计算机组成基础学习知识原理练习情况总结复习资料题.doc

-! 第二章 设ｘ＝20100.11011011, ｙ＝2100(－0.10101100),求ｘ＋ｙ。 [解:] 　　为了便于直观理解,假设两数均以补码表示,阶码采用双符号位,尾数采用单符号位,则它们的浮点表示分别为 [ｘ]浮＝00 010,　　0.11011011 [ｙ]浮＝00 100,　　1.01010100 <1> 求阶差并对阶 　　　　　　　△E＝Eｘ－Eｙ＝[Eｘ]补＋[－Eｙ]补＝00 010＋11 100＝11 110 即△E为－2,ｘ的阶码小,应使Mｘ右移两位,Eｘ加2, 　　　　　　　　 [ｘ]浮＝00 100,0.00110110(11) 其中(11)表示Mｘ右移2位后移出的最低两位数。 <2> 尾数求和 　　　　　　　　　　　　　　0. 0 0 1 1 0 1 1 0 (11) 　　　　　　　　　　　　＋　1. 0 1 0 1 0 1 0 0 　　　　　　　　　　　──────────────── 　　　　　　　　　　　　　1. 1 0 0 0 1 0 1 0 (11) <3>规格化处理 尾数运算结果的符号位与最高数值位同值,应执行左规处理,结果为1.00010101(10),阶码为 00 011。 <4>舍入处理 采用0舍1入法处理,则有 　　　　　　　　　　　　　　1. 0 0 0 1 0 1 0 1 　　　　　　　　　　＋　　　　　　　　　 1 　　　　　　　　　──────────────── 　　　　　　　　　　　　　　1. 0 0 0 1 0 1 1 0 <5>判溢出 阶码符号位为00,不溢出,故得最终结果为 　　　　　　　　　　　ｘ＋ｙ＝2011(－0.11101010) 第三章 存储器 1、课本作业：P101：3，4题 2.、已知cache / 主存系统效率为85% ，平均访问时间为60ns，cache 比主存快4倍，求主存储器周期是多少？cache命中率是多少？ 解：因为：ta = tc / e 所以 ：tc = tae = 600.85 = 510ns (cache存取周期) tm = tcr =510 4 = 204ns (主存存取周期) 因为：e = 1 / [r + (1 – r )H] 所以： H = 2.4 / 2.55 = 0.94 3、SRAM芯片有17位地址线和4位数据线。用这种芯片位32位字长的处理器构成1M32位的存储器，并采用模块板结构。问（1）若每个模块板为256K32位，需要几块板？（2）每块板内共需多少片这样的芯片。（3）整个存储器需用多少这样的芯片。（4）哪些地址线作为片选信号线。 第四章 指令系统 1、指令格式如下所示，其中OP 为操作码，试分析指令格式特点。 18 12 10 9 5 4 0 OP ——— 源寄存器 目标寄存器 解： （1） 单字长二地址指令。 （2） 操作码字段OP可以指定27=128条指令。 （3） 源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（可分别指定32个），所以是RR型指令，两个操作数均存在寄存器中。 （4） 这种指令结构常用于算术逻辑类指令。 2、指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式的特点。 15 10 7 4 3 0 OP X 源寄存器 基值寄存器 位移量（16位） 解：（1）双字长二地址指令，用于访问存储器。 （2）操作码字段OP为6位，可以指定26 = 64种操作。 （3）一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由基值寄存器 和位移量决定），所以是RS型指令。 （4）X两位，说明有4种寻址方式 第五章 1.某计算机有如下部件：ALU，移位器，主存M，主存数据寄存器MDR，主存地址寄存器MAR，指令寄存器IR，通用寄存器R0——R3 ，暂存器C和D。 （1） 请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流向。 （2） 画出“ADD R1，（R2）+ ”指令的指令周期流程图，指令功能是 （R1）+（（R2））→R1。 移位器 MDR R0 IR R1 PC M M R2 C ALU MAR R3 D 图B6.2 解：（1）各功能部件联结成如图所示数据通路： 移位器 MDR R0 IR R1 PC M R2 C ALU +1 MAR R3 D 图 B 6.4 （PC）→ MAR （2）此指令为RS型指令，一个操作数在R1中，另一个操作数在R2为地址的内存单元中，相加结果放在R1中。 送当前指令地址到MAR M→MDR→IR，（PC）+ 1 取当前指令到IR， PC + 1，为取下条指令做好准备 译码 （R1）→C ① （R2）→MAR ② M→MDR→D ③ （C）+（D）→R1 ④ 图 B 6.5 (说明)：①：取R1操作数→C暂存器。②：送地址到MAR。③：取出内存单元中的操作数→D暂存器。④：相加后将和数→R1。 2、CPU结构如图B9.1所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （1） 标明图中四个寄存器的名称。 （2） 简述指令从主存取到控制器的数据通路。 （3） 简述数据在运算器和主存之间进行存 / 取访问的数据通路。 图B9.1 （1） a为数据缓冲寄存器 DR ，b为指令寄存器 IR ，c为主存地址寄存器，d为程序计数器PC。 主存 M →缓冲寄存器 DR →指令寄存器 IR →操作控制器。 （2） 主存 M →缓冲寄存器 DR →指令寄存器 IR →操作控制器。 (3)存贮器读 ：M →DR →ALU →AC 存贮器写 ：AC →DR →M 3、参见图B12.1的数据通路，画出数据指令“STA,R1,(R2)”的指令周期流程图，含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）位地址的贮存单元中。标出各微操作信号序列。 PC→AR PCO ，G ，ARi M→DR R / W = 1 (读) DR→IR 取指 DRO ，G ，IRi 译码 R2→AR R2O ，G ，ARi 执 R1→DR 行 指 R1O , G , DRi 令 DR→M R / W = 0 (写) 图B12.3 第七章 1、已知某磁盘存储器转速为2400转/分，每个记录面道数为200道，平均查找时间为60ms，每道存储容量为96Kbit，求磁盘的存取时间与数据传播率。 解： 2400转 / 分 = 40转 / 秒 平均等待时间为：1 / 40 0.5 = 12.5（ms） 磁盘存取时间为：60 ms + 12.5ms = 72.5ms 数据传播率： Dr = r N , N = 96K bit , r = 40转 / 秒 Dr = r N = 40 96K = 3840K (bit/s) 2、一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面，每个盘面直径18英寸，可供记录部分宽5英寸，已知道密度为100道/英寸，位密度为1000位/英寸（最内道），并假定各磁道记录的信息位数相同。问：（1）盘片组总容量是多少兆位？（2）若要求数据传输率为1MB/s，磁盘机转速每分钟应是多少转。 解： （1）每个磁道的位数Sn＝10002（18/2－5）3.14 总容量＝面数磁道数Sn＝20（1005）Sn （2）转速＝数据传输率/Sn＝1MB/Sn/60 第八章 1、参见图，这是一个二维中断系统，请问： （1） 在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？请按降序排列各设备的中断优先级。 （2） 若CPU现执行设备B的中断服务程序，IM0,IM1,IM2的状态是什么？如果CPU的执行设备D的中断服务程序，IM0,IM1,IM2的状态又是什么？ （3） 每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可达到目的？ （4） 若设备C一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足此要求？ 解： （1） 在中断情况下，CPU的优先级最低。各设备优先级次序是：A-B-C-D-E-F-G-H-I-CPU （2） 执行设备B的中断服务程序时IM0IM1IM2=111；执行设备D的中断服务程序时IM0IM1IM2=011。 （3） 每一级的IM标志不能对某优先级的个别设备进行单独屏蔽。可将接口中的BI（中断允许）标志清“0”，它禁止设备发出中断请求。 （4） 要使C的中断请求及时得到响应，可将C从第二级取出，单独放在第三级上，使第三级的优先级最高，即令IM3=0即可 。 2、 用文字说明下图中断的过程。 B, C A 中断 请求 主程序 A B C D 中断服务程序 （ A、B、 C、 D 优先级按 降序 排列） D 3、