组成课后答案.docx

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组成课后答案

《一》２ .冯· 诺依曼计算机的特点就是什么？

 其中最主要的一点就是什么？

解:

冯· 诺依曼计算机的特点如下:

① 计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备与输出设备五大基本部件组成; 

② 计算机内部采用二进制来表示指令与数据; 

③ 将编好的程序与原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作。

第③ 点就是最主要的一点。

３.计算机的硬件就是由哪些部件组成的？

它们各有哪些功能？

解:

计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备与输出设备五大基本部件组成。

它们各自的功能就是:

①输入设备:

把人们编好的程序与原始数据送到计算机中去,并且将它们转换成计算机内部所能识别与接受的信息方式。

②输出设备:

将计算机的处理结果以人或其她设备所能接受的形式送出计算机。

③存储器:

用来存放程序与数据。

④运算器:

对信息进行处理与运算。

⑤控制器:

按照人们预先确定的操作步骤,控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。

６.计算机系统的主要技术指标有哪些？

解:

计算机系统的主要技术指标有:

机器字长、数据通路宽度、主存容量与运算速度等。

机器字长就是指参与运算的数的基本位数,它就是由加法器、寄存器的位数决定的。

数据通路宽度就是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。

主存容量就是指主存储器所能存储的全部信息量。

运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存本身的速度等许多因素有关。

《二》１７.将下列十进制数转换为IEEE短浮点数:

１８.将下列IEEE短浮点数转换为十进制数:

（１）１１００００００１１１１００００００００００００００００００００;

（２）００１１１１１１０００１００００００００００００００００００００;

（３）０１００００１１１００１１００１００００００００００００００００;

（４）０１００００００００００００００００００００００００００００００;

（５）０１０００００１００１０００００００００００００００００００００;

（６）００００００００００００００００００００００００００００００００。

《三》３.某机为定长指令字结构,指令长度１６位;每个操作数的地址码长６位,指令分为无操作数、单操作数与双操作数三类。

若双操作数指令已有K种,无操作数指令已有L种,问单操作数指令最多可能有多少种？

上述三类指令各自允许的最大指令条数就是多少？

４.设某机为定长指令字结构,指令长度１２位,每个地址码占３位,试提出一种分配

方案,使该指令系统包含:

４条三地址指令,８条二地址指令,１８０条单地址指令。

５.指令格式同上题,能否构成:

三地址指令４条,单地址指令２５５条,零地址指令６４条？

为什么？

９.某机字长为１６位,主存容量为６４K字,采用单字长单地址指令,共有５０条指令。

若有直接寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址四种寻址方式,试设计其指令格式。

解:

操作码６位,寻址方式２位,地址码８位。

１０.某机字长为１６位,主存容量为６４K字,指令格式为单字长单地址,共有６４条指令。

试说明:

（１）若只采用直接寻址方式,指令能访问多少主存单元？

（２）为扩充指令的寻址范围,可采用直接／间接寻址方式,若只增加一位直接／间接标志,指令可寻址范围为多少？

指令直接寻址的范围为多少？

（３）采用页面寻址方式,若只增加一位Z／C（零页／现行页）标志,指令寻址范围为多少？

指令直接寻址范围为多少？

（４）采用（２）、（３）两种方式结合,指令的寻址范围为多少？

指令直接寻址范围为多少？

《四》４.已知X与Y,试用它们的变形补码计算出X＋Y,并指出结果就是否溢出。

（１）X＝０.１１０１１,Y＝０.１１１１１

（２）X＝０.１１０１１,Y＝－０.１０１０１

（３）X＝－０.１０１１０,Y＝－０.００００１

（４）X＝－０.１１０１１,Y＝０.１１１１０

８.分别用原码乘法与补码乘法计算X×Y。

（１）X＝０.１１０１１,Y＝－０.１１１１１

（２）X＝－０.１１０１０,Y＝－０.０１１

（２）X×Y＝０.０１０１１０１１００,过程略。

１０.分别用原码与补码加减交替法计算X÷Y。

（１）X＝０.１０１０１,Y＝０.１１０１１

（２）X＝－０.１０１０１,Y＝０.１１０１１

（３）X＝０.１０００１,Y＝－０.１０１１０

（４）X＝－０.１０１１０,Y＝－０.１１０１１

《五》２.存储器的主要功能就是什么？

为什么要把存储系统分成若干个不同层次？

主要有哪些层次？

解:

存储器的主要功能就是用来保存程序与数据。

存储系统就是由几个容量、速度与价格各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。

把存储系统分成若干个不同层次的目的就是为了解决存储容量、存取速度与价格之间的矛盾。

由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次,其中高速缓存与主存间称为Cache－主存存储层次（Cache存储系统）;主存与辅存间称为主存—辅存存储层次（虚拟存储系统）。

５.动态RAM为什么要刷新？

一般有几种刷新方式？

各有什么优缺点？

解:

DRAM记忆单元就是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的,由于电容上的电荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉,因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷,这个过程就叫做刷新。

常见的刷新方式有集中式、分散式与异步式３种。

集中方式的特点就是读写操作时不受刷新工作的影响,系统的存取速度比较高;但有死区,而且存储容量越大,死区就越长。

分散方式的特点就是没有死区;但它加长了系统的存取周期,降低了整机的速度,且刷新过于频繁,没有充分利用所允许的最大刷新间隔。

异步方式虽然也有死区,但比集中方式的死区小得多,而且减少了刷新次数,就是比较实用的一种刷新方式。

１１.某机字长为３２位,其存储容量就是６４KB,按字编址的寻址范围就是多少？

若主存以字节编址,试画出主存字地址与字节地址的分配情况。

解:

某机字长为３２位,其存储容量就是６４KB,按字编址的寻址范围就是１６KW。

若主存以字节编址,每一个存储字包含４个单独编址的存储字节。

假设采用大端方案,即字地址等于最高有效字节地址,且字地址总就是等于４的整数倍,正好用地址码的最末两位来区分同一个字中的４个字节。

主存字地址与字节地址的分配情况如图５-１９所示。

１２.一个容量为１６K×３２位的存储器,其地址线与数据线的总与就是多少？

当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片？

１K×４位,２K×８位,４K×４位,1６K×１位,４K×８位,８K×８位。

解:

地址线１４根,数据线３２根,共４６根。

若选用不同规格的存储芯片,则需要:

１K×４位芯片１２８片,２K×８位芯片３２片,４K×４位芯片

３２片,１６K×１位芯片３２片,４K×８位芯片16片,８K×８位芯片８片。

１３.现有１０２４×１的存储芯片,若用它组成容量为１６K×８的存储器。

试求:

（１）实现该存储器所需的芯片数量？

（２）若将这些芯片分装在若干块板上,每块板的容量为４K×８,该存储器所需的地址线总位数就是多少？

其中几位用于选板？

几位用于选片？

几位用作片内地址？

解:

（１）需１０２４×１的芯片１２８片。

（２）该存储器所需的地址线总位数就是１４位,其中２位用于选板,２位用于选片,10位用作片内地址。

１４.已知某机字长８位,现采用半导体存储器作主存,其地址线为１６位,若使用１K×４的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并采用存储模板结构形式。

（１）若每块模板容量为４K×８,共需多少块存储模板？

（２）画出一个模板内各芯片的连接逻辑图。

解:

（１）根据题干可知存储器容量为２１６＝６４KB,故共需１６块存储模板。

（２）一个模板内各芯片的连接逻辑图如图５-２０所示。

《六》１１.设一地址指令格式如下:

　　现在有４条一地址指令:

LOAD（取数）、ISZ（加“１”为零跳）、DSZ（减“１”为零跳）、STORE（存数）,在一台单总线单累加器结构的机器上运行,试排出这４条指令的微操作序列。

要求:

当排ISZ与DSZ指令时不要破坏累加寄存器Acc原来的内容。

解:

（１）LOAD（取数）指令

PC→MAR,READ　　　　　　;取指令

MM→MDR

MDR→IR,PC＋１→PC

A→MAR,READ;取数据送Acc

MM→MDR

MDR→Acc

（２）ISZ（加“１”为零跳）指令

取指令微操作略。

A→MAR,READ;取数据送Acc

MM→MDR

MDR→Acc

Acc＋１→Acc;加１

IfZ＝１thenPC＋１→PC;结果为０,PC＋１

Acc→MDR,WRITE;保存结果

MDR→MM

Acc－１→Acc;恢复Acc

（３）DSZ（减“１”为零跳）指令

取指令微操作略。

A→MAR,READ;取数据送Acc

MM→MDR

MDR→Acc

Acc－１→Acc;减１

IfZ＝１thenPC＋１→PC;结果为０,PC＋１

Acc→MDR,WRITE;保存结果

MDR→MM

Acc＋１→Acc;恢复Acc

（４）STORE（存数）指令:

取指令微操作略。

A→MAR;Acc中的数据写入主存单元

Acc→MDR,WRITE

MDR→MM

１２.某计算机的CPU内部结构如图６唱２２所示。

两组总线之间的所有数据传送通过ALU。

ALU还具有完成以下功能的能力:

F＝A;　　　F＝B

F＝A＋１;F＝B＋１

F＝A－１;F＝B－１

写出转子指令（JSR）的取指与执行周期的微操作序列。

JSR指令占两个字,第一个字就是操作码,第二个字就是子程序的入口地址。

返回地址保存在存储器堆栈中,堆栈指示器始终指向栈顶。

解:

①PC→B,F＝B,F→MAR,Read　　　　;取指令的第一个字

②PC→B,F＝B＋１,F→PC

③MDR→B,F＝B,F→IR

④PC→B,F＝B,F→MAR,Read;取指令的第二个字

⑤PC→B,F＝B＋１,F→PC

⑥MDR→B,F＝B,F→Y

⑦SP→B,F＝B－１,F→SP,F→MAR;修改栈指针,返回地址压入堆栈

⑧PC→B,F＝B,F→MDR,Write

⑨Y→A,F＝A,F→PC;子程序的首地址→PC

⑩End

１３.某机主要部件如图６-２３所示。

（１）请补充各部件间的主要连接线,并注明数据流动方向。

（２）拟出指令ADD（R１）,（R２）＋的执行流程（含取指过程与确定后继指令地址）。

该指令的含义就是进行加法操作,源操作数地址与目的操作数地址分别在寄存