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计算机原理整理原版110汇编
随科技的迅速发展,人们的生活日益趋向便捷、快速,方便,对于我国传统的手工艺制作,也很少有人问津,因此,我组想借此创业机会,在校园内开个DIY创意小屋。
它包括编织、刺绣、串珠等,让我们传统的手工制作也能走进大学,丰富我们的生活。
(二)大学生对DIY手工艺品消费态度分析
附件
(二):
(1)价格低
图1-3大学生偏爱的手工艺品种类分布
§8-2购物环境与消费行为2004年3月20日
在大学生对DIY手工艺品价位调查中,发现有46%的女生认为在十元以下的价位是可以接受;48%的认为在10-15元;6%的则认为50-100元能接受。
如图1-2所示
参考文献与网址:
(二)创业弱势分析
人民广场地铁站有一家名为“漂亮女生”的饰品店,小店新开,10平方米不到的店堂里挤满了穿着时尚的女孩子。
不几日,在北京东路、淮海东路也发现了“漂亮女生”的踪影,生意也十分火爆。
现在上海卖饰品的小店不计其数,大家都在叫生意难做,而“漂亮女生”却用自己独特的经营方式和魅力吸引了大批的女生。
第二章
2.2将下列十进制数表示成浮点规格化数,阶码3位,用补码表示;尾数9位,用补码表示。
(1)27/64=00011011/01000000=0.0110110=0.11011×2-1
规格化浮点表示为:
[27/64]原=101,011011000
[27/64]反=110,011011000
[27/64]补=111,011011000
(2)同理:
--27/64=--0.11011×2-1
规格化浮点表示为:
[27/64]原=101,111011000
[27/64]反=110,100100111
[27/64]补=111,100101000
2.8已知x和y,用变形补码计算x±y,并对结果进行讨论。
1)[x]补=00.1101[y]补=11.0010
[x+y]补=[x]补+[y]补=11.1111无溢出
x+y=-0.0001
[x]补=00.1101[--y]补=00.1110
[x-y]补=[x]补+[--y]补=01.1011正向溢出
2)[x]补=11.0101[y]补=00.1111
[x+y]补=[x]补+[y]补=00.0100无溢出
x+y=0.0100
[x]补=11.0101[--y]补=11.0001
[x-y]补=[x]补+[--y]补=10.0110负向溢出
3)[x]补=11.0001[y]补=11.0100
[x+y]补=[x]补+[y]补=10.0101负向溢出
[x]补=11.0001[--y]补=00.1100
[x-y]补=[x]补+[--y]补=11.1101无溢出
X-y=-0.0011
2.9用原码一位乘法和补码一位乘法计算x*y。
1)原码一位乘法|x|=00.1111|y|=0.1110
部分积乘数yn
00.00000.1110
+00.0000
00.0000
→00.000000.111
+00.1111
00.11110
→00.0111100.11
+00.1111
01.011010
→00.10110100.1
+00.1111
01.1010010
→00.11010010
Pf=xf⊕yf=1|p|=|x|×|y|=0.11010010
所以[x×y]原=1.11010010
补码一位乘法[x]补=11.0001[y]补=0.1110[--x]补=11.0001
部分积ynyn+1
00.00000.11100
→00.000000.1110
+00.1111
00.11110
→00.0111100.111
→00.00111100.11
→00.000111100.1
+11.0001
11.00101110
[x×y]补=11.00101110
2)原码一位乘法|x|=00.110|y|=0.010
部分积乘数yn
00.0000.010
+00.000
00.000
→00.00000.01
+00.110
00.1100
→00.011000.0
+00.000
00.011000
→00.001100
Pf=xf⊕yf=0|p|=|x|×|y|=0.001100
所以[x×y]原=0.001100
补码一位乘法[x]补=11.010[y]补=1.110[--x]补=00.110
部分积ynyn+1
00.0001.1100
→00.00001.110
+00.110
00.1100
→00.011001.11
→00.0011001.1
所以[x×y]补=0.001100
2.10用原码两位乘法和补码两位乘法计算x*y
1)原码两位乘法|x|=000.1011|y|=00.00012|x|=001.0110
部分积乘数c
000.000000.00010
+000.1011
000.1011
→000.0010110.000
→000.0000101100.0
Pf=xf⊕yf=1|p|=|x|×|y|=0.00001011
所以[x×y]原=1.00001011
补码两位乘法[x]补=000.1011[y]补=11.1111[--x]补=111.0101
部分积乘数yn+1
000.000011.11110
+111.0101
111.0101
→111.11010111.111
→111.1111010111.1
所以[x×y]补=111.11110101x×y=--0.00001011
2)原码两位乘法|x|=000.101|y|=0.1112|x|=001.010[--|x|]补=111.011
部分积乘数c
000.0000.1110
+111.011
111.011
→111.110110.11
+001.010
001.00011
→000.100011
Pf=x⊕yf=0|p|=|x|×|y|=0.100011
所以[x×y]原=0.100011
补码两位乘法[x]补=111.011[y]补=1.001[--x]补=000.1012[--x]补=001.010
部分积乘数yn+1
000.0001.0010
+111.011
111.011
→111.1110111.00
+001.010
001.00011
→000.100011
所以[x×y]补=0.100011
2.11用原码不恢复余数法和补码不恢复余数法计算x÷y。
(1)原码不恢复余数法|x|=00.1010|y|=00.1101[--|y|]补=11.0011
部分积商数
00.1010
+11.0011
11011010
←11.1010
+00.1101
00.01110.1
←00.1110
+11.0011
00.00010.11
←00.0010
+11.0011
11.01010.110
←01.1010
+00.1101
11.01110.1100
+00.1101
00.0100
所以[x/y]原=0.1100余数[r]原=0.0100×2—4
补码不恢复余数法[x]补=00.1010[y]补=00.1101[--y]补=11.0011
部分积商数
00.1010
+11.0011
11.11010
←11.1010
+00.1101
00.01110.1
←00.1110
+11.0011
00.00010.11
←00.0010
+11.0011
11.01010.110
←10.1010
+00.1101
11.01110.1100
+00.1101
00.0100
所以[x/y]补=0.1100余数[r]补=0.0100×2—4
(2)原码不恢复余数法|x|=00.101|y|=00.110[--|y|]补=11.010
部分积商数
00.101
+11.010
11.1110
←11.110
+00.110
00.1000.1
←01.000
+11.010
00.0100.11
←00.100
+11.010
11.1100.110
+00.110
00.100
所以[x/y]原=1.110余数[r]原=1.100×2—3
补码不恢复余数法[x]补=11.011[y]补=00.110[--y]补=11.010
部分积商数
11.011
+00.110
00.0011
←00.010
+11.010
11.1001.0
←11.000
+00.110
11.1101.00
←11.100
+00.110
00.0101.001
+11.010
11.100
所以[x/y]补=1.001+2—3=1.010余数[r]补=1.100×2—3
2.12设数的阶码为4位,尾数为7位,(均含符号位)按机器补码浮点运算步骤,完成下列[x±y]补运算。
1)[x]补=21101×00.100100[y]补=21110×11.100110
小阶向大阶看齐:
[x]补=21110×00.010010
求和:
[x+y]补=21110×(00.010010+11.100110)=21110×11.111000
[x-y]补=21110×(00.010010+00.011010)=21110×00.101100
规格化:
[x+y]补=21011×11.000000浮点表示:
1011,11.000000
规格化:
[x-y]补=21110×00.101100浮点表示:
1110,0.101100
2)[x]补=20101×11.011110[y]补=20100×00.010110
小阶向大阶看齐:
[y]补=20101×00.001011
求和:
[x+y]补=20101×(11.011110+00.001011)=20101×11.101001
[x-y]补=20101×(11.011110+11.110101)=20101×00.010011
规格化:
[x+y]补=21010×11.010010浮点表示:
1010,11.010010
规格化:
[x-y]补=21010×00.100110浮点表示:
1010,00.100110
2.16利用SN74181芯片和SN74182芯片设计下列两种方式的64位字长的ALU(框图)
1)二重并行进位
2)三重并行进位
第三章
3.5已知某16位机主存采用半导体存储器,其地址码为20位,
若使用16K*8位的SRAM组成该机所允许的最大主存空间,
并选用模块板结构形式,问:
(1)若每个模块板为128K*16位,共需几个模块板?
(220×16)/(217×16)=23=8
每个模块板内共有多少SRAM芯片?
(128k×16)/(16k×8)=8×2=16
(3)主存共需多少SRAM芯片?
CPU如何选择各模块板?
16×8=128,
CPU通过译码与片选方式选择模块板。
(4)画出该存储器的组成逻辑框图?
3.6有一个16K*16位的存储器,由1K*4位的DRAM芯片构成(芯片内部是64*64结构)。
问:
(1)总共需要多少DRAM芯片?
芯片1K×4位,片内地址线10位(A9--A0),数据线4位。
芯片总数为:
(16K×16)/(1K×4)=16×4=64片
(2)设计此存储器组成框图(要考虑刷新电路部分)。
存储器容量为16K,故地址线总数为14位(A13─A0),其中A13A12A11A10通过4:
16译码器产生片选信号CS0─CS15。
若采用异步刷新方式,且刷新间隔不超过2ms,则刷新信号周期是多少?
刷新信号周期为:
2ms/64=31.3us。
若采用集中刷新方式,存储器刷新一遍最少用多少读/写周期?
设读/写周期T=0.1μs,那么死时间率是多少?
若用集中式刷新,则刷新一遍用64个读/写周期。
死时间率为:
64×0.1/2×1000=0.32%。
3.7某机器中,已知ROM区域的地址空间为0000H~3FFFH
(用8K*8位的ROM芯片构成),RAM的起始地址为6000H,
地址空间为40K*16位(用8K*8位的RAM芯片构成)。
假设RAM芯片有
和
信号控制端,CPU的地址总线为A15~A0,
数据总线为D15~D0.控制信号为R/
(读/写),
(访存),要求:
(1)画出地址译码方案:
(2)将ROM与RAM同CPU连接。
第四章
4.1名词解释:
1)指令:
是一种经过编码的操作命令,它指定需要进行的操作,支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递,是构成计算机软件的基本元素。
2)指令系统:
是一台计算机的指令集合,其性能取决了这台计算机的基本功能
机器语言:
是一种用二进制码表示的、由一系列指令组成的
汇编语言:
采用文字方式(助记符)表示的程序设计语言,其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应,但不能被计算机的硬件直接识别。
指令字
形式地址;
机器字长;
8)等长指令与变长指令;
9)寻址方式:
对指令的地址码进行编码,以得到操作数在存储器中的地址的方式。
10)堆栈:
按先进后出(也就是后进先出)顺序存取的存储的存储组织(区)。
4.2填空(根据操作数所在位置,指出相应的寻址方式)
1.操作数在寄存器中,称为寄存器直接寻址方式。
2.操作数地址在寄存器中,称为寄存器间接寻址方式。
3.操作数在指令字中,称为立即数寻址方式。
4.主存中操作数的地址在指令字中,称为直接寻址方式。
操作数的地址,为某一寄存器内容与位置之和,可以是相对、基址与变址寻址方式
4.3寻址方式分为哪几类?
操作数基本寻址方式有哪几种?
每种基本寻址方式有效地址的数学形式如何表达?
寻址方式分为:
指令寻址方式和操作数寻址方式
操作数寻址方式可分为:
(1)隐含寻址
(2)立即寻址Data=D
(3)寄存器寻址Data=(R)
(4)寄存器直接寻址EA=R
(5)存储器直接寻址EA=A
(6)寄存器间接寻址EA=(R)
(7)存储器间接寻址EA=(D)
(8)相对寻址EA=(PC)+D
(9)基址寻址EA=(R)基址+D
(10)变址寻址EA=(R)变址+D
复合寻址方式
1)相对间接寻址EA=((RC)+D)
2)间接相对寻址EA=(PC)+(D)
3)变址间接寻址EA=((R)+D)
4)间接变址寻址EA=(R)+(D)
5)基址+变址寻址EA=(R)基址+(R)变址+D
4.6假设某计算机指令字长度为32位,具有二地址、一地址、零地址3种指令格式,每个操作数地址规定用8位表示。
若操作数字段固定为8位,现已设计出K条二地址指令,L条零地址指令,那么这台计算机最多能设计出多少条单地址指令?
256-K-L条
4.7指令系统指令字长为20位,具有双操作数,单操作数和无操作数3种指令格式,每个操作数地址规定用6位表示,当双操作数指令条数取最大值,而单操作数指令条数也取最大值时,这3种指令最多可能拥有的指令数各是多少?
双操作数最多可拥有的指令数为255条,单操作数最多可拥有的指令数为63条,无操作数最多可拥有的指令数为64条。
4.8基址寄存器的内容是3000H(其中H表示十六进制),变址寄存器的内容是02B0H,指令地址码为1FH,当前正在执行的指令地址是3A00H,请问:
变址寻址方式的访存有效地址是多少?
相对寻址方式访存有效地址又是多少?
变址寻址方式的访存有效地址是:
02B0H+001FH=02CFH
变址寻址方式的访存有效地址是:
3A00H+001FH=3A1FH
4.10指令格式结构如下所示,其中6~11位指定源地址,0~5位指定目标地址。
试分析指令格式及寻址方式特点。
1512119865320
OPCODE
寻址方式
寄存器
寻址方式
寄存器
4.12某计算机字长为16位,主存容量为640kB,采用单字长单地址指令,共有80条指令。
试用直接,间接,变址,相对四种寻址方式设计指令格式。
某计算机字长为16位,主存容量为640K字,采用单字长单地址指令,共有80条指令。
试用直接、间接、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。
解:
80条指令需占用操作码字段(OP)7位,寻址模式(X)2位,形式地址(D)7位。
其指令格式如下:
1598760
OP
X
D
寻址模式模式定义如下:
X=00直接寻址有效地址为:
EA=D(27)
X=01间接寻址有效地址为:
EA=(D)(64K)
X=10变址寻址有效地址为:
EA=(R)+D(27)
X=11相对寻址有效地址为:
EA=(PC)+D(27)
其中R为变址寄存器(16位),PC为程序计数器(16位),在变址和相对寻址时,可采用交错相加的方式来产生有效地址。
其最大的寻址空间可达216+7=223〉220〉640K,故满足题目要求。
第五章
5.2填空
1.由LSI/VLSI制作的具有运算器和控制器功能,分析、控制并执行指令的部件称作控制器。
2.保存当前栈顶地址的寄存器称为栈顶指示器
3.保存当前正在执行的指令地址的寄存器称为指令寄存器
4.指示当前正在执行的指令地址的寄存器称为指令计数器
5.微指令分为水平和垂直型微指令
6.可同时执行若干个微操作的微指令是水平,其执行速度取决于垂直型微指令
7.微程序通常存放在控制存储器中,用户可改写的控制存储器由EPROM组成
8.在微程序控制器中,时序信号比较简单,一般采用同步控制
9.在同样的半导体工艺条件下,硬布线控制逻辑比微程序控制逻辑复杂,但硬布线控制速度比微程序控制速度快,因此,现代新型RISC机中多采用组合逻辑控制器
10.若采用两级流水线,第一级为取指级,第二级为执行级。
设第一级完成取指译码操作时间是200ns;第二级执行周期,大部分指令180ns内完成,只有两条复杂指令需要360ns才能完成,问:
机器周期应该选定200ns
时间,两条复杂指令应该采用延长机器周期或局部控制方法解决
5.3下面个操作可以使用哪些寄存器?
1.加法和减法运算(加法寄存器通用寄存器)
2.乘法和除法运算(AX或AL)
3.表示运算结果为零(状态寄存器中的ZF)
4.表示操作数超出了机器表示的范围(状态寄存器中的OF)
5.循环计数(CX)
6.当前正在运行的指令地址(IP)
7.向堆栈存放数据的地址(SP)
8.保存当前正在运行的指令字代码(IR)
9.识别指令操作码的规定(指令译码器)
10.暂时存放参加ALU运算操作数和结果(AC)
5.4控制器有哪些主要组成部件?
有何作用?
运算器又是由哪几部件组成的?
主要作用是什么?
5.5CPU常用的控制方式有哪几种?
如何实现?
指令控制,操作控制,时间控制,数据加工,中断处理
5.7设R1,R2,R3,R4是CPU中的通用寄存器,试用方框图语言表示出:
1)读取指令“LDA(R1),R2”;
2)存数指令“STAR3,(R4)”的指令流程图。
5.10设微处理器主频是66MHz,平均每条指令的执行时间是2个机器周期,每个机器周期由2个时钟脉冲构成,请问:
1)若储存器为零等待时间,即储存器可在一个周期内完成读写操作,无需插入等待周期,平均每秒钟执行多少条指令?
(1)主频为66MHz,所以,主频周期=1/66MHz=0.015us,
故一条指令执行时间=0.015us×2×2=0.061us,
故每秒执行的指令条数=1/0.061us=16.4MIPS。
1)若每两个机器周期中有一个是访问储存器周期,而且需要插入2个机器周期的等待时间,平均每秒钟执行多少条指令?
由题意,一条指令执行时间=0.015us×2×(2+2)=0.12us,
故每秒执行的指令条数=1/0.12us=8.3MIPS。
第六章
6.2判别总线使用权的优先级别有几种方法?
各有什么特点?
根据总线控制部件的位置,判别总线使用权有限级别可分为集中式和分散式控制.集中式控制分为链式查询,计数器查询,和独立请求方式.
1.链式查询方式的主要特征是总线同意信号BG的传送方式;它串行地从一个I/O接口传送到另一个I/O接口.显然,在查询链中离总线控制器最近的设备具与最高优先权,离总线最远,优先权最低.
2.计数器定时方式:
总线上的任一设备要求使用总线时,都通过BR线发出总线请求.总线控制器接到请求信号后,在BS线为"0"的情况下让计数器开始计数,计数值通过一组地址线发向各设备.每个设备接口都有一个地址判别电路,当地质线上的计数值与请求总线的接口的地址相一致时,该设备后的总线使用权.每次计数值可以从"0"开始,也可以从终止点开始计数,如果从"0"开始,则各设备的优先次序与链式查询相同.如果从中止点开始,则各设备的优先级都相同.
3.独立请求方式:
每一个共享总线的设备均有一对总线请求和总线同意线.总线控制部件中有一个排队电路,根据一定的优先次序决定首先响应哪一个设备,并对该设备发出同意信号.独立请求方式的优点是响应时间快,并且对优先次序的控制也很灵活.
6.3比较单总线、双总线、三总线结构的性能特点。
单总线采用统一编址方法,省去了I/O指令,简化了指令系统。
单总线结构简单,使用灵活,易扩充。
然而,由于主存的部分地址空间要用于外部设备接口寄存器寻址,故主存实际空间要小于地址空间。
此外,所有的部件均通过一条总线进行通信,分时使用总线,因此,通信速度比较慢。
通常,单总线结构适用于小型或微型计算机的系统总线。
双总线结构保持了单总线系统简单、易扩充的优点,但又在CPU和内存之间专门设置了一组高速的存储总线,使CPU可通过专用总线和存储器交换信息,并减轻了系统总线的负担,同时内存仍可通过系统总线直接与外设之间实现DMA操作,而不必经过CPU。
这种双总线系统以增加硬件为代价。
当前高档微型机中广泛采用这种总线结构。
三总线结构是在双总线系统的基础上增加I/O总线形成的。
其中系统总线是CPU、内存和通道(IOP)进行数据传送的公共通路,而I/O总线是多个外部设备与通道之间进行数据传送的公共通路,再DMA方式中,外设与存储器直接交换数据而不经过CPU,从而减轻CPU对数据I/O的控制,而“通道”方式进一步提高了CPU的效率。
由于增加了IOP,整个系统的效率将大大提高,然而这是以增加更多的硬件为代价换来的。
三总线系统通常用于中、大型计算机中。
6.4什么是同步通信和异步通信?
各有什么特点?
同步通信:
总线上的部件通过总线进行信息传送时,用一个公共的时钟信号来实现同步定时,这种方式称为同
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