计算机组成原理和系统结构课后答案.docx

1.1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。1.2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。1.3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。略。1.4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。1.5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。1.6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答： 指 CPU 一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。1.7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。主存指的是CPU 能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。辅存指的是 CPU 不能直接访问，必须通过 I/O 接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u 盘等。1.8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1） 为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。（2） 计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。（3） 计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。（4） 处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O 设备做什么的部件。（5） 嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。（6） 在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7） 管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。（8） 将高级语言翻译成机器语言的程序。（9） 将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。（10） 计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。供选择的词或短语：1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）724计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？ 答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成1.9 冯·诺伊曼 Von Neumann 计算机的主要设计思想是什么？ 略。1.10 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？ 略。1.11 计算机软件包括哪几类？说明它们的用途。略。1.12 简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。略。1.13 通过计算机系统的层次结构学习，你对计算机系统有了怎样的了解？ 略。第二章2.1 数字信号和模拟信号的主要区别是什么？与模拟电路相比，数字电路有何特点？ 略。2.2 二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通？r答：大于二极管的正向特性存在死区电压V（硅二极管约为 0.7V，锗二极管约为 0.2V）2.3 三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？r答：当输入电压 Vi>0，且 Vi < 死区电压 V ，三极管处于截止状态。C CCEiBCCECC当输入电压 V 增大，基极电流 I 、集电极电流 I 随之增大，输入电压 V V I R 不断下降，当 V 降到 0.7V 以下时，发射结仍正向偏置，集电结则由反向偏置转为正向偏置，此时三极管进入饱和状态。2.4 双极型逻辑门和单极型逻辑分别是怎样形成的？它们各有何特点？ 略.2.5 实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门？ 答：与，或，非。2.6 分析图 241 所示的逻辑电路图，写出表达式并进行化简。F = AB(b) F=AD+C + BD2.7 请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。（1） F = AB + BC + BC + AB答： F = AB + AC + BC（2） F = AD + AD + AB + AC + BD + ACEF + BEF + DEFG答： F = A + C + BD + BEF2.8 分析图 242 所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。FFF2X0AX1B1X2CX3AA10图242 习题2. 8图图243 习题2.9 图2.8ABCF1F2A1A0X0X1X2X3F3答：00XXXXX001XXXXX110XXXXX211XXXXX图 242 是一个四选一电路2.9 分析图 243 所示的逻辑电路图，列出真值表，说明其逻辑功能。答：0000000110010100110110010101011100111111图 243 是一个一位全加器，A, B 为加数和被加数，C 为低位进位,F1 为和，F2 为产生的进位。（图中有错误，第 4 个与门的输入少了 A ）2.10 请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。（1） F = AB + ABD + AC + BCD（2） F = AC + AB + BCD + BCE + CDE答：（1） F = AC + AB（2） F = AB + BD + CE + AC2.11 简述组合逻辑电路的设计过程。略：2.12 用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。（1） F ( A, B, C, D) = å m(0,2,6,7,10,13,14,15) ；（2） F ( A, B, C, D) = åm(2,4,5,6,7,10) + åj (0,3,8,15) 。答：(1)F = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCDBC + CD + ABD + ABD = BCCDABDABD图略。(2) F = ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD +j( ABCD + ABCD + ABCD + ABCD )= AC + AB + BCD = AC ABBCD图略。2.13 用一位全加器组成 4 位并行进位加法器，其并行进位电路应该如何实现？略。2.14 请画出 74LS273 的典型用法的接线图。2.15 什么是三态门？一般应用在什么场合？ 略2.16 计算机中常用的寄存器有哪些？请说明如何使用？ 略2.17 请说明 74LS299 的功能及使用方法。略2.18 请说明 74LS161 的功能及使用方法。略移码（8 位） 11111111 10000000补码（8 位） 01111111 00000000对应的真值+1270编码对应的+255+128无符号数值3.1 求下列各数的十进制数值：习题 301111111 0000000011111111 100000001128+12708162（1）（2673）（2）（BDC）（3）（1011011101）答：.(1 )183.375， (2)189.75，(3 )91.6253.2 将下列十进制数转化为二进制、八进制和十六进制数据（小数取四位二进制有效数据）：（1）-28275（2）12346（3）-115/512（4）449375 答：2.序号十进制十六进制二进制八进制(1)-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6(2)123.467B.71111011.0111173.34(3)-115/512-0.3980.001110011-0.163(4)44.93752C.F101100.111154.743.3 写出下列各数的原码、反码和补码，机器数长度为8 位：（1）0（2）-127（3）-0.5（4）-19/128（5）100（6）23/64序号真值原码补码反码(1)000000000000000000000000010000000111111110.00000000.00000000.00000001.00000001.1111111(2)127111111111000000110000000(3)0.51.10000001.10000001.0111111(4)19/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.01011103.4 写出下列各机器数的二进制真值X：（1）X =0.1001 （2）X =1.1001（3）X =0.1101（4）X=1.1101补补原原（5）X =0.1011 （6）X =1.1011（7）X =0,1001（8）X =1,1001反反移移（9）X =1,0000000（10）X=1,0000000（11）X=1,0000000补反原（12）X =1,0000000移答：(1)0.1001(7)- 0111(2)-0. 0111(8)1001(3)+0.1101(9)- 1000 0000(4)-0.1101(10)- 01111111(5)+0.1011(11)- 00000000(6)-0.0100(12)000000003.5 设某机器数字长为 8 位，有两个数的 16 进制表示形式为 9CH 和 FFH，问：若它们分别表示为下列格式的机器数时，其对应的十进制真值是多少？（1） 无符号整数；（2） 原码表示的定点整数；（3） 原码表示的定点小数；（4） 补码表示的定点整数；（5） 补码表示的定点小数；（6） 反码表示的定点整数；（7） 移码表示的定点整数。无符号整数156255原码表示的定点整数-28-127原码表示的定点小数-(2-3+2-4+2-5) = 0.21875-(1-2-7)补码表示的定点整数-100-1补码表示的定点小数-(2-1+2-2+2-5)=-0.78325-2-7反码表示的定点整数-99-0移码表示的定点整数28127答：数9CH （10011100）FFH（11111111）n3.6 假设某规格化浮点数的尾数表示形式为M0.M1 M ，选择正确的答案写在横线上：（1）若尾数用原码表示，则尾数必须满足。(2)若尾数用补码表示，则尾数必须满足。AM0=0BM0=1CM1=0DM1=1 EM0.M1=0.0FM0.M1=1.1GM0.M1=0.1 或 M0.M1=1.0HM0.M1=1.0答：（1）D；（2）G3.7 浮点数的表示范围取决于的位数，浮点数的表示精度取决于的位数，浮点数的正负取决于，在浮点数的表示中是隐含规定的。A数符B阶符C尾数D阶码E阶码的底答：D, C, A, E3.8 设一浮点数格式为：字长 12 位，阶码 6 位，用移码表示，尾数 6 位，用原码表示， 阶码在前，尾数（包括数符）在后，则按照该格式：(1) 已知X=-25/64，Y=2.875，求数据X、Y 的规格化的浮点数形式。(2) 已知 Z 的浮点数以十六进制表示为 9F4H，则求Z 的十进制真值。答：（1）X=0.11001×2-1,X 1.11001×2011111浮X 0,11111 1.11001浮Y=0.10111×22 ,Y 0.10111×2100010浮Y 1,000100.10111浮（2）Z = 0.10100×2100111浮Z= 803.9 设一机器数字长 16 位，求下列各机器数的表示范围：（1） 无符号整数；（2） 原码表示的定点整数；（3） 补码表示的定点整数；（4） 补码表示的定点小数；（5） 非规格化浮点表示，格式为：阶码8 位，用移码表示，尾数8 位，用补码表示（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）；（6） 上述浮点格式的规格化浮点表示范围（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）。6 答：机器字长 16 位，下列各术的表示范围(1)无符号整数0216-1(2)原码定点整数(215-1) +2151(3)补码定点整数215 +2151(4)补码定点小数1 + 12-15(5)、(6)阶码八位，移码表示，尾数 8 位，补码表示非规格化最大数最小数最大负数最小正数浮点数(1-2-7)×2+127-1×2+127-2-7×2-1282-7 ×2-128规格化浮点数(1-2-7) ×2+127-1 ×2+127-(0.52-7 ) ×2-1280.5 ×2-1283.10 将下列十进制数转换为IEEE754 单精度浮点数格式：（1）3675（2）35/256 答：3.11 求下列各IEEE754 单精度浮点数的十进制真值：（1）43990000H（2）00000000H答：(1) X=(-1)0×(1.0011001) ×2135-127=(100110000)2=(304)10(2) X=(-1)0×(1.0000000) ×20-127=(2-127)103.12 在汉字系统中，有哪几种编码？它们各自有什么作用？ 略。3.13 汉字库中存放的是汉字的哪一种编码？汉字库的容量如何计算？ 答：汉字库中存放的是汉字字模码。汉字库的容量可按下列：存储每个汉字字模点阵所需的字节数×汉字数×点阵方法数。3.14 在一个应用系统中，需要构造一个包含了 100 个汉字的汉字库，假设采用 16×16 的汉字字形，问：该汉字库所占存储容量是多少字节？一篇由50 个汉字构成的短文， 需要占用多少字节的存储容量来存储其纯文本？答： 16×2×1003200 字节；2 ×50100 字节。3.15 汉字系统的几种编码中，对于某个汉字来说，是惟一的。A. 输入码B. 字模码C. 机内码答：C。3.16 若下面的奇偶校验码均正确，请指出哪些是奇校验码，哪些是偶校验码。（1）10110110（2）01111110 （3）11011000（4）10100001答：奇校验码：（1）、（4）；偶校验码：（2），（3）。3.17 在 7 位的ASCII 码的最高位前面添加一位奇（偶）校验位后，即可构成 8 位的ASCII 码的奇（偶）校验码。假设字符“A”的这样的奇（偶）校验码为41H，则它是（1）；字符“C”的这样的（1）是（2）。（1）：A.奇校验码B. 偶校验码（2）：A.43HB. 87HC. C3HD.86H答：（1）B;（2）C。318对于 3.6.2 节所介绍的k=8，r=4 的能纠错一位的海明码，若编码为 100110111100， 试判断该海明码是否有误，若有，请纠正，并写出其8 位正确的有效信息。答：100001113.19 试设计有效信息为 10 位的能纠错一位的海明码的编码和译码方案，并写出有效信息 0110111001 的海明码。答：k=10，r=4 的海明码的排列如下：编码:P = DÅ D Å D Å DÅ D Å DH1413HH12H11H10H9H HH876H5HH43H2H1D109DD8D7D6D5P DD443DP23D1P2P141098765P = DÅ D Å D Å DÅ D Å D310210P = D9876Å D Å D432431Å D Å D Å DP = D Å DÅ D Å DÅ D Å D1975421Å D译码:44109S =PÅ D33Å D109S =PÅ D S =P Å D Å DÅ D Å D8874Å D Å DÅ D Å DÅ D Å D6352Å D Å DÅ D Å D2211S =P10797Å D Å D Å D64315421Å D Å D Å D4 3 2 1指误字：S S S S效信息 0110111001 的海明码: 011011010011103.20 在 3.6.2 节所介绍有效信息为 8 位的能纠错一位的海明码基础上，思考如何改进， 使其能够达到检错两位并能纠错一位的校验能力。答：略设生成多项式为X3+X+1（即 1011B），请计算有效数据 10101 的 CRC 编码。答：1010101013.21 试分析 3.3 节介绍的三种奇偶校验、海明校验和CRC 校验三种校验码的检错纠错能力，它们的码距各为多少？答：奇偶校验码只能检错，可检单个、奇数个错，码距；海明校验可以纠一位错。CRC 校验可以纠一位错。3.22 在 Motorola 系列的微处理器中，数据存放在内存的规则是高位字节存放在低地址单元的，对照图 3.10 写出各数据在这种情况下的存储方式。略习题 4323设 X=0.1101，Y= -0.0110，求：（1）X（2）-X（3）2X（4）-2X补补补补（5）X/2（6）-X/2（7）Y（8）-Y补补补补（9）2Y（10）-2Y（11）Y/2（12）-Y/2补补补补（13）-Y/4补1.（1） X = 0.1101补（2） -X = 1.0011补（3） 2X = 1.1010溢出补（4） -2X = 0.0110溢出补（5）X/2 = 0.0110补（6）-X/2 = 1.1001补（7）Y = 1.1010补（8） -Y = 0.0110补（9） 2Y =1.0100补（10）-2Y =0.1100补（11）Y/2 =1.1101补（12）-Y/2 = 0.0010补(13)-Y/4 = 0.0001补3.24 已知X 和 Y，用变形补码计算X+Y 和X-Y，并指出运算结果是否溢出：（1）X=0.11011，Y=0.11111（2）X=-0.1101，Y=0.0110答：.（1）X+Y补： 溢出XY补= 1.11100（） X+Y补=1.1001XY溢出补：3.25 试使用两个 4 位二进制加法器和若干逻辑门电路，设计一位余3 码编码的十进制加法器。（提示：余 3 码加法的校正规则为：当余 3 码编码的两个数直接相加后，若结果有进位，则和数加 3 校正；否则和数减 3 校正）图在下不好画：略：4.4 使用原码一位乘法计算X*Y：（1）X=0.11101，Y=0.01111（2）X=-0.10011，Y=0.11010答： （）X*Y0.0110110011原（）X*Y 1.0111101110原4.5 使用补码Booth 乘法计算X*Y：（3）X=0.01111，Y=-0.11101（4）X=-0.10011，Y=-0.11010答：（）X*Y1.1001001101补（）X*Y0.0111101110补4.6 分别使用原码恢复余数除法和原码加减交替除法计算X/Y：（5）X=0.0111，Y=0.1101（6）X=0.1011，Y=-0.1110答：（）原码恢复余数除法:Qs原= 0.1000 ;R原=0.00001000原码加减交替除法:Qs = 0.1000;R =0.00001000原原（）原码恢复余数除法:Qs = 1.1100 ;R =0.00001000原原原码加减交替除法:Qs = 1.1100 ;R =0.00001000原原4.7 使用补码不恢复余数除法计算X/Y：（7）X=0.0111，Y=0.1101（8）X=0.1011，Y=-0.1110答：（）Qs = 0.1001;R =0.00001110补补（）Qs = 1.0011 ;R =0.00001100补补4.8 设浮点数的格式为：阶码 5 位，尾数 6 位，均用补码表示，请计算X+Y 和 X-Y。（阶码和尾数均用补码计算）。（9）X= -1.625，Y=5.25（10） X=15/64，Y= -29/256答：（）X=0.11010×20001, Y=0.10101×20011XY0,00100.11101;X+Y=0.11101×20010补XY0,00111.00101;X-Y=0.11011×20011补（） X=0.1111×2 - 0010, Y=0.11101×2 - 0011XY1,11010.11111; X+Y=0.11111×2 - 0011补XY1,11110.10110;X-Y=0.10110×2 - 0001补4.9 设浮点数的格式为：阶码5 位，用移码表示，尾数6 位，用补码表示，请计算X*Y 和X/Y（阶码用移码计算，尾数用任何一种机器数的串行乘除算法计算）。（11） X=5.25，Y= -1.625（12） X= -29/256，Y=15/64答：（） X×Y浮=1,01001.01111;X*Y=0.10001×20100X/Y浮= 1,00101.00111;X/Y=0.11001×20010（） X×Y浮=0,10111.00101;X*Y=0.11011×2-0101X/Y浮= 0,11111.00001;X/Y=0.11111×2-00013.26 假设浮点数加减运算时，尾数采用变形补码（模4 补码）进行运算，运算结果形式为：MS1 MS2.M1 Mn，选择正确的答案写在横线上：（1） 若尾数运算结果形式满足条件时，结果需要左规；（2） 若尾数运算结果形式满足条件时，结果需要右规（1 次）；（3） 若尾数运算结果形式满足条件时，结果不需要规格化； AMS1MS2.M1=00.0BMS1MS2.M1=00.1CMS1MS2.M1=01.0 DMS1MS2.M1=01.1EMS1MS2.M1=10.0FMS1MS2.M1=10.1 GMS1MS2.M1=11.0HMS1MS2.M1=11.1答：（）A, H（）D,E,F（）B3.27 浮点数运算的溢出判断，取决于。A尾数是否上溢B尾数是否下溢C阶码是否上溢D阶码是否下溢答：C328设X =X0.X1X ，X 必须满足条件时，X 左移一位求 2X 时，才不补n会发生溢出。AX0.X1=0.0BX0.X1=1.1CX0.X1=0.1DX0.X1=1.0答：A, B3.29 设机器字长 8 位，若机器数 DAH 为补码，则算术左移一位后为 ，算术右移 一 位 后 为 。AB4HBB5HCF4HD6DHEEDH答：A, E3.30 在计算机内，减法一般用来实现。A二进制减法器B十进制减法器C二进制加法器D十进制加法器答：C3.31 设某运算器由一个加法器、两个暂存器 A 和 B（D 型边沿寄存器）、一个状态寄存器、一个二选一多路选择器构成，如图 4.29 所示。加法器具有 F=A、F=B 和 F=A+B 这 3 种功能；A、B 均可接收加法器的输出，A 还可以接收外部输入数据D。问：（1） 描述外部数据D 传送到暂存器B 的过程，写出发送的信号序列。（2） 如何实现操作A+BA 和A+BB？写出发送的信号序列。（3） 可以实现操作D+AA 和D+BB 吗？如果可以，请写出发送的信号序列。（4） 若 A、B 均为锁存器（电平触发的寄存器），那么实现操作 A+BA 和 A+BBFLAGS加法器F=A F=B F=A+BCPF时有问题吗？为什么？ABCPAABCPBS D二选一4.29 习题 4.15 图示答：（）传送过程：，。控制信号：0（选），CPA, A,F=A,S=1(选)（）A,B,F=A+B,S=(选)，CPAA,B,F=A+B,CPB（）S=0(选D),CPA,A,B,F=A+B,S=(选)，CPAS=0(选D),CPA,A,B,F=A+B,CPB（）结果不对。加法器会多次运算。3.32 如果将例 4.12 中的两条指令修改如下，试写出运算结果及其标志位，并分析各标志的意义。MOVAL，7FHADDAL，80H答：（AL）=FFH； ZF=0：因为运算结果非零； CF=0：因为加法运算的最高位没产生进位，OF=0：因为C1C =0，表明有符号数运算发生没溢出，fSF=1：因为运算结果的最高位为 1, PF=1：结果中“1”的个数为偶数个，所以PF=1。3.33 如果将例 4.12 中的两条指令修改如下，试写出运算结果及其标志位，并分析各标志的意义。MOVAL，7FHSUBAL，1答：（AL）=7EH； ZF=0：因为运算结果非零； CF=0：因为加法运算的最高位没产生借位，OF=0：因为C1C =0，表明有符号数运算发生没溢出，fSF=0：因为运算结果的最高位为 0,PF=0：结果中“1”的个数为奇数个，所以PF=0。第五章5.1 说明主存储器的组成，并比较 SRAM 和DRAM 有什么不同之处？为什么DRAM的地址一般要分两次接收？ 略。5.2 有一个 64K×16 位的存储器，由 16K×1 位的 DRAM 芯片（芯片内是 128×128 结构）构成，存储器读/写周期为 500ns，问：（1） 需要多少片DRAM 芯片？（2） 采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？（3） 如果用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少时间？ 答：（）64;（）15.625 微秒（）64 微秒5.3 某机字长 16 位，CPU 地址总线 18 位，数据总线 16 位，存储器按字编址，CPU 的控制信号线有：MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。试问：（1） 该机可以配备的最大主存容量为。（2） 该机主存采用 64K×1bit 的 DRAM 芯片（内部为 4 个 128×128 阵列）构成最大主存空间，则共需 个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信 号 的 周 期 为 。（3） 若为该机配备 2K×16 位的Cache，每块 8 字节，采用 2 路组相联映象，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为 462EH，则该地址可映象到Cache 的哪一组？（4） 已知该机已有 8K×16 位的ROM 存储器，地址处于主存的最高端；现在再用若干个 16K×8 位的SRAM 芯片形成 128K×16 位的RAM 存储区域，起始地址为 00000H， 假设 SRAM 芯片有CS#（片选，低电平有效）和WE#（写使能，低电平有效）信号控制端；试写出 RAM、ROM 的地址范围，并画出 SRAM、ROM 与 CPU 的连接图，请标明SRAM 芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接。答：（）256KW（）64,15.625 微秒高位字块标记(位)组地址(位)块内地址(位)（）（）略5.4 设有一个 4 体交叉存储器，在使用时经常遇到连续访问同一个存储体的情况，会产生怎样的结果？答：存储器带宽降低。5.5 某计算机的存储系统由 Cache、主存和用于虚拟存储的磁盘组成。CPU 总是从Cache 中获取数据。若所访问的字在Cache 中，则存取它只需要20ns，将所访问的字从主存装入 Cache 需要 60ns，而将它从磁盘装入主存则需要 1200ms。假定 Cache 的命中率为90%，主存的命中率为 60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间。答：48.0098ms5.6 CPU 执行一段时间时，cache 完成存取的次数为 3900 次，主存完成的存取次数为100 次，已知 cache 的存储周期为 40ns，主存的存储周期为 240ns。求 cache/主存系统的效率和平均访问时间？答：e=3900/4000=97.5%Ta=45ns5.7 某处理器包含一片内Cache，容量为 8K 字节，且采用 4 路组相联结构，块的大小为 4 个 32 位字。当 Cache 未命中时，以分组方式从主存读取 4 个字到 Cache，假定主存容量为 16M 字节。请说明：（1） Cache 共分多少组？高位字块标记(13 位)组地址(7 位)块内地址(4 位)（2） 写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数； 答：(1) 128 组;(2)5.8 计算机主存容量为 256K 字，Cache 为 8K 字。主存与Cache 之间按组相联映射， Cache 的每组有 4 个行，每行有 64 个字。假设开始时Cache 为空，CPU 按顺序从主存地址为 0，1，2， ，8447 单元执行“取“操作（不命中时，采用将主存中含有该字的块送入 Cache 后，再从Cache 中把需要的字读出送CPU 的方法），然后又重复执行 20 次。设 Cache 存取时间为主存的 1/10。替换使用LRU 算法，请计算上述操作总的存取时间与不用Cache 相比，速度提高多少倍？答：约 4.965 倍5.9 简述虚拟存储器的含义和作用。略。习题六6.1 指令包括哪几部分？各表示什么含意？ 略。6.2 在一地址指令、二地址指令中，如何指定二个操作数地址？如何存放操作结果？ 略。6.3 简述指令操作码的扩展技术的基本方法。略。6.4 某机器字长 16 位，采用单字长指令，每个地址码6 位。试采用操作码扩展技术， 设计 14 条二地址指令，80 条一地址指令，60 条零地址指令。请给出指令编码示意图。1（7 分）l 14 条双地址指令：操作码（4 位） 地址码A1(6 位)地址码A2(6 位)操作码: 000000001101l 80 条单地址指令：操作码（10 位）地址码 A（6 位）操作码:1110××××××（64 条中可选择前 63 条） 1111××××××（64 条中可选择前 17 条）60 条零地址指令：操作码（16 位）操作码: 1111111111××××××（64 条中选择 60 个编码即可） 其他编码方案，只要符合操作码扩展技术都可以6.5 什么是指令字长？什么是机器字长？它们之间有何关系？ 略：6.6 确定寻址方式的目的是什么？ 略6.7 请说明间接寻址和直接寻址的不同。略。6.8 简述变址寻址和基址寻址的主要区别。略。6.9 单项选择题（1） 寄存器间接寻址方式中，操作数在（）中。A. 程序计算器B. 堆栈C. 寄存器D. 主存答：D（2） 堆栈常用于（）。A. 数据移位 B. 程序转移C. 保护程序现场D. 输入、输出答：C（3） 单地址指令中，为了完成两个数的算术运算，除