《計(jì)算機(jī)組成原理》各章練習(xí)參考答案.doc

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《計(jì)算機(jī)組成原理》各章練習(xí)題參考答案 第一章 思考練習(xí)題 一.填空 1.電子數(shù)字計(jì)算機(jī)可以分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)兩類。 2.硬件采用LSI或VLSI的電子計(jì)算機(jī)屬于計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中的第四代。 3.存儲(chǔ)器中存放數(shù)據(jù)和程序。 4.一臺(tái)計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算、存儲(chǔ)、控制、輸入及輸出五個(gè)單元。 5.完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件是運(yùn)算器(或ALU)；運(yùn)算器的核心是加法器；控制、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入、運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)果的部件是控制器。 6.CPU內(nèi)部連接各寄存器及運(yùn)算部件之間的總線是內(nèi)部總線；CPU同存儲(chǔ) 器、通道等互相連接的總線是系統(tǒng)總線；中、低速I/O設(shè)備之間互相連接的總線是I/O總線。 7.在多總路線結(jié)構(gòu)中，CPU總線、系統(tǒng)總線和高速總線相連通過橋?qū)崿F(xiàn)。 8.計(jì)算機(jī)軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 9.完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。 10.機(jī)器字長(zhǎng)是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)一次所能夠處理的二進(jìn)制位數(shù)量。 11.數(shù)據(jù)分類、統(tǒng)計(jì)、分析屬于計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用。 12.計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)，它最能準(zhǔn)確地反映計(jì)算機(jī)的主要功能。 13.個(gè)人臺(tái)式商用機(jī)屬于微型機(jī)。 14.對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件進(jìn)行管理，是操作系統(tǒng)的功能。 15.用于科學(xué)技術(shù)的計(jì)算機(jī)中，標(biāo)志系統(tǒng)性能的主要參數(shù)是MFLOPS。 16.通用計(jì)算機(jī)又可以分為超級(jí)機(jī)、大型機(jī)、服務(wù)器、工作站、微型機(jī)和單片機(jī)六類。 17.“存儲(chǔ)程序控制”原理是馮.諾依曼提出的。 18.運(yùn)算器和控制器構(gòu)成CPU，CPU和主存構(gòu)成主機(jī)。 19.取指令所用的時(shí)間叫取指周期，執(zhí)行指令所用的時(shí)間叫執(zhí)行周期。 20.每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)，該編號(hào)稱為地址。 21.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)一般由高速緩存、主存和輔存構(gòu)成。 22.計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)完成運(yùn)算或處理過程的基礎(chǔ)是存儲(chǔ)程序和程序控制原理。 二.單選 1.存儲(chǔ)器用來(lái)存放( C )。 A.數(shù)據(jù) B.程序 C.數(shù)據(jù)和程序 D.正在被執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序 2.下面的描述中，正確的是( B ) A.控制器能夠理解、解釋并執(zhí)行所有的指令及存儲(chǔ)結(jié)果。 B.一臺(tái)計(jì)算機(jī)包括輸入、輸出、控制、存儲(chǔ)及運(yùn)算邏輯五個(gè)單元。 C.所有的數(shù)據(jù)運(yùn)算都在CPU的控制器中完成。 D.以上答案都是正確的。 3.存儲(chǔ)字長(zhǎng)是指( B )。 A.存放在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制代碼組合。 B.存放在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制代碼位數(shù)。 C.存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)。 D.機(jī)器指令的位數(shù)。 4.對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)、分析是計(jì)算機(jī)的( C )應(yīng)用。 A.數(shù)值計(jì)算 B.輔助設(shè)計(jì) C.數(shù)據(jù)處理 D.實(shí)時(shí)控制 5.下面的四句話中，最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)主要功能的是( C ) A.計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量信息 B.計(jì)算機(jī)能代替人的腦力勞動(dòng) C.計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī) D.計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算 6.我們通常所說(shuō)的個(gè)人臺(tái)式商用機(jī)屬于( D )。 A.巨型機(jī) B.中型機(jī) C.小型機(jī) D.微型機(jī) 7.對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件資源進(jìn)行管理，是( A )的功能。 A.操作系統(tǒng) B.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) C.語(yǔ)言處理程序 D.用戶程序 8.微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以( B )技術(shù)為標(biāo)志。 A.操作系統(tǒng) B.微處理器 C.外存儲(chǔ)器 D.軟件 9.用于科學(xué)計(jì)算的計(jì)算機(jī)中，標(biāo)志系統(tǒng)性能的主要參數(shù)是( C )。 A.主時(shí)鐘頻率 B.主存容量 C. MFLOPS D.MIPS 三.簡(jiǎn)答和應(yīng)用題 1.比較數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。 模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)值由連續(xù)量來(lái)表示，運(yùn)算過程也是連續(xù)的。數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是按位運(yùn)算，并且不連續(xù)地跳動(dòng)計(jì)算。模擬計(jì)算機(jī)用電壓表示數(shù)據(jù)，采用電壓組合和測(cè)量值的計(jì)算方式，盤上連線的控制方式，而數(shù)字計(jì)算機(jī)用0和1表示數(shù)據(jù)，采用數(shù)值計(jì)數(shù)的計(jì)算方式，程序控制的控制方式，數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)與模擬計(jì)算機(jī)相比，精度高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，邏輯判斷能力強(qiáng)。 2.數(shù)字計(jì)算機(jī)如何分類？分類的依據(jù)是什么？ 數(shù)字計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)兩類，是根據(jù)是計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性來(lái)劃分的。 3.什么叫總線？單總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)各有何特點(diǎn)？ (1)總線是計(jì)算機(jī)多個(gè)系統(tǒng)功能部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通路。 (2)單總線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：各部件連接在單一的一組總線上。CPU與主存之間、CPU與外設(shè)之間、主存與外設(shè)、外設(shè)與外設(shè)之間都可以直接交換信息，不需要CPU的干預(yù)；多總線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是CPU、主存、I/O之間互聯(lián)需要多條總線。CPU與Cache間采用高速CPU總線，主存連在系統(tǒng)總線上；CPU總線、系統(tǒng)總線和高速總線通過“橋”相連；高速總線通過擴(kuò)充總線接口與擴(kuò)充總線相連，擴(kuò)充總線上可以連接串行工作方式的I/O設(shè)備。 4.馮.諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？它包括哪些主要組成部分？ 主要設(shè)計(jì)思想是：存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)方案，主要組成部分有：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備。 5.什么是存儲(chǔ)容量？什么是單元地址？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令字？ 存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。每個(gè)存儲(chǔ)單元都有編號(hào)，稱為單元地址。如果某個(gè)單元代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字。如果某字為一條指令，稱為指令字。 6.什么是內(nèi)存？什么是外存？什么是CPU？什么是適配器？ 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存，存儲(chǔ)容量更大的磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器稱為外存。內(nèi)存和外存共同用來(lái)保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)。運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU。適配器是外圍設(shè)備與主機(jī)相連接的部件，它可以保證外圍設(shè)備用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送或接收信息。 7.用一臺(tái)40MHz處理器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，它的混合指令數(shù)和相應(yīng)所需的時(shí)鐘周期數(shù)如下表所示，求這臺(tái)計(jì)算機(jī)的有效CPI、MIPS速率和程序的執(zhí)行時(shí)間。 解：①CPI=總指令周期數(shù)/總指令數(shù) =(450001+320002+150002+80002)/(45000+32000+150000+8000) =1.55 ②MIPS=指令條數(shù)?/執(zhí)行時(shí)間CPI106 =40106/(1.55106)=25.81 ③程序執(zhí)行時(shí)間t=(450001+320002+150002+80002)1/40106） =3.87510-3秒 8.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何進(jìn)行多級(jí)劃分？這種分級(jí)觀點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件組成的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)，它通常通常由微程序級(jí)、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、匯編語(yǔ)言級(jí)、高級(jí)語(yǔ)言級(jí)組成。每一級(jí)上都能進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，且得到下面各級(jí)的支持。 采用多級(jí)觀點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)，對(duì)了解計(jì)算機(jī)的組成提供了一種好的結(jié)構(gòu)和體制，對(duì)保證產(chǎn)生一個(gè)良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很好的幫助。 9.簡(jiǎn)要說(shuō)明計(jì)算機(jī)軟件的作用、分類，系統(tǒng)軟件包括哪幾類？說(shuō)明它們的用途。 計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是計(jì)算機(jī)不同于一般電子設(shè)備的本質(zhì)所在。計(jì)算機(jī)軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。其中，系統(tǒng)軟件主要包括：①各種服務(wù)性程序；②語(yǔ)言類程序；③操作系統(tǒng)；④數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件的用途是簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化使用方法，提高計(jì)算機(jī)的使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能和用途。 第二章 課后練習(xí)題 一.單選 1.原碼10000000的相應(yīng)補(bǔ)碼表示為( D )。 A.1111111 B.10000000 C.01111111 D.00000000 2.某機(jī)字長(zhǎng)8位，含一位數(shù)符，采用原碼表示，則定點(diǎn)小數(shù)所能表示的非零最小正數(shù)為( D )。 A.2-9 B.2-8 C.1- D.2-7 3.已知[X]補(bǔ)=01100011，則[-X]補(bǔ)等于( C )。 A.00011100 B.100111000 C.10011101 D.以上都不是 反=[10011101]補(bǔ)，所以選取C。 4.十進(jìn)制數(shù)137277的八進(jìn)制表示為( A )。 A.414066 B.4146666 C.414866 D.404166 0為止。(137277)10=(414066)8，所以選A。 5.十六進(jìn)制小數(shù)0.ACBEDF的十進(jìn)制表示為( C )。 A.1.1331055 B.1.1201055 C.1.1321055 D.1.1321655 6.下列數(shù)中最小的數(shù)是( C )。 A.(101001)2 B.(52)8 C.(101001)BCD D.(233)16 7.如果X為負(fù)數(shù)，由[X]補(bǔ)求[-X]補(bǔ)，是將( D )。 A.[X]補(bǔ)各值保持不變 B.[X]補(bǔ)符號(hào)位變反，其他各位不變 C.[X]補(bǔ)除符號(hào)位外，各位變反，末位加1 D.[X]補(bǔ)連同符號(hào)位一起各位變批，末位加1 8.n+1位的定點(diǎn)小數(shù)，其補(bǔ)碼表示的是( A )。 A.-1≤x≤1-2-n B.-1＜x≤1-2-n C.-1≤x＜1-2-n D.-1＜x＜1-2-n 9.關(guān)于奇偶校驗(yàn)功能的正確描述是( A )。 A.均能檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò) B.均能檢測(cè)偶數(shù)個(gè)錯(cuò) C.奇校驗(yàn)檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，偶校驗(yàn)檢測(cè)偶數(shù)個(gè)錯(cuò) D.能檢算出奇數(shù)的個(gè)數(shù) 二.填空 1.某定點(diǎn)小數(shù)X的數(shù)符為0，尾數(shù)8位全1，其最大正數(shù)真值是1-2-8。 2.某定點(diǎn)小數(shù)X的數(shù)符為1，尾數(shù)8位全0，其最小正數(shù)真值是2-8。 3.定點(diǎn)小數(shù)X的數(shù)符為1，負(fù)數(shù)，原碼表示，數(shù)值位8位全1，其最大負(fù)數(shù) 真值為-(1-2-8) 。 4.如果X為負(fù)數(shù)，由[X]補(bǔ)求[-X]補(bǔ)是將[X]補(bǔ)連同符號(hào)位一起各位取反，末位加1。 5.n+1位的定點(diǎn)小數(shù)，其補(bǔ)碼表示是-1≤x≤1-2-n。 6.奇偶校驗(yàn)碼只有檢錯(cuò)能力卻沒有糾錯(cuò)能力。 7.無(wú)符號(hào)整數(shù)的所有二進(jìn)制位都表示數(shù)值的大小。 8.有符號(hào)整數(shù)用最高位的“0”表示“+”，“1”表示“-”，符號(hào)位以外的其余各位表示數(shù)值的大小 9.8位有符號(hào)整數(shù)表示的范圍為-127～+127。 10.定點(diǎn)小數(shù)的小數(shù)點(diǎn)隱含在符號(hào)位之后、數(shù)值位的最高有效數(shù)位之前。 11.分別寫出下列代碼的奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼。 10100010 01011000 01011100 奇校驗(yàn)碼 偶校驗(yàn)碼 010100010 110100010 001011000 101011000 101011100 001011100 12.計(jì)算機(jī)中用“0”、“1”表示的數(shù)通常稱為機(jī)器數(shù)。它有定點(diǎn)和浮點(diǎn)兩種基本表示形式。 13.用四位表示的[+0]原=00000；[+0]反=00000；[-0]原=10000；[-0]反=11111；[+0]補(bǔ)=00000；[-0]補(bǔ)=00000。 三.應(yīng)用題 1.設(shè)X1=＋1011，X2=-1011，X3=+10101，X4=-10101，求它們的移碼。 解：[X1]移=2n+X=24+1011=10000+1011=11011 　　[X2]移=2n+X=24+X=10000+(-1011)=10000-1011=00101 [X3]移=2n+X=25+X=100000+10101=110101 [X4]移=2n+X=25+X=100000+(-10101)=100000-10101=001011 2.設(shè)十進(jìn)制真值X分別為-127和+127，求其二進(jìn)制數(shù)及原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼。 真值X(十進(jìn)制) 真值X(二進(jìn)制) [X]原 [X]反 [X]補(bǔ) [X]移 -127 -01111111 11111111 10000000 10000001 00000001 +127 +01111111 01111111 01111111 01111111 11111111 3.求(178.125)10的短浮點(diǎn)數(shù)(單精度浮點(diǎn)數(shù))。 解：① (178.125)10 =(10110010.001)2。 ②規(guī)格化該二進(jìn)制：10110010.001=1.011001000127 =1△011001000127 ③加上偏移量。指數(shù)=7，偏移量=127，階碼E=7+127=134=(10000110)2。 ④用短浮點(diǎn)存儲(chǔ)。s=0，E=10000110，尾數(shù)=01100100010000000000000。故 (178.125)10的短浮點(diǎn)數(shù)代碼為：0；10000110；01100100010000000000000。 4.求短浮點(diǎn)數(shù)0 01111110 10110000000000000000000的十進(jìn)制數(shù)值。 解：①首先求出指數(shù)?！唠A碼E=01111110=(126)10，∴指數(shù)=126-127=-1。 ②計(jì)算尾數(shù)。規(guī)格化的尾數(shù)是：+1.1011。 ③計(jì)算該浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：+1.10112-1=+0.11011=(+0.84375)10。 第三章 課后練習(xí)題 一.單選 1.主存直接尋址時(shí)指令的地址段給出的是( C )。 A.存放操作數(shù)地址的寄存器號(hào) B.存放操作數(shù)的寄存器號(hào) C.存放操作數(shù)的內(nèi)容地址 D.以上都不是 2.間接尋址第一次訪問內(nèi)存所得到的是操作數(shù)的有效地址，該地址經(jīng)系統(tǒng)總線的( A )傳送到CPU。 A.數(shù)據(jù)總線 B.地址總線 C.控制總線 D.總線控制器 3.相對(duì)尋址方式中，指令所提供的相對(duì)地址實(shí)質(zhì)上是一種( C )。 A.立即數(shù) B.內(nèi)存地址 C.以本條指令在主存中首地址為基準(zhǔn)位置的偏移量 D.以下條指令在主存中首地址為基準(zhǔn)位置的偏移量 4.為了縮短指令中某個(gè)地址段的位數(shù)，有效的方法是采取( D )。 A.立即尋址 B.變址尋址 C.間接尋址 D.寄存器尋址 5.下列尋址方式中，一旦指令從內(nèi)存讀出后，能夠較快地獲取操作數(shù)的尋址方式是( A )。 A.寄存器尋址 B.直接尋址 C.間接尋址 D.變址尋址 6.與本指令的地址有關(guān)的尋址方式是( C )。 A.立即尋址 B.寄存器尋址 C.相對(duì)尋址 D.直接尋址 7.假設(shè)寄存器R中的數(shù)值為200，主存地址為200和300的地址單元中存放的內(nèi)容分別是200和400，則下列方式中，( D )訪問到的操作數(shù)為200。 A.直接尋址200 B.寄存器間接尋址(R) C.存儲(chǔ)器間接尋址(200) D.寄存器尋址R 8.變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是（ C ） A.基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量） B.程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容加上形式地址 C.變址寄存器內(nèi)容加上形式地址 D.寄存器內(nèi)容加上形式地址 9.直接尋址的無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令功能是將指令中的地址碼送入( B )。 A.ALU B.PC C.地址寄存器 D.累加器 10.直接、間接、立即三種尋址方式指令的執(zhí)行速度，由快至慢的排序是( C )。 A.直接、立即、間接 B.直接、間接、立即 C.立即、直接、間接 D.立即、間接、直接 11.采用變址尋址可擴(kuò)大尋址范圍，且下列說(shuō)法正確的是( D )。 A.變址寄存器內(nèi)容由用戶確定，在程序執(zhí)行過程中不可變。 B.變址寄存器內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定，在程序執(zhí)行過程中可變。 C.變址寄存器內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定，在程序執(zhí)行過程中不可變。 D.變址寄存器內(nèi)容由用戶確定，在程序執(zhí)行過程中可變。 12.在下列尋址方式中，（ B ）方式需要先計(jì)算，再訪問主存。 A.立即尋址 B.變址尋址 C.間接尋址 D.直接尋址 13.在下列尋址方式中，( C )尋址對(duì)于實(shí)現(xiàn)程序浮動(dòng)提供了較好的支持。 A.間接尋址 B.變址尋址 C.相對(duì)尋址 D.直接尋址 14.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是( B )。 A.可降低指令譯碼難度 B.縮短指令字長(zhǎng)，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性 C.實(shí)現(xiàn)過程控制 D.尋找操作 15.變址尋址和基址尋址的有效地址形成方式類似，但是( C )。 A.變址寄存器的內(nèi)容在程序執(zhí)行過程中是不可變的 B.在程序執(zhí)行過程中，變址寄存器和基址寄存器的內(nèi)容都可變 C.在程序執(zhí)行過程中，基址寄存器的內(nèi)容不可變，變址寄存器的內(nèi)容可變 D.變址寄存器的內(nèi)容在程序執(zhí)行過程中是可變的 16.設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，某機(jī)具有先間址后變址的尋址方式，則這種尋址方式的有效地址為（B ）。 A.EA=（X）+D B.EA=（X）+（D） C.EA=((X)+D) D.EA=X+D 17.在按字節(jié)編址的存儲(chǔ)器中，每個(gè)編址單元中存放( B )。 A.1位 B.8位 C.16位 D.32位 18.關(guān)于單地址指令，下列說(shuō)法正確的是( D )。 A.只能對(duì)單操作數(shù)進(jìn)行加工處理 B.只能對(duì)雙操作數(shù)進(jìn)行加工處理 C.無(wú)處理雙操作數(shù)的功能 D.既能對(duì)單操作數(shù)進(jìn)行加工處理，也能在陷含約定另一個(gè)操作數(shù)(或地址)時(shí)，對(duì)雙操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算 二.簡(jiǎn)答 1.指令長(zhǎng)度和機(jī)器字長(zhǎng)有什么關(guān)系？半字長(zhǎng)指令、單字長(zhǎng)指令、雙字長(zhǎng)指令分別表示什么意思？ 答： (1)指令的長(zhǎng)度是指一條指令中所包含的二進(jìn)制代碼的位數(shù)，它取決于操作碼字段的長(zhǎng)度、操作數(shù)地址的個(gè)數(shù)及長(zhǎng)度。指令長(zhǎng)度與機(jī)器字長(zhǎng)沒有固定的關(guān)系，它可以等于機(jī)器字長(zhǎng)，也可以大于或小于機(jī)器字長(zhǎng)。 (2)指令長(zhǎng)度等于半個(gè)機(jī)器字長(zhǎng)的指令稱為半字長(zhǎng)指令；指令長(zhǎng)度等于機(jī)器字長(zhǎng)的指令稱為單字長(zhǎng)指令；指令長(zhǎng)度等于兩個(gè)機(jī)器字長(zhǎng)的指令稱為雙字長(zhǎng)指令。 2.試比較基址尋址和變址尋址。 答： (1)基址尋址：把由指令中給出的地址（位移量）與CPU中的某個(gè)基址寄存 器相加而得到實(shí)際的操作數(shù)地址。EA=（R）基址+D。要求基址寄存器 的內(nèi)容能提供整個(gè)主存范圍的尋址能力，指令給出的位移地址實(shí)際上 指出了相對(duì)基址的位移量?；芳拇嫫鞯膬?nèi)容通常由OS或管理程序確 定，在程序執(zhí)行過程中，用戶不可修改基址寄存器的內(nèi)容，以確保系 統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。 (2)變址尋址：變址尋址和基址尋址的有效地址形成方式類似，指令指定 一個(gè)CPU寄存器（變址寄存器）和一個(gè)形式地址，操作數(shù)地址是二者之 和。EA=（R）變址+D。主要解決程序內(nèi)部的循環(huán)問題。由于變址寄存 器的內(nèi)容是由用戶設(shè)定的，所以在程序執(zhí)行過程中其值可變。 3.試比較間接尋址和寄存器尋址。 答： (1)采用間接尋址，指令地址字段中的形址A不是操作數(shù)D的真正地址，而 是操作數(shù)地址的指示器(操作數(shù)地址的地址)。間接尋址的速度次于直 接尋址和寄存器間接尋址。 (2)寄存器尋址，操作數(shù)不在內(nèi)存而在寄存器中。指令中給出的操作數(shù)地 址D不是內(nèi)存地址單元號(hào)，而是通用寄存器編號(hào)，有效地址EA=R，無(wú)主 存訪問。寄存器數(shù)量較少，其地址碼字段比主存單元地址字段短，縮 短了指令長(zhǎng)度，提高了指令執(zhí)行速度。 第四章 課后練習(xí)題 一.填空 1.全加器有3個(gè)輸入量和2個(gè)輸出量。 2.并行加法器的每個(gè)全加器都有一個(gè)從低位傳來(lái)的進(jìn)位輸入和1個(gè)傳送給高位的進(jìn)位輸出。 3.串行進(jìn)位的并行加法器的總延遲時(shí)間與字長(zhǎng)成正比。 4.在分組并行進(jìn)位中，組內(nèi)各位之間并行快速進(jìn)位，組與組之間串行進(jìn)位，稱為組內(nèi)并行，組間串行(或單級(jí)先行進(jìn)位)。 5.在分組并行進(jìn)位中，組內(nèi)各位之間并行快速進(jìn)位，組與組之間也采取并行快速進(jìn)位，這種進(jìn)位方式稱為組內(nèi)并行，組間并行(多級(jí)先行進(jìn)位)。 6.原加減運(yùn)算時(shí)，參加運(yùn)算的操作數(shù)取其絕對(duì)值。 7.原碼減法運(yùn)算時(shí)，參加運(yùn)算的操作數(shù)均取其絕對(duì)值，減數(shù)先變補(bǔ)，再做加法運(yùn)算。 8.兩個(gè)補(bǔ)碼表示的數(shù)相加，符號(hào)位參加運(yùn)算，且兩數(shù)和的補(bǔ)碼等于兩數(shù)補(bǔ)碼之和。 9.兩個(gè)正數(shù)相加，結(jié)果大于機(jī)器字長(zhǎng)所能表示的最大正數(shù)，稱為正溢；而兩個(gè)負(fù)數(shù)相加，結(jié)果小于機(jī)器所能表示的最小負(fù)數(shù)，稱為負(fù)溢。 10.有符號(hào)數(shù)的移位叫算術(shù)移位。 11.原碼移位時(shí)，數(shù)值位空出位一律補(bǔ)0。 12.補(bǔ)碼移位時(shí)，符號(hào)位不變，若補(bǔ)碼為正數(shù)，空出位一律補(bǔ)入0；若補(bǔ)碼為負(fù)數(shù)，符號(hào)位不變，左移空出位補(bǔ)0，右移空出后補(bǔ)1。 13.有符號(hào)數(shù)的移位稱為算術(shù)移位，無(wú)符號(hào)的移位稱為邏輯移位。 14.做原碼一位乘法時(shí)，符號(hào)位與數(shù)值位單獨(dú)計(jì)算；乘積的符號(hào)位取相乘兩數(shù)符號(hào)位的異或值；乘積為相乘兩數(shù)的絕對(duì)值之積。 15.兩個(gè)原碼表示的數(shù)相除時(shí)，商的符號(hào)取兩數(shù)符號(hào)的異或值，商的數(shù)值 由兩數(shù)的數(shù)值部分相除求得。 16.對(duì)階時(shí)，必須是小階向大階看齊。 二.單選 1.原碼乘法是( B )。 A.用原碼表示操作數(shù)，然后直接相乘。 B.先取操作數(shù)絕對(duì)值相乘，符號(hào)位單獨(dú)處理。 C.被乘數(shù)用原碼表示，乘數(shù)取絕對(duì)值，然后相乘。 D.乘數(shù)用原碼表示，被乘數(shù)取絕對(duì)值，然后相乘。 2.在原碼一位乘法中，當(dāng)乘數(shù)Yi為1時(shí)( A )。 A.被乘數(shù)絕對(duì)值與原部分積相加后，右移一位 B.被乘數(shù)連同符號(hào)位與原部分積相加后，右移一位 C.被乘數(shù)連同符號(hào)位右移一位，再與原部分積相加 D.被乘數(shù)絕對(duì)值右移一位后，再與原部分積相加 3.當(dāng)定點(diǎn)運(yùn)算發(fā)生溢出時(shí)，應(yīng)( C )。 A.向左規(guī)格化 B.向右規(guī)格化 C.發(fā)出出錯(cuò)信息 D.舍入處理 4.在原碼加減交替除法中，符號(hào)位單獨(dú)處理，參加操作的數(shù)是( B )。 A.原碼 B.絕對(duì)值 C.絕對(duì)值的補(bǔ)碼 D.補(bǔ)碼 5.當(dāng)采用雙符號(hào)位時(shí)，發(fā)生負(fù)溢出的特征是雙符號(hào)位為（ C ）。 A.00 B.01 C.10 D.11 6.原碼恢復(fù)余數(shù)除法中，（ B ）。 A.余數(shù)為負(fù)則商1 B.余數(shù)為負(fù)則商0 C.余數(shù)與除數(shù)異號(hào)則商1 D.余數(shù)與除數(shù)異號(hào)則商0 7.在原碼不恢復(fù)余數(shù)除法(即原碼加減交替法)的算法中，（ D ） A.每步操作后，若不夠減，則需恢復(fù)余數(shù) B.若為負(fù)商，則恢復(fù)余數(shù) C.整個(gè)算法過程中，從不恢復(fù)余數(shù) D.僅當(dāng)最后一步不夠減時(shí)，才恢復(fù)一次余數(shù)。 第五章 課后練習(xí)題 一.單選 1.動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是( C )。 A.在工作中存儲(chǔ)器內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生變化 B.每次讀出后，需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍 C.每隔一定時(shí)間，需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍 D.在工作中需要?jiǎng)討B(tài)地改變?cè)L存地址 2.高速緩沖存儲(chǔ)器cache一般采取( A )。 A.隨機(jī)存取方式 B.順序存取方式 C.半順序存取方式 D.只讀不寫方式 3.若存儲(chǔ)周期250ns，每次讀出16位，則該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送率為( C )。 A.4106字節(jié)/秒 B.4M字節(jié)/秒 C.8106字節(jié)/秒 D.8字節(jié)/秒 4.半導(dǎo)體靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM的存儲(chǔ)原理是( D )。 A.信息不再變化 B.依靠定時(shí)刷新 C.依靠讀后再生 D.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路 5.下列關(guān)于存儲(chǔ)器的敘述正確的是( B )。 A.CPU的訪存時(shí)間取決于存儲(chǔ)器的容量 B.DRAM需要定時(shí)刷新 C.CPU可隨機(jī)訪問ROM中的任一單元 D.ROM和RAM統(tǒng)一編址 6.輔助存儲(chǔ)器的容量取決于( B )。 A.CPU的數(shù)據(jù)寬度 B.CPU的地址寬度 C.CPU的數(shù)據(jù)和地址寬度 D.與CPU類型無(wú)關(guān) 7.下列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，( B )對(duì)程序員是透明的。 A.通用寄存器 B.主存 C.控制存儲(chǔ)器 D.堆棧 8.CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器是( D )。 A.磁盤 B.磁帶 C.光盤 D.主存 9.若由高速緩存、主存、硬盤構(gòu)成三級(jí)存儲(chǔ)體系，則CPU訪問該存儲(chǔ)體系時(shí)發(fā)送的地址是( B )。 A.高速緩存地址 B.虛擬地址 C.主存物理地址 D.磁盤地址 10.在三級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)中，主存與cache之間的信息調(diào)度過程，對(duì)( C )是不透明的。 A.應(yīng)用程序員 B.系統(tǒng)程序員 C.操作系統(tǒng) D.硬件設(shè)計(jì)人員 11.下列存儲(chǔ)器中，( D )的速度最快。 A.主存 B.磁盤 C.磁帶 D.控制存儲(chǔ)器 12.某RAM芯片的容量為128K16位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最少數(shù)目是( B )。 A.33 B.35 C.25 D.26 13.半導(dǎo)體靜態(tài)存儲(chǔ)器是指( B )。 A.使用電容進(jìn)行記憶 B.只要維持電源就能保存記憶 C.一般情況只能讀出 D.以上都不是 14.動(dòng)態(tài)RAM利用( C )存儲(chǔ)信息。 A.門電路 B.寄存器 C.電容 D.觸發(fā)器 15.EEPROM是( D )存儲(chǔ)器。 A.固定掩模型 B.一次可編程寫入型 C.紫外線擦除可編程寫入型 D.以上都不是 16.一般說(shuō)來(lái)，直接映射常用在 ( B )。 A.小容量cache B.大容量高速cache C.小容量低速cache D.大容量低速cache 17.在下列cache替換算法中，一般說(shuō)來(lái)( D )的速度最快。 A.隨同法 B.先進(jìn)先出法 C.后進(jìn)先出法 D.近期最少使用法 18.組相聯(lián)映射和全相聯(lián)映射通常適合于( A )。 A.小容量cache B.大容量cache C.小容量ROM D.大容量ROM 19.存儲(chǔ)器的隨機(jī)訪問方式是指( D )。 A.可隨意訪問存儲(chǔ)器 B.按隨機(jī)文件訪問存儲(chǔ)器 C.可對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出與寫入 D.可按地址訪問存儲(chǔ)器任一編址單元，其訪問時(shí)間相同且與地址無(wú)關(guān) 20.下列敘述正確的是( A )。 A.主存可由RAM和ROM組成 B.主存只能由ROM組成 C.主存只能由RAM組成 D.主存只能由SRAM組成 21.設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為32位，一個(gè)容量為16MB的存儲(chǔ)器，CPU按半字尋址，其尋址范圍是( B )。 A.16M B.8M C.4M D.2M 22.設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為32位，存儲(chǔ)容量為16MB，若按雙字尋址，其尋址范圍是( D )。 A.8M B.16M C.4M D.2M 23.在程序的執(zhí)行過程中，cache與主存的地址映射是由( C )。 A.操作系統(tǒng)不定期管理 B.程序員調(diào)度的 C.由硬件自動(dòng)完成的 D.用戶軟件完成的 二.填空 1.存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備。 2.存儲(chǔ)位元是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位。 3.內(nèi)存的存儲(chǔ)容量是RAM和ROM的總和。 4.計(jì)算機(jī)多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)由Cache、主存和外存構(gòu)成。 5. Cache是位于位于CPU與主存之間的存儲(chǔ)器。 6.與主存儲(chǔ)器相比，cache的存取速度快，存儲(chǔ)容量小。 7.主存能和cache交換數(shù)據(jù)和指令。 8. SRAM的優(yōu)點(diǎn)是存取速度快，但存儲(chǔ)容量比DRAM小。 9.利用64K1的SRAM芯片，采用位擴(kuò)充方式設(shè)計(jì)一個(gè)648的存儲(chǔ)器，需要8個(gè)芯片。 10.利用16K8的SRAM芯片，采用字?jǐn)U充方式組成64K8的存儲(chǔ)器，需要4個(gè)芯片。 11.CPU與Cache間以字為單位交換數(shù)據(jù)；Cache與主存間以塊為單位交換數(shù)據(jù)。 12.主存中的任何一個(gè)塊都可以直接拷貝到Cache中的任意一行上，這是全相聯(lián)映象的特點(diǎn)。 13.一個(gè)主存塊只能拷貝到Cache中的一個(gè)特定行上，若該行已有內(nèi)容，則產(chǎn)生塊沖突，原來(lái)的塊將被無(wú)條件地替換出去，這是直接映象的特點(diǎn)。 14.組相聯(lián)映射的特點(diǎn)是組間直接映射，組內(nèi)全相聯(lián)映射。 15.硬件實(shí)現(xiàn)容易，速度快，但替換出去的數(shù)據(jù)可能馬上又要使用，降低了Cache命中率和工作效率，這是隨機(jī)替換算法。 16.易實(shí)現(xiàn)、開銷小，但需要記錄每個(gè)塊進(jìn)入Cache的先后次序，而且一些經(jīng)常需要使用而又最早進(jìn)入Cache的程序有可能被替換掉，這是先進(jìn)先出(或FIFO)替換。 17.以近期最少使用的塊為被替換塊是 近期最少使用(或LRU)替換算法。 18.要求cache的命中率接近于1。 三.簡(jiǎn)答題和應(yīng)用題 1.數(shù)據(jù)在主存中有哪些存放方式？各有何特點(diǎn)？ (1)64位存放方式：不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)在主存中一個(gè)接著一個(gè)地存放，一個(gè)Tm最多從主存中讀/寫64位數(shù)據(jù)，主存空間被充分利用，但雙字、單字、半字通常會(huì)跨越2個(gè)存儲(chǔ)字存放，CPU訪存時(shí)需要2個(gè)存儲(chǔ)周期，因此速度降低一半，并且存儲(chǔ)器讀寫控制較復(fù)雜。 (2)起始位置存放方式：不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)一律從一個(gè)存儲(chǔ)字的起始位置開始存放，訪問任何長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)都能在一個(gè)存儲(chǔ)周期完成，速度較快，但當(dāng)不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率相同時(shí)，主存空間50%被浪費(fèi)掉了。 (3)邊界存放方式：這是64位存放方式和起始位置存放方式的折中方案。雙字?jǐn)?shù)據(jù)的起始地址最末3個(gè)二進(jìn)制位必須是000(8的整倍數(shù))，單字?jǐn)?shù)據(jù)的起始地址的最末2位必須是00(4的整倍數(shù))；半字?jǐn)?shù)據(jù)的起始地址的最末1位必須是0(偶倍數(shù))。訪問雙字、單字、半字、字節(jié)，都能在一個(gè)存儲(chǔ)周期內(nèi)完成，存儲(chǔ)空間利用率比起始位置存放法高，但仍有部分空間浪費(fèi)。 2.某機(jī)字長(zhǎng)32位，主存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，現(xiàn)有4種不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(字節(jié)、半字、單字、雙字)?，F(xiàn)在有10個(gè)數(shù)據(jù)，依次為字節(jié)、半字、雙字、單字、字節(jié)、單字、雙字、半字、單字、字節(jié)。若要將這10個(gè)數(shù)據(jù)順序存入主存(不能改變給定的順序)，并保證既省存儲(chǔ)空間，又能確保任何長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)都能在單個(gè)存取周期內(nèi)完成讀寫，請(qǐng)問應(yīng)當(dāng)選擇何種數(shù)據(jù)存放方式？并畫出主存中數(shù)據(jù)存放示的意圖。 解：(1)邊界存放方式。 (2)主存中數(shù)據(jù)存放示意圖如下： 第六章 課后練習(xí)題 一.選擇 1.在微過程控制方式中，一條機(jī)器指令通常對(duì)應(yīng)( D )。 A.一個(gè)微操作 B.一個(gè)微命令 C.一條微指令 D.一段微程序 2.在取指令周期中,是按照下列選項(xiàng)中( D )的內(nèi)容訪問主存,以讀取指令。 A.指令寄存器IR B.程序狀態(tài)寄存器PS C.存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR D.程序計(jì)數(shù)器PC 3.微地址是指微指令（ D ）。 A.在主存的存儲(chǔ)位置 B.在堆棧的存儲(chǔ)位置 C.在磁盤的存儲(chǔ)位置 D.在控制存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位置 4.在微過程控制中，把操作控制信號(hào)編成( A )。 A.微指令 B.微地址 C.操作碼 D.程序 5.從一條指令的啟動(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的時(shí)間間隔稱為( D )。 A.時(shí)鐘周期 B.機(jī)器周期 C.工作周期 D.指令周期 6.指令寄存器的位數(shù)取決于( B )。 A.存儲(chǔ)器的容量 B.指令字長(zhǎng) C.機(jī)器字長(zhǎng) D.存儲(chǔ)字長(zhǎng) 7.用于存放欲執(zhí)行的指令的寄存器是( D )。 A.MAR B.PC C.MDR D.IR 8.在CPU的寄存器中對(duì)用戶完全透明的是（ B ）。 A.程序計(jì)數(shù)器 B.指令寄存器 C.狀態(tài)寄存器 D.通用寄存器 9.計(jì)算機(jī)操作的最小單位時(shí)間是( A )。 A.時(shí)鐘周期 B.指令周期 C.CPU周期 D.中斷周期 10.下列說(shuō)法，錯(cuò)誤的是( B )。 A.指令周期的第一個(gè)操作是取指令 B.要進(jìn)行取指令操作，控制器就要得到相應(yīng)的指令 C.取指令操作是控制器自動(dòng)進(jìn)行的 D.指令第一字節(jié)含操作碼 11.下列說(shuō)法正確的是( B )。 A.控制器產(chǎn)生的所有控制信號(hào)稱為微指令 B.微過程控制器比硬連線控制器更加靈活 C.微處理器的程序稱為微程序 D.指令就是微指令 13.從控制存儲(chǔ)器中讀取一條微指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作的時(shí)間叫（ B ）。 A.CPU周期 B.微周期 C.時(shí)鐘周期 D.機(jī)器周期 14.下列說(shuō)法正確的是( C ) A.微過程控制方式和硬布線方式相比較，前者可以使指令的執(zhí)行速度更快 B.若采用微過程控制方式，則可用μPC取代PC C.控制存儲(chǔ)器可以用ROM實(shí)現(xiàn) D.指令周期也稱為CPU周期 15.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,表征系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的部件是( D )。 A.程序計(jì)數(shù)器 B.累加計(jì)數(shù)器 C.中斷計(jì)數(shù)器 D.程序狀態(tài)字 16.下列說(shuō)法中，合理的是（ C ）。 A.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同，各機(jī)器周期的長(zhǎng)度均勻 B.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同，各機(jī)器周期的長(zhǎng)度可變 C.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變，各機(jī)器周期的長(zhǎng)度均勻 D.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變，各機(jī)器周期的長(zhǎng)度可變 17.下列敘述中，錯(cuò)誤的是( B )。 A.取指令操作是控制器固有的功能，不需要在操作碼控制下完成 B.所有指令的取指令操作都是相同的 C.在指令長(zhǎng)度相同的情況下，所有指令的取指操作都是相同的 D.一條指令包含取指、分析、執(zhí)行三個(gè)階段 18.下列說(shuō)法中，正確的是( C )。 A.加法指令的執(zhí)行周期一定要訪存 B.加法指令的執(zhí)行周期一定不訪存 C.指令地址碼給出存儲(chǔ)器地址的加法指令，在執(zhí)行周期一定訪存 D.指令地址碼給出存儲(chǔ)器地址的加法指令，在執(zhí)行周期不一定訪存 19.在控制器的控制信號(hào)中，兼容的信號(hào)是( C )。 A.可以相互替代 B.可以相繼出現(xiàn) C.可以同時(shí)出現(xiàn) D.不可以同時(shí)出現(xiàn) 20.下列敘述中，正確的是( B )。 A.控制器產(chǎn)生的所有控制信號(hào)稱為微指令 B.微過程控制比硬連線控制器更加靈活 C.微處理器的程序稱為微程序 D.指令就是微指令 21.CPU的基本功能是( F )。 A.指令控制 B.操作控制 C.時(shí)間控制 D.數(shù)據(jù)加工 E.異常處理和中斷處理 F.以上都是 22.當(dāng)今的CPU的基本部分包括( A ）。 A.運(yùn)算器、Cache和控制器 B.運(yùn)算器和控制器 C.運(yùn)算器和cache D.控制器和cache 23.保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令的寄存器是( B )。 A.PC B.IR C.DR D.AR 24.存放當(dāng)前CPU訪問的內(nèi)存單元地址的寄存器是( D )。 A.PC B.IR C.DR D.AR 二.簡(jiǎn)答 1.CPU有哪幾種控制方式？各有何特點(diǎn)？ ① 同步控制(集中控制或中央控制)：系統(tǒng)使用統(tǒng)一的時(shí)鐘控制所有的操作信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：對(duì)于簡(jiǎn)單指令會(huì)產(chǎn)生較多空閑時(shí)間，造成 較大數(shù)據(jù)的時(shí)間浪費(fèi)，影響了指令的執(zhí)行速度。 ②異步控制(分散控制或局部控制)：系統(tǒng)不使用統(tǒng)一的時(shí)鐘，各部件之間通過含 有答方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：采用不同時(shí)序，沒有時(shí)間上的浪費(fèi)，機(jī)器效率高。 缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜。 ③聯(lián)合控制：系統(tǒng)中將多數(shù)速度接近的指令采用同步控制，少數(shù)指令采用異步控 制。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于復(fù)雜指令若節(jié)拍數(shù)不夠，可采取延長(zhǎng)節(jié)拍等方法，滿足指令的要 求。 2.解釋：微命令與微操作、微指令與微地址、微周期、微程序。 ①控制部件向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令叫微命令。微操作是計(jì)算機(jī)中最基本的 不可再分解的操作。 ②微指令是控制存儲(chǔ)器中的一個(gè)單元的內(nèi)容，即控制字，是若干個(gè)微命令的集合。 存放微指令的控制存儲(chǔ)器的單元地址叫微地址。 ③從控制存儲(chǔ)器中讀取一條微指令并執(zhí)行它所需的全部時(shí)間，稱為微周期。 ④一系列微指令的有序集合，稱為微程序。 3.微指令編碼的幾種方法？ (1)直接表示法 (2)編碼表示法 (3)混合表示法 4.簡(jiǎn)述微程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程。 微程序控制由控制存儲(chǔ)器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三大部分組成，其中微指令寄存器分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分。 控制存儲(chǔ)器用來(lái)存放實(shí)現(xiàn)全部指令系統(tǒng)的微程序，它是一種只讀型存儲(chǔ)器。其工作過程是：每讀出一條微指令，則執(zhí)行這條微指令；接著又讀出下一條微指令，又執(zhí)行這一條微指令……。 微指令寄存器用來(lái)存放由控制存儲(chǔ)器讀出的一條指令信息。其中微地址寄存器決定將要訪問的下一條微指令的地址，而微命令寄存器則保存一條微指令的操作控制字段和判別測(cè)試字段的信息。 通常，微指令由控制存儲(chǔ)器讀出后直接給出下一條微指令的地址，稱為微地址，這個(gè)微地址信息存放在微地址寄存器中。如果微程序不出現(xiàn)分支，那么下一條微指令的地址就直接由微地址寄存器給出。當(dāng)微程序出現(xiàn)分支時(shí)，意味著微程序出現(xiàn)條件轉(zhuǎn)移。在這種情況下，通過判別測(cè)試字段落P和執(zhí)行部件的“狀態(tài)條件”反饋信息，去修改微地址寄存器的內(nèi)容，并按改好的內(nèi)容去讀下一條微指令。地址轉(zhuǎn)移邏輯就承擔(dān)了自動(dòng)修改微地址的任務(wù)。 三.填空 1.當(dāng)今的CPU的基本部分包括運(yùn)算器、Cache、控制器。 2.CPU單位時(shí)間內(nèi)能夠同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，稱為字長(zhǎng)。 3.CPU取出一條指令并執(zhí)行該條指令，都要完成一系列的操作，這一系列操作所需 要的時(shí)間我們叫做一個(gè)指令周期。 4.硬布線控制器中，時(shí)序信號(hào)通常采用主狀態(tài)周期-節(jié)拍電位-節(jié)拍脈沖三級(jí)體制。 5.常用的時(shí)序控制方式有同步控制、異步控制、聯(lián)合控制三種。 6.存儲(chǔ)在控制存儲(chǔ)器中的完成指令功能的程序，稱為微程序。 7.控制器存儲(chǔ)的控制代碼，分為操作控制部分和順序控制部分。這是對(duì)微指令的描述。 8.微命令是指控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令。它是計(jì)算機(jī)中最基本的、不可再分的命令單元。 9.一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序，一微程序包含若干微指令，一條微指令對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)微命令。 10.并行處理主要有三種形式：時(shí)間并行、空間并行、時(shí)間和空間并行。 第七章 課后練習(xí)題 一.單選 1.磁盤是一種以( C )方式存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。 A.隨機(jī)存取 B.順序存取 C.直接存取 D.只讀存取 2.在鍵盤接口中設(shè)置移位寄存器是為了實(shí)現(xiàn)( A )。 A.串→并轉(zhuǎn)換 B.并→串轉(zhuǎn)換 C.字節(jié)→字轉(zhuǎn)換 D.字→字節(jié)轉(zhuǎn)換 3.噴墨打印機(jī)屬于( D )。 A.擊打式 B.點(diǎn)陣式 C.熱敏式 D.以上都不是 3.CRT的分辨率為10241024像素，像素的顏色數(shù)為256，則刷新存儲(chǔ)器的容量是( B )。 A.512KB B.8MB C.256KB D.2MB 4.在顯示器的字符發(fā)生器中，存放的是( D )。 A.字符的ASCII編碼 B.字符行列碼 C.字符點(diǎn)陣代碼 D.字符掃描碼 5.計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備的字符發(fā)生器和存儲(chǔ)邏輯等一般在( C )。 A.主機(jī)內(nèi)部 B.顯示器內(nèi)部 C.顯示適配器 D.總線控制器中 6.在大多數(shù)磁盤中，以下說(shuō)法正確的是( C )。 A.各磁道的位密度相同 B.最外圈磁道的位密度最大 C.最內(nèi)圈磁道的位密度最大 D.寫入時(shí)選擇較高的位密度，以增加記錄信息；讀出時(shí)選擇較低的位密度，以 提高可靠性 7.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指( D )。 A.輸入/輸出設(shè)備 B.外存儲(chǔ)器 C.輸入/輸出設(shè)備及外存儲(chǔ)器 D.除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備 二.綜合應(yīng)用題 1.刷新存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱刷存)的重要性能指標(biāo)是其帶寬。實(shí)際工作中，顯示適配器的幾個(gè)功能部分要爭(zhēng)用刷存的帶寬。假設(shè)總帶寬50%用于刷新屏幕，保留50%帶寬用于其他刷新功能。 (1)若顯示工作方式采用分辨率為1024768，顏色深度為3B，刷新頻率為72Hz，計(jì)算刷存總帶寬應(yīng)為多少(要求寫出計(jì)算式子)？ (2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬，應(yīng)采取何種技術(shù)措施？ 解： (1)因?yàn)樗⑿滤鑾?分辨率每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度刷新速率，所以： 10247683B72/s=162MB 刷新總帶寬=162MB/s100/50=324MB/s (2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬，可采取如下技術(shù)措施： 使用DRAM芯片組成刷存 刷存采用多體交叉結(jié)構(gòu) 刷存至顯示控制器的內(nèi)部總線寬度由32位提高到64位，甚至128位 刷存采用雙端口存儲(chǔ)器，將刷新端口與更新端口分開。 2.一個(gè)雙面CD-ROM光盤，每面有100道，每道9個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇 區(qū)存儲(chǔ)512B，請(qǐng)求出光盤格式化容量。 3.某磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄面，每道記錄信息為12288B，最小磁道直徑為230mm，共有275道，請(qǐng)計(jì)算： (1)磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？ (2)最高位密度與最低位密度是多少？ (3)磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？ (4)平均等待時(shí)間是多少？ 4.有六種存儲(chǔ)器：主存、高速緩存、寄存器組、CD-ROM存儲(chǔ)器、MO磁盤和活動(dòng)頭硬磁盤存儲(chǔ)器，要求： (1)按存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)周期排出順序。 (2)將有關(guān)存儲(chǔ)器排列成一個(gè)存儲(chǔ)體系。 (3)指明它們之間交換信息時(shí)的傳送方式。 5.CRT的顯示適配器中有一個(gè)刷新存儲(chǔ)器，說(shuō)明其功能。刷存容量與什么因素有關(guān)？若CRT的分辨率為10241024像素點(diǎn)，顏色深度24位，計(jì)算刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？ 6.刷新存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬，若顯示工作方式采用分辨率為1024 768，顏色深度為24位，刷新速率(幀頻)為72Hz，請(qǐng)計(jì)算： (1)刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。 (2)刷新存儲(chǔ)器的帶寬。 第八章練習(xí)題 一.選擇 1.按不同的數(shù)據(jù)傳送格式，可將外圍接口劃分為兩類，即( D )。 A.中斷接口與DMA接口 B.直接傳送接口與查詢接口 C.同步接口與異步接口 D.并行接口與串行接口 2.在DMA方式中，“批量傳送結(jié)束”的監(jiān)測(cè)由下列選項(xiàng)中的( B )負(fù)責(zé)。 A.CPU B.DMA接口或DMA控制器 C.總線控制器 D.主存緩沖區(qū) 3.CPU響應(yīng)DMA請(qǐng)求一般是在( C )。 A.一段程序結(jié)束時(shí) B.一條指令結(jié)束時(shí) C.一個(gè)總線周期結(jié)束時(shí) D.一個(gè)時(shí)鐘周期結(jié)束時(shí) 4.在讀磁盤過程中，磁盤適配器向主機(jī)發(fā)出DMA請(qǐng)求是在( C )。 A.啟動(dòng)磁盤時(shí) B.尋道完成時(shí) C.扇區(qū)緩沖器滿時(shí) D.扇區(qū)緩沖器空時(shí) 5.在DMA傳送期間，總線控制權(quán)通常由( B )。 A.CPU掌握 B.DMA控制器掌握 C.主存掌握 D.外設(shè)掌握 6.下列選項(xiàng)中，( A )不是發(fā)生中斷請(qǐng)求的條件。 A.一條指令執(zhí)行結(jié)束 B.一次I/O操作結(jié)束 C.機(jī)器內(nèi)部發(fā)生故障 D.一次DMA操作結(jié)束 7.下列說(shuō)法正確的是( A )。 A.程序中斷過程是由硬件和中斷服務(wù)程序共同完成的 B.每條指令的執(zhí)行過程中，每個(gè)總線周期要檢查一次有無(wú)中斷請(qǐng)求 C.檢測(cè)有無(wú)DMA請(qǐng)求，一般安排在一條指令執(zhí)行過程的末尾 D.中斷服務(wù)程序的最后指令是無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 8.中斷向量地址是( C )。 A.子程序入口地址 B.中斷服務(wù)程序入口地址 C.中斷服務(wù)程序入口地址的地址 D.子程序入口地址的地址 9.設(shè)置中斷排隊(duì)判優(yōu)邏輯的目的是( B )。 A.產(chǎn)生中斷源編碼 B.使同時(shí)提出的請(qǐng)求中的優(yōu)先級(jí)別最高者得到及時(shí)響應(yīng) C.使CPU能方便地轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序 D.提高中斷響應(yīng)速度 10.DMA訪問主存時(shí)，讓CPU處于等待狀態(tài)，等DMA的一批數(shù)據(jù)訪問結(jié)束后，CPU再恢復(fù)工作，這種情況稱為( A )。 A.停止CPU訪問主存 B.周期挪用 C.DMA與CPU交替訪問 D.DMA 11.DMA訪問主存時(shí)，向CPU發(fā)出請(qǐng)求，獲得總線使用權(quán)時(shí)再進(jìn)行訪存，這種情況稱為( B )。 A.停止CPU訪問主存 B.周期挪用 C.DMA與CPU交替訪問 D.DMA 12.關(guān)于DMA方式，下面說(shuō)法正確的是( D )。 A.能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送，也能代替中斷方式 B.能向CPU請(qǐng)求中斷處理數(shù)據(jù)傳送 C.能取代中斷方式 D.不能代替中斷方式 13.DMA方式的接口電路中有程序中斷部件，其作用是( C )。 A.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送 B.向CPU提出總線使用權(quán) C.向CPU提出傳輸結(jié)束 D.發(fā)中斷請(qǐng)求 14.對(duì)于低速輸入輸出設(shè)備，應(yīng)當(dāng)選用的通道是( D )。 A.數(shù)組多路通道 B.選擇通道 C.DMA專用通道 D.字節(jié)多路通道 15.在中斷周期中，將允許中斷觸發(fā)器置“0”的操作是由( C )完成。 A.關(guān)中斷指令 B.開中斷指令 C.硬件 B.軟件 16