计算机组成原理-唐朔飞-习题解答(共28页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上习题解答（唐朔飞版）第一章 思考题与习题1什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？2如何理解计算机系统的层次结构？3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。4如何理解计算机组成和计算机体系结构？5冯诺依曼计算机的特点是什么？6画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。7解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。8解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。9

2、根据迭代公式，设初态y0=1，要求精度为，试编制求的解题程序（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。10指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？第一章 计算机系统概论习题答案1、答：计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸的着的各种电子元器件，各类光电、机设备的实物组成，如主机、外设等。软件时看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成，用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机硬件系统工作的程序集合。软件和硬件都很重要。2、答：从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的不同级组成，每一个上

3、都能进行程序设计。由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持合执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持合执行，还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。3、答：机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令，高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于数学的语言，直观，通用，与具体机器无关。4、答：计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，

4、它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等等，大都属于抽象的属性。5、答：特点是：(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置(5) 指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，

5、在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。6、答：见下图主存储器CPUACCMQALUX存储体MARMDRCU控制单元IRPCI/O运算器用来完成算术和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存再运算器内，它内部各部分用途如下：ACC：累加器，用于存放操作数，如被加数及和，被减数及差，乘积高位、被除数及系数等。MQ：乘商寄存器，用于存放乘数及乘积地位、商。X：操作数寄存器，用于存放加数、减数、被乘数、除数。ALU：算逻部件，用来完成算术逻辑运算。控制器用来控制，指挥程序和数据的输入，运行以及处理运算结果。它内部各部分用途

6、如下：CU：控制但愿，用来分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。PC：程序计数器，用来存放当前欲执行指令的地址，而且具有计数功能。IR：指令寄存器，存放当前指令。存储器：用来存放数据和程序。它内部各部分用途如下：MAR：存放欲访问的存储但愿和地址。MDR：存放从存储体某但愿取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码。硬件的主要技术指标：(1) 机器字长：指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数存储单元个数存储字长(3) 运算速度：主频、Gibson法、MIPS每秒执行百万条指令、

7、CPI执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS每秒浮点运算次数7、答：主机：中央处理器，CPU与主存储器合起来称为主机。CPU：运算器合控制器合起来称为中央处理器。主存：是存储器子系统的一类，用来存放程序合数据，可直接与CPU交换信息。存储单元：由若干个连续的存储元件构成，是组成存储体的单位存储(基)元：即存储元件，是构成存储单元的单位，每个存储(基)元只能寄存一位二进制代码0或1。存储字：一个存储单元可存储一串二进制代码，称这串二进制代码为一个存储字。存储字长：存储字所对应的二进制代码的个数称为存储字长。存储容量：存储单元个数存储字长，存储容量包括主存容量合辅存容量。机器字长：指CPU一次能处

8、理数据的位数，通常与CPU寄存器位数有关。指令字长：一条指令在计算机中用一串二进制代码表示，此二进制代码的个数称为指令字长。8、答：CPU: central processing unit 中央处理器PC: program counter 程序计数器IR: instruction register 指令寄存器CU: control unit 控制单元ALU: arithmetic logic unit 算术逻辑运算单元ACC: accumulator 累加器MQ: multiplier-quotient register 乘商寄存器X: 操作数寄存器MAR: memory address re

9、gister 存储器地址寄存器MDR: memory data register 存储器数据寄存器I/O: input/output equipment 输入与输出设备MIPS: million instruction per second 每秒执行百万条指令CPI: cycle per instruction 执行一条指令所需的时钟周期数FLDPS: floating point operation per second 每秒浮点运算次数来衡量运算速度。9、答：主要有以下步骤：(1) 取X到ACC(2) 加1存于ACC(3) 除2存于MQ，又MQ主存单元m(4) 取X到ACC(5) 将y1从

10、m中取出，执行mX，ACCXMQ，得x/yn(6) MQACC，执行ynx/yn，即ACCXACC(7) 除2得结果于MQ，又MQACC，MQm(8) ACCXACC，然后判断ACC与的大小，若|ACC|则到(9)，否则返回(5)(9) 打印m(10) 停机10、答：在取指阶段从存储器取出的信息即为指令，在执行阶段从存储器取出的信息为数据。第三章 思考题与习题1什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点？2总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分几类？它们各有何作用？是单向的还是双向的？它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？3常用的总线结构有几种？不

11、同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。4为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？5解释下列概念：总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。6试比较同步通信和异步通信。7画图说明异步通信中请求与回答有那几种互锁关系？8为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点？9分离式通信有何特点？主要用于什么系统？10为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？11画一个具有双向传送功能的总线逻辑图。12设数据总

12、线上接有A、B、C、D、四个寄存器，要求选用合适的74系列芯片，完成下列逻辑设计：（1）设计一个电路，在同一时间实现DA、DB和DC寄存器间的传送；（2）设计一个电路，实现下列操作：T0 时刻完成D总线；T1 时刻完成总线A；T2 时刻完成A总线；T3 时刻完成总线B。第三章 系统总线习题部分答案1、答： 总线是连接多个部件的信息传输线，是个部件共享的传输介质。 总线传输特点：在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为减轻总线上的负载，各种I/O设备要通过I/O接口接在总线上，而且还要通过三态门挂在总线上，没有数据交换时置成高阻态。2、答：分类：

13、按数据传输方式，可分为并行传输总线和串行传输总线。 按使用范围，可分为计算机总线，控制总线，网络通信总线。 按连接部件，可分为片内总线，系统总线，通信总线。系统总线指CPU，主存，I/O各大部件之间的信息传输线，按系统总线传输信息的不同，分为数据总线，地址总线，控制总线。数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，其位数与机器字长，存储字长有关，一般为8位，16位或32位。地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址，是单向传输的，其位数与存储单元的个数有关（几次幂的关系）控制总线：用来发出各种控制信号的，对任意控制线，是单向的；对与机器字长，存储字长，存储单

14、元无关系。3、答：常用的总线结构有单总线结构，双总线结构，三总线结构，四总线结构。 单总线结构：将CPU，主存，I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O之间或I/O与主存之间直接交换信息。因为所有的传送都通过这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈，不允许两个以上部件在同一时刻向总线传输信息，必然会影响系统工作效率的提高，其结构图见课本图3.2ISA.EISA总线是单总线结构 双总线结构：双总线结构的特点是将速度较低的设备从总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开的结构，见课本图3.5。途中通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理的功能，系统的

15、吞吐能力可以相当大。如果将不同速率的I/O设进行分类，然后将它们连接在不同的通道上，将成为总线结构。 三总线结构：图3.6：主存总线用于CPU与主存间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息，DMA总线用于高速外设（磁盘，磁带等）与主存之间直接交换信息。图3.7:处理器于高速缓冲存储器Cache之间怎叫一条局部总线，Cache可以通过系统总线与主存传输信息，I/O 与主存之间也不必通过CPU。还有一条扩展总线，可以支持相当多的I/O设备。四总线结构（见图3.8）在三总线基础上，增加一条与计算机系统机密相连的高速总线，这种结构对高速设备而言，其自身的工作可以很少依赖处理器，同时他们又比

16、扩展总线上的设备更贴近处理器。4、答： 如多个主设备同时要使用总线时，就由总线控制器的判优，仲裁逻辑按一定的优先级顺序，确定那个主设备能使用总线，只有获得总线使用权的主设备才能开始传送数据。 常见的集中式总线控制有三种 链式查询：其特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感。 计数器定时查询：其特点是，计数可以从“0”开始，此时设备的优先次序是固定的，计数也可以从终止点开始，既是一种循环方式，此时设备使用总线的优先级相等，计数器的初始值还可以由程序设置，故优先次序可以改变。此外，对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了主控线数，控制也较复杂。 独

17、立请求方式：其特点是：响应速度快，优先次序控制灵活（通过程序改变），但控制线数量多，总线控制更复杂。 独立请求方式响应时间最快，链式查询对电路故障最敏感。第四章 思考题与习题1解释下列概念主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory2计算机中哪些部件可用于存储信息，请按其速度、容量和价格/位排序说明。3存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次？4说明存取周期和存取时间的区别。5什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少

18、？6某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。7一个容量为16K32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K4位，2K8位，4K4位，16K1位，4K8位，8K8位8试比较静态RAM和动态RAM。9什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。10半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？11画出用10244位的存储芯片组成一个容量为64K8位的存储器逻辑框图。要求将64K分成4个页面 将存储器分成若干个容量相等的区域，每一个区域可看作一个页面。，每个页面分16组，

19、指出共需多少片存储芯片。12设有一个64K8位的RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。13某8位微型机地址码为18位，若使用4K4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？14设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用（低电平有效）作访存控制信号，作读

20、写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：ROM（2K8位，4K4位，8K8位），RAM（1K4位，2K8位，4K8位）及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求：（1）最小4K地址为系统程序区，409616383地址范围为用户程序区；（2）指出选用的存储芯片类型及数量；（3）详细画出片选逻辑。15CPU假设同上题，现有8片8K8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM的地址范围；（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始

21、地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？16反映主存和外存的速度指标有何不同？17某机字长16位，常规的存储空间为64K字，若想不改用其他高速的存储芯片，而使访存速度提高到8倍，可采取什么措施？画图说明。18什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？19计算机中设置Cache的作用是什么？能不能把Cache的容量扩大，最后取代主存，为什么？20Cache做在CPU芯片内有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处？21设某机主存容量为4MB，Cach

22、e容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即 Cache 每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、 99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍?22简要说明提高访存速度可采取那些措施？23画出NR、NRZ、NRZ1、PE、FM写入数字串的写入电流波形图。24以写入为例，比较调频制和改进调频制的写电流波形图。25画出调相制记录的驱动电流、

23、记录磁通、感应电势、同步脉冲及读出代码等几种波形。26磁盘组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400 位/cm，转速2400 转/分，问：（1）共有多少存储面可用？（2）共有多少柱面？（3）盘组总存储容量是多少？（4）数据传输率是多少？27某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：（1）磁盘存储器的存储容量；（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（3）磁盘数据传输率；（4）平均等待时间。28磁表面存储器和光盘存储器记录信息的原

24、理有何不同？29试从存储容量、存取速度、使用寿命和应用场合方面比较磁盘、磁带和光盘存储器。30写出1100、1101、1110、1111对应的海明码。（1）按配偶原则配置；（2）按配奇原则配置。31已知接受到的海明码（按配偶原则配置）为，检查上述代码是否出错？第几位出错？32已知接收到下列海明码，分别写出它们所对应的欲传送代码。（按偶性配置）；（按偶性配置）；（按偶性配置）；（按奇性配置）；（按奇性配置）；（按奇性配置）；33欲传送的二进制代码为，用奇校验来确定其对应的海明码，若在第六位出错，说明它的纠错过程。34为什么海明码纠错过程中，新的检测位P4P2P1的状态即指出了编码中错误的信息位？

25、35设有效信息为1100，试用生成多项式G(x) = 1011，将其编成循环冗余校验码。36有一个（7，4）码，其生成多项式G(x)= x3 + x + 1，写出代码1001的循环冗余校验码。第四章 存储器习题部分答案1、答：主存：与CPU直接交换信息，用来存放数据和程序的存储器。辅存：主存的后援存储器，用来存放当前暂时不用的程序和数据，不予CPU直接交换信息。CACHE：为了解决CPU和主存的速度匹配，提高访存速度的一种存储器，它设在主存与CPU间，起缓冲作用。RAM：可读可写存储器，是随机存取的，在程序执行过程中既可读出也可写入，而且存取时间与存储单元所在位置无关。SRAM：静态RAM，以

26、触发器原理寄存信息。DRAM：动态RAM，以电容充放电原理寄存信息。ROM：只能对其存储的内容读出，而不能对其写入的只读存储器。PROM：可实现一次性编程的只读存储器。EPROM：可擦洗可编程的只读存储器，用紫外线照射进行擦写。EEPROM：用电气方法进行擦写的可擦洗可编程的只读存储器。CDROM：只读型光盘，此中光盘内数据程序由厂家事先写入，用户只能读出，不能修改或写入新的内容。Flash Memory：快擦型存储器，是性能价格比号，可靠性高的可擦写非易失型存储器。2、答：计算机中有以下部件可以存储信息：寄存器、缓存、主存、磁盘、磁带等。速度上：寄存器缓存主存磁盘磁带容量上：寄存器缓存主存磁

27、盘缓存主存磁盘磁带3、答：(1) 存储器的层次结构主要体现在：缓存主存和主存缓存这两个存储层次上。(2) 从CPU的角度来看，缓存主存这一层次的速度接近于缓存，高于主存，其容量和位价却接近于主存。从主存缓存这一层次，其速度接近于主存，容量接近辅存，平均位价也接近于辅存，从而解决了速度、容量、成本这三者间的矛盾。(3) 主存与缓存之间的数据调动是由硬件自动完成的，CPU不能直接访问辅存，辅存只能与主存交换数据，他们之间的信息调动均由硬件和操作系统来实现。4、答：存取周期：是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需的最小间隔时间。存取时间：是指启动一次存储器操作（读或写）到完成

28、该操作所需的全部时间。由概念可知，这两个概念是有很大区别的，通常存取周期大于存取时间。5、答：(1) 存储器带宽：每秒从存储器进出信息的最大数量。(2) 带宽32bit/200ns160M位/秒7、答：因为容量为16K32，所以需地址线14根，数据线32根，总和是46根。需要128片1K4，32片2K8，32片4K4，32片16K1，16片4K8，8片8K88、答：静态RAM是触发器存储信息，因此即使信息读出后，它仍保持其原状态，不需要在城，但电源掉电时，原存信息丢失。动态RAM靠电容存储电荷的原理来寄存信息，即使电源不掉电，信息也会自动消失。动态RAM的优点： 在同样大小的芯片中，动态RAM

29、的集成度远高于静态RAM，如动态RAM的基本单元电路为一个MOS管，静态RAM的基本单元电路为六个MOS管； 动态RAM行、累地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少； 动态RAM的功耗仅为静态RAM的1/6；动态RAM的价格仅为静态RAM的1/4动态RAM的缺点： 由于使用动态元件，因此他的速度比静态RAM低； 动态RAM需要再生，故需配置再生电路，也需要消耗一部分功率。15、答：(1) 见下图(2) 第一片0000H1FFFH，第二片2000H3FFFH，第八片E000HFFFFH(3) 说明译码器有误，第六根线的输出始终是0。24、答：见下图30、答：配奇：，配偶：，31、答：

30、第6位错，第7位错，第3位错，第4位错32、答：欲传送代码是1000，欲传送代码是0110，欲传送代码是0001，欲传送代码是1000，欲传送代码是0010，欲传送代码是100135、答：36、答：第五章 思考题与习题1. I/O有哪些编址方式？各有何特点？2. 简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？3. I/O与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。4. 试比较程序查询方式、程序中断方式和 DMA方式对CPU工作效率的影响。5. 图形显示和图像显示有何区别？6. 字符显示器的接口电路中配有缓冲存储器和只读存储器，各有何作用？7. 试比较针

31、式打印机、激光打印机和喷墨打印机。8. 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为一位起始位、七位数据位、一位检验位和一位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？9. 什么是多媒体技术？简要说明研制多媒体计算机的关键技术。10. 什么是 I/O接口？为什么要设置 I/O接口？I/O接口如何分类？11. 简述 I/O接口的功能和基本组成。12. 结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。13. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。14. 在什么条件下，I/O设备可以向CPU提出中断请求？15. 什么是中断允许触发器？它有何作用？16

32、. 在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？17. 某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个输入数据，CPU就要中断处理一次，将取样的数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需P秒。此外，缓冲区内每存储N个数据，主程序就要将其取出进行处理，这个处理需Q秒。试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求？18. 试用键盘设备为例，结合中断接口电路，说明其工作过程。19. 在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时，磁盘申请中断请求。试问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行？为什么？20. 试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程，说

33、明他们不同的原因。21. DMA方式有何特点？什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式，举例说明。22. CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？为什么？23. 结合DMA接口电路说明其工作过程。24. DMA的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同，画图说明。 25. 假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40K次/秒，而相应的中断处理程序其执行 时间为40s，试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？26. 设磁盘存储器转速为3 000转分，分8个扇区，每扇区存储1K字节，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。假设一

34、条指令最长执行时间是 25s，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？27. 试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。（1） 数据传送依赖软件还是硬件：（2） 传送数据的基本单位：（3） 并行性；（4） 主动性；（5） 传输速度；（6） 经济性；（7） 应用对象。28. 解释周期挪用，分析周期挪用可能会出现的几种情况。29. 试从五个方面比较程序中断和 DMA方式有何区别。30. 什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？第五章 输入输出系统习题部分答案1、答：I/O的编制方式有两种：统一编址和不统一编址。统一编址就是将I

35、/O地址看作是存储器地址的一部分。不统一编址就是将I/O地址和存储器地址分开，所有对I/O的访问必须有专用的I/O指令。统一编址占用了存储空间，减少了主存容量，但无需专用的I/O指令。不统一编址由于不占用主存空间，所以不影响主存容量，但是需要设置I/O专用指令。2、答：CPU与I/O之间传递信息可以采用以下3种联络方式。第一种是立即响应方式，它适用于一些工作速度十分缓慢的I/O设备。第二种是异步工作采用应答信号联络，这种方式适用于I/O设备与主机工作速度不匹配时的情况。第三种是同步工作采用同步时标联络，这种方式用于I/O设备与CPU的工作速度完全同步。3、答：(1) 程序查询方式。特点是主机与

36、I/O串行工作，CPU启动I/O后，时刻查询I/O是否准备好，若设备准备就绪，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；若设备没有准备就绪，则CPU反复查询，踏步等待，直到I/O准备就绪为止，这种方式CPU效率很低。(2) 程序中断方式。特点为主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后，不必时刻查询I/O是否准备好，而是继续执行程序，当I/O准备就绪时，向CPU发出中断信号，CPU在适当的时候相应I/O的中断请求，暂停现行的程序为I/O服务，此方式消除了踏步现象，提高了CPU的效率。(3) DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作，主存和I/O之间有一条直接数据通路，CPU启动I/O后，不必

37、查询I/O是否准备好，当I/O准备就绪后，发出DMA请求，此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交换，只是把外部总线的使用权暂时交付DMA，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断现行程序，只需暂停一个存取周期访存，CPU效率更高。(4) 通道方式，通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU把部分权力下放给通道，由它实现对外围设备的同意管理和外围设备与内存之间的数据交换，大大提高了CPU的效率，但是它是以花费更多的硬件为代价的。(5) I/O处理机方式。他是通道方式的进一步发展，CPU将I/O的操作以及外围设备的管理全部给I/O处理机，其实质是多机系统，因而效率有很大的提高。4、答：程序查询方式

38、要求CPU时刻查询I/O，直到I/O准备好为止，这种方式CPU工作效率很低。程序中断方式比程序中断方式提高了CPU的工作效率，消除了“踏步”现象。DMS方式中CPU的工作效率是这三种之中最高的一个。CPU启动I/O后，不必查询I/O是否准备好，当I/O准备就绪后，发出DMA请求，此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交换，只是把外部总线的使用权暂时交付DMA，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断现行程序，只需暂停一个存取周期访存，CPU效率更高。5、答：图形显示器是用点、线、面组合而成的平面或立体图形。并可以做平移、比例变化、旋转、坐标变换、投影变换、透视变换、透视投影、轴侧投影、单点透

39、视、两点或三点透视以及隐线处理等操作。主要用于CAD和CAM等。图形显示器所显示的图形是由计算机用一定的算法形成的点、线、面、阴影等，它来自主观世界，因此又称主观图像或叫做计算机图像。图像显示器所显示的图像通常来自客观世界，故又称客观图像。图像显示器是把由计算机处理后的图像，以点阵列的形式显示出来。6、答：(1) 缓冲存储器做为显示存储器，存放欲显示的字符的ASII码，其容量与显示屏能显示的字符个数有关，每个字符所在存储单元的地址与字符所在荧光屏上的位置一一对应。(2) 只读存储器做为字符发生器，将ASII码转变为一组光点矩阵信息ROM的个数与显示器所能显示的字符种类有关。7、答：针式打印机、

40、激光打印机和喷墨打印机都配有一个字符发生器，它们的共同特点是都能将字符编码信息变为点阵信息，不同的是这些点阵信息的控制对象不同。点阵针式打印机的字符点阵用于控制打印机的驱动电路；激光打印机的字符点阵脉冲信号用于控制激光束；喷墨打印机的字符点阵信息控制墨滴的运动轨迹。此外，点阵针式打印机是属于击打式打印机，可以逐字打印也可以逐行打印，喷墨打印机只能逐字打印，激光打印机数据页式输出设备，后两种都属于非击打式打印机。不同种类的打印机其性能和价格差别很大，用户可以根据不同的需要合理选用。要求印字质量高的场合可以选用激光打印机；要求价格便宜的或是只需要具有文字处理功能的个人用计算机，可配置串行点阵针式打

41、印机；要求处理的信息量很大，速度要求快，应该配置行式打印机或是高速激光打印机。8、答：数据传送速率为480(1711)4800位/秒9、答：多媒体技术是指强调计算机与声音、活动图像和文字相结合的技术。多媒体技术的关键技术主要有：视频和音频数据的压缩和解压缩技术、多媒体专用芯片、大容量存储器、适用于多媒体技术的软件。第六章 思考题与习题1最少用几位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数？2已知X=0.a1a2a3a4a5a6(ai为0或1)，讨论下列几种情况时ai各取何值。 （1）X （2）X （3）X3设x为整数，x补=1,x1x2x3x4x5，若要求xy补，是否有xy？9当十六进制数9B和

42、FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）。10在整数定点机中，设机器数采用一位符号位，写出0的原码、补码、反码和移码，得出什么结论？11已知机器数字长为4位（其中1位为符号位），写出整数定点机和小数定点机中原码、补码和反码的全部形式，并注明其对应的十进制真值。12设浮点数格式为：阶符1位、阶码4位、数符1位、尾数10位。写出、7.375、-86.5所对应的机器数。要求 （1）阶码和尾数均为原码； （2）阶码和尾数均为补码； （3）阶码为移码，尾数为补码。13浮点数格式同上题，当阶码基值分别取2和16时， （1）说明2和16在浮点数中如

43、何表示。（2）基值不同对浮点数什么有影响？（3）当阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式，给出两种情况下所能表示的最大正数和非零最小正数真值。14设浮点数字长为32位，欲表示6万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？15什么是机器零？若要求全0表示机器零，浮点数的阶码和尾数应采用什么机器数形式？16设机器数字长为16位，写出下列各种情况下它能表示的数的范围。设机器数采用一位符号位，答案均用十进制表示。 （1）无符号数； （2）原码表示的定点小数； （3）补码表示的定点小数； （4）补码表示的定点整数； （

44、5）原码表示的定点整数； （6）浮点数的格式为：阶符1位、阶码5位、数符1位、尾数9位（共16位）。分别写出其正数和负数的表示范围； （7）浮点数格式同(6)，机器数采用补码规格化形式，分别写出其对应的正数和负数的真值范围。17设机器数字长为8位（包括一位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。 x原=0.；x补=0.；x反=1.； x原=1.；x补=1.；x反=1.； x原=1.；x补=1.；x反=1.。18试比较逻辑移位和算术移位。19设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。 （1）A=，B=，求A+B （2）A=，B=，求A+B （3）A=，B=，求A+B （4）A=-87，B=53，求A+B （5）A=115，B=-24，求A+B20用原码一位乘、两位乘和补码一位乘（Booth算法）、两位乘计算xy。 （1）x=0.，y=-0. （2）x=-0.，y=-0. （3）x=19，y=35 （4）x=0.11011，y=-0.1110121用原码加减交替法和补码加减交替法计算xy。 （1）x=0.，y=0.