数脉冲周期后，计数器将进行+1计数，此时C又将下一个计数值又同时发往各部件，余类推。2.解解（1）处理顺序为）处理顺序为1-3-5-4-2（2）中断响应处理时空图）中断响应处理时空图 主程序 中断处理程序响一 二 三 四 五t嵌套中断请求嵌套返回主程序3.解：1）(1)fb= 100 + 40 + 40 + 10 + 10 = 200(KB/s) (2)106/(200103)=5s(3)Tbj=1/f
12、j第j个子CH提供一个字节的时间 计算完整申请周期：上述5个时间的最小公倍数是100s。子CH12345Tb(s)102525100100子CH543210102030405060708090100t(s) 2）计算CH系统流量f=200+680+620=1500KB/s3)存储器流量:15004=6000KB/s4）tm=106/（6000103） 0.167s例3. 若机器共有5级中断，要求其实际的中断处理次序为1-4-5-2-3。 (1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位(令“1”对应于屏蔽，“0”对应于开放)； (2)若在运行用户程序时，同时出现第4、2级中断请求，而在处理第2级中断未
13、完成时，又同时出现第1、3、5级中断请求，请画出此程序运行过程示意图。 例4. 某机器5级中断的中断处理次序为2-3-1-5-4。 (1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“1”为屏蔽。 (2)若在运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在1级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序的全过程示意图。 中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级第2级第3级第4级第5级中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级11111第2级01100第3级00100第4级01111第5级01101例3解解（1）处理顺序为）处理顺序为1
14、-4-5-2-3 （1）处理顺序为）处理顺序为1-4-5-2-3（2）中断响应处理时空图）中断响应处理时空图 主程序 中断处理程序响一 二 三 四 五t嵌套中断请求嵌套返回主程序 主程序 中断处理程序响一 二 三 四 五t嵌套中断请求嵌套返回主程序例例4 4 解解 （1 1）处理顺序为）处理顺序为 2-3-1-5-4 （2 2）中断响应处理时空图）中断响应处理时空图1分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数据。a00a01a02a03b00b01b02b03a10a11a12a13b10b11b12b13A=a20a21a22a23B=b20b21b22b23a30a31a32a33b30
15、b31b32b332分别用rm=2和8，在不包括符号位在内的p=3，m=3且非负阶、正尾数、规格化条件下1）先列出两种rm的规格化浮点数表。2）分别计算rm=2和8条件下规格化数的个数，数的表示范围及表示比e。3有数学表达式S=（A+B）*（C-D）+E/F-（G+H）*I1）画出数学表达式的树结构；2）利用后序遍历法写出其逆波兰表达式；3）在堆栈机器上写出其各步的计算过程。4经统计，某机14条指令使用频度分别为0.01，0.15，0.12，0.03，0.02，0.04，0.02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03，画HuffmanA方案的树结构，分别用等长法
16、，HA方案，扩展法进行编码，同时说明所用扩展方案的理由，并分别计算各种方案编码的平均码长。5.某机指令字长16位，每个地址字段有4位，试设计12条三地址指令，62条两地址指令和31条单地址指令和32条零地址指令，能满足上述要求吗？为什么？如果在保证32条零地址指令条件下，且无剩余指令编码，将如何调整以满足要求？并将调整后各类指令编码示意图画出。1.在采用统一计数器的集中式定时查询方式中，已知64个部件，要求完成：（1）画出结构示意图；（2）计算所需独立线数；（3）简述工作过程。3.系统有如下所示的通道及子通道流量（KB/S）：1)对字节多路通道：(1)计算通道流量；(2)计算通道为满足流量要求
17、对每个字节的申请从响应到处理完所需的最长时间；(3)画出一个完整申请周期及响应处理时空图；2)计算通道系统流量。3)若通道系统为整个存储器系统流量的1/4,求存储器流量。4)若存储器为单体字节结构，求存储器的存取周期。流量子通道12345字节多路10040401010数组多路460520680390130选择620580490520420通道例4某机器5级中断的中断处理次序为2-3-1-5-4。(1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“1”为屏蔽。(2)若在运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在1级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程
18、序的全过程示意图。中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级第2级第3级第4级第5级例5.设有五级中断，中断级屏蔽位“1”对应开放，“0”对应屏蔽，已知各中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下表所示。(1)中断处理次序是什么?(2)在执行用户程序时，如出现4、5级中断请求，在处理5级中断请求未完成时，又发生1、2、3级中断请求，请画出中断处理过程的示意图(包括将交换PSW的时间段也表示出来)。中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级00000第2级10111第3级10000第4级10101第5级101001 1分别用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数据。分别用两级描述符
19、和三级描述符描述下列阵列数据。 a00 a01 b00 b01 c00 c01 a00 a01 b00 b01 c00 c01 A= a10 a11 B= b10 b11 C= c10 c11 A= a10 a11 B= b10 b11 C= c10 c11 2 2将第二章中的第二题的将第二章中的第二题的p=3,m=3p=3,m=3改为改为p=2p=2，m=4m=4后后, ,重做该题。重做该题。3设中断级屏蔽位设中断级屏蔽位“1”1”对应于开放，对应于开放，“0”0”对应于屏蔽，中断响对应于屏蔽，中断响应先后次序为应先后次序为1-2-3-41-2-3-4，若各级中断的处理次序为，若各级中断的处
20、理次序为1-3-4-21-3-4-2。 1) 1) 设置各级中断的中断级屏蔽位。设置各级中断的中断级屏蔽位。 2) 2) 如果所有的中断处理都各需要如果所有的中断处理都各需要3 3个单位时间，当正在运行主程个单位时间，当正在运行主程序时，同时发生序时，同时发生1 1、2 2、3 3级中断请求，过级中断请求，过5 5个单位时间后，又同个单位时间后，又同时有时有1 1、4 4级中断请求，试画出中断响应处理时空图。级中断请求，试画出中断响应处理时空图。例6某机器5级中断的中断处理次序为2-1-3-5-4。(1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“1”为屏蔽。(2)若在运行用户
21、程序时，同时发生1、3级中断请求，而在1级中断服务未完成时，又发生2、4、5级中断，请画出处理机执行程序的全过程示意图。中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级第2级第3级第4级第5级解:(1)各级中断处理程序的中断级屏蔽位中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级10111第2级11111第3级10011第4级00010第5级000112）中中断断响响应应处处理理时时空空图图(中断处理次序为2-1-3-5-4) 主程序 中断处理程序响一 二 三 四 五t中断请求嵌套嵌套返回主程序例5.设有五级中断，中断级屏蔽位“1”对应开放，“0”对应屏蔽，已知各中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下表所示。(1)中断处理次序是什么?(2)在执行用户程序时，如出现4、5级中断请求，在处理5级中断请求未完成时，又发生1、2、3级中断请求，请画出中断处理过程的示意图(包括将交换PSW的时间段也表示出来)。中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级5级第1级00000第2级10111第3级10000第4级10101第5级101001)中断处理次序为中断处理次序为1-3-5-4-22）中断响应处理时空图）中断响应处理时空图 主程序 中断处理程序响一 二 三 四 五t嵌套中断请求嵌套嵌套返回主程序
