計(jì)算機(jī)組成原理練習(xí)題答案分解

1、一、填空題1對(duì)存儲(chǔ)器的要求是速度快速度快，_容量大容量大_____，_價(jià)位低價(jià)位低_____。為了解決這方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。2指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)__性能性能__的重要因素，它的____格式格式__和___功能功能___不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)而且也影響到系統(tǒng)軟件。3CPU中至少有如下六類寄存器__指令指令____寄存器，__程序程序_計(jì)數(shù)器，_地址地址__寄存器，通用寄存器，狀態(tài)條件寄存器，緩沖寄存器。4完

2、成一條指令一般分為取指取指周期和執(zhí)行執(zhí)行周期，前者完成取指令和分析指令取指令和分析指令操作，后者完成執(zhí)行指令執(zhí)行指令操作。5常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳送類指令的功能可實(shí)現(xiàn)寄存器寄存器和寄存器寄存器之間，或寄存器寄存器和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送。6微指令格式可分為垂直垂直型和水平水平型兩類，其中垂直垂直型微指令用較長(zhǎng)的微程序結(jié)構(gòu)換取較短的微指令結(jié)構(gòu)。7對(duì)于一條隱含尋址的算術(shù)運(yùn)算指令，其指令字中不明確給出操作數(shù)的地址操作數(shù)的地址，其中一個(gè)操作數(shù)通常隱含

3、在累加器累加器中8設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼為8位（含1位階符），尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），則32位二進(jìn)制補(bǔ)碼浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值范圍是：最大正數(shù)為2^127(12^－23)，最小正數(shù)為2^－129，最大負(fù)數(shù)為2^－128(2^－12^－23)，最小負(fù)數(shù)為2^127。9某小數(shù)定點(diǎn)機(jī)，字長(zhǎng)8位（含1位符號(hào)位），當(dāng)機(jī)器數(shù)分別采用原碼、補(bǔ)碼和反碼時(shí)，其對(duì)應(yīng)的真值范圍分別是127128～1271281～127128127128～127128（均用十

4、進(jìn)制表示）。10在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三種方法來(lái)分時(shí)使用主存，它們是停止停止CPU訪問(wèn)主存訪問(wèn)主存、周期挪用周期挪用和DMA和CPU交替訪問(wèn)主存交替訪問(wèn)主存。11設(shè)n=8（不包括符號(hào)位），則原碼一位乘需做8次移位和最多8次加法，補(bǔ)碼Booth算法需做8次移位和最多9次加法。12設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼為8位（含1位階符），尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），則32位二進(jìn)制補(bǔ)碼浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值范圍是：最大正數(shù)為，最小正數(shù)為，

5、最大負(fù)數(shù)為，最小負(fù)數(shù)為。13一個(gè)總線傳輸周期包括申請(qǐng)分配階段申請(qǐng)分配階段、尋址階段尋址階段、傳輸階段傳輸階段和結(jié)束階段結(jié)束階段四個(gè)階段。14CPU采用同步控制方式時(shí)，控制器使用機(jī)器周期機(jī)器周期和節(jié)拍節(jié)拍組成的多極時(shí)序系統(tǒng)。時(shí)鐘周期組成。時(shí)鐘周期組成。3.CPU響應(yīng)中斷應(yīng)具備哪些條件？(1)(1)在CPUCPU內(nèi)部設(shè)置的中斷允許觸發(fā)器必須是開放的。內(nèi)部設(shè)置的中斷允許觸發(fā)器必須是開放的。(2)(2)外設(shè)有中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器必須處于“

6、外設(shè)有中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷請(qǐng)求觸發(fā)器必須處于“1”狀態(tài)，保持中斷請(qǐng)求信號(hào)?！睜顟B(tài)，保持中斷請(qǐng)求信號(hào)。(3)(3)外設(shè)（接口）中斷允許觸發(fā)器必須為“外設(shè)（接口）中斷允許觸發(fā)器必須為“1”，這樣才能把外設(shè)中斷請(qǐng)求送至，這樣才能把外設(shè)中斷請(qǐng)求送至CPUCPU。(4)(4)當(dāng)上述三個(gè)條件具備時(shí)，當(dāng)上述三個(gè)條件具備時(shí)，CPUCPU在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個(gè)狀態(tài)周期響應(yīng)中斷。在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個(gè)狀態(tài)周期響應(yīng)中斷。4.從計(jì)算機(jī)的各個(gè)子系統(tǒng)的角度分析，指

7、出提高整機(jī)速度的措施。針對(duì)存儲(chǔ)器，可以采用針對(duì)存儲(chǔ)器，可以采用CacheCache主存層次的設(shè)計(jì)和管理提高整機(jī)的速度；主存層次的設(shè)計(jì)和管理提高整機(jī)的速度；針對(duì)存儲(chǔ)器，可以采用主存針對(duì)存儲(chǔ)器，可以采用主存輔存層次的設(shè)計(jì)和管理提高整機(jī)的速度；輔存層次的設(shè)計(jì)和管理提高整機(jī)的速度；針對(duì)控制器，可以通過(guò)指令流水或超標(biāo)量設(shè)計(jì)技術(shù)提高整機(jī)的速度；針對(duì)控制器，可以通過(guò)指令流水或超標(biāo)量設(shè)計(jì)技術(shù)提高整機(jī)的速度；針對(duì)控制器，可以通過(guò)超標(biāo)量設(shè)計(jì)技術(shù)提高整機(jī)的速

8、度；針對(duì)控制器，可以通過(guò)超標(biāo)量設(shè)計(jì)技術(shù)提高整機(jī)的速度；針對(duì)運(yùn)算器，可以對(duì)運(yùn)算方法加以改進(jìn)，如進(jìn)位鏈、兩位乘除法；針對(duì)運(yùn)算器，可以對(duì)運(yùn)算方法加以改進(jìn)，如進(jìn)位鏈、兩位乘除法；針對(duì)針對(duì)IOIO系統(tǒng)，可以運(yùn)用系統(tǒng)，可以運(yùn)用DMADMA技術(shù)來(lái)減少技術(shù)來(lái)減少CPUCPU對(duì)外設(shè)訪問(wèn)的干預(yù)。對(duì)外設(shè)訪問(wèn)的干預(yù)。5.控制器中常采用哪些控制方式，各有何特點(diǎn)？答：控制器常采用同步控制、異步控制和聯(lián)合控制。答：控制器常采用同步控制、異步控制和聯(lián)合控制。同步控制即

9、微操作序列由基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)系統(tǒng)控制，每一個(gè)操作出現(xiàn)的時(shí)間與基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)保持一同步控制即微操作序列由基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)系統(tǒng)控制，每一個(gè)操作出現(xiàn)的時(shí)間與基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)保持一致。致。異步控制不存在基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信號(hào)，微操作的時(shí)序是由專用的應(yīng)答線路控制的，即控制器發(fā)出異步控制不存在基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)信號(hào)，微操作的時(shí)序是由專用的應(yīng)答線路控制的，即控制器發(fā)出某一個(gè)微操作控制信號(hào)后，等待執(zhí)行部件完成該操作時(shí)所發(fā)回的“回答”或“終了”信某一個(gè)微操作控制信號(hào)后，等待執(zhí)行部件完成該操作時(shí)所發(fā)回的“

10、回答”或“終了”信號(hào)，再開始下一個(gè)微操作。聯(lián)合控制是同步控制和異步控制相結(jié)合的方式，即大多數(shù)微操號(hào)，再開始下一個(gè)微操作。聯(lián)合控制是同步控制和異步控制相結(jié)合的方式，即大多數(shù)微操作在同步時(shí)序信號(hào)控制下進(jìn)行，而對(duì)那些時(shí)間難以確定的微操作，如涉及到作在同步時(shí)序信號(hào)控制下進(jìn)行，而對(duì)那些時(shí)間難以確定的微操作，如涉及到IOIO操作，則操作，則采用異步控制。采用異步控制。6.指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制代碼存放在內(nèi)存中，CPU如何區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)？指令和

11、數(shù)據(jù)的區(qū)分：指令和數(shù)據(jù)的區(qū)分：（1）從主存中取出的機(jī)器周期不同，取指周期取的是指令，分析取數(shù)或執(zhí)行周期取的是數(shù)）從主存中取出的機(jī)器周期不同，取指周期取的是指令，分析取數(shù)或執(zhí)行周期取的是數(shù)據(jù)。據(jù)。（2）取指令和取數(shù)據(jù)時(shí)地址的來(lái)源不同，指令地址來(lái)自程序計(jì)數(shù)器）取指令和取數(shù)據(jù)時(shí)地址的來(lái)源不同，指令地址來(lái)自程序計(jì)數(shù)器PCPC，數(shù)據(jù)地址來(lái)自地，數(shù)據(jù)地址來(lái)自地址形成部件址形成部件7.請(qǐng)說(shuō)明SRAM的組成結(jié)構(gòu)，與SRAM相比DRAM在電路組成上有什么