計(jì)算機(jī)課件

1、習(xí)題課1.21.31.81.2計(jì)算機(jī)硬件由哪幾部分組成各部分的作用是什么各部分之間是怎樣聯(lián)系的1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分哪幾個(gè)層次說(shuō)明各層次的特點(diǎn)及其相互聯(lián)系。1.8馮諾依曼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么3.8設(shè)十進(jìn)制數(shù)X=(128.75)210(1)若(Y)2=(X)10，用定點(diǎn)數(shù)表示Y值。(2)設(shè)用21個(gè)二進(jìn)制位表示浮點(diǎn)數(shù)，階碼用5位，其中階符用1位；尾數(shù)用16位，其中符號(hào)用1位。階碼底為2。寫出階碼和尾數(shù)均用原碼表示的Y的機(jī)器數(shù)。(3)寫出階碼和尾

2、數(shù)均用反碼表示Y的機(jī)器數(shù)。(4)寫出階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示Y的機(jī)器數(shù)。3.9設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)16位。定點(diǎn)表示時(shí)，數(shù)值15位，符號(hào)位1位；浮點(diǎn)表示時(shí)，階碼6位，其中階符1位；尾數(shù)10位，其中，數(shù)符1位；階碼底為2。試求：(1)定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，最小負(fù)數(shù)各是多少(2)定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)，最小負(fù)數(shù)各是多少(3)浮點(diǎn)原碼表示時(shí)，最大浮點(diǎn)數(shù)和最小浮點(diǎn)數(shù)各是多少絕對(duì)值最小的呢(非0)3.13用壓縮十進(jìn)制數(shù)串表示法表示下列十進(jìn)制數(shù)

3、：66，78，254，396，1980，1992。3.183.193.18用原碼一位乘計(jì)算X=0.1101Y=0.1011的積XY3.19用補(bǔ)碼一位乘計(jì)算X=0.1010Y=0.0110的積XY3.203.213.223.20X=0.10110Y=0.11111用加減交替法原碼一位除計(jì)算XY的商及余數(shù)。3.21X=0.10110Y=0.11111用加減交替法補(bǔ)碼一位除計(jì)算XY的商。3.22X=0.0100，Y=0.1000用補(bǔ)碼一

4、位除，求XY的商。3.27設(shè)某運(yùn)算器只由一個(gè)加法器和A，B兩個(gè)D型邊沿寄存器組成，A，B均可接收加法器輸出，A還可接收外部數(shù)據(jù)，如圖。問(wèn)：(1)外部數(shù)據(jù)如何才能傳送到B(2)如何實(shí)現(xiàn)AB→A和AB→B3.29如果采用偶校驗(yàn)，下述兩個(gè)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位的值是什么(1)0101010(2)00110113.30設(shè)有16個(gè)信息位，如果采用海明校驗(yàn)，至少需要設(shè)置多少個(gè)校驗(yàn)位應(yīng)放在哪些位置上3.31設(shè)有8位有效信息，試為之編制海明校驗(yàn)線路。說(shuō)

5、明編碼方法，并分析所選方案具有怎樣的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)能力。若8位信息為01101101，海明碼是何值4.5有一個(gè)512K16的存儲(chǔ)器，由64K1的2164RAM芯片構(gòu)成(芯片內(nèi)是4個(gè)128128結(jié)構(gòu))。(1)總共需要多少個(gè)RAM芯片(2)采用分散刷新方式，如單元刷新間隔不超過(guò)2ms，則刷新信號(hào)的周期是多少(3)如采用集中刷新方式，設(shè)讀寫周期T=0.1μs，存儲(chǔ)器刷新一遍最少用多少時(shí)間4.6某機(jī)器中，已知道有一個(gè)地址空間為0000H～1FFFH

6、的ROM區(qū)域，現(xiàn)在再用RAM芯片(8K4)形成一個(gè)16K8的RAM區(qū)域，起始地址為2000H，假設(shè)RAM芯片有#CS和#WE信號(hào)控制端。CPU地址總線為A15～A0，數(shù)據(jù)總線為D7～D0，控制信號(hào)為R#W(讀寫)，#MREQ(當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的)。要求畫出邏輯圖。5.1某指令系統(tǒng)指令長(zhǎng)16位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼長(zhǎng)6位，指令分為無(wú)操作數(shù)、單操作數(shù)和雙操作數(shù)三類。若雙操作數(shù)指令有K條，無(wú)操作數(shù)指令有

7、L條，問(wèn)單操作數(shù)指令最多可能有多少條5.2基址寄存器的內(nèi)容為2000H(H表示十六進(jìn)制)，變址寄存器內(nèi)容為03A0H，指令的地址碼部分是3FH，當(dāng)前正在執(zhí)行的指令所在地址為2B00H，請(qǐng)求出變址編址(考慮基址)和相對(duì)編址兩種情況的訪存有效地址(即實(shí)際地址)。6.1CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中有一個(gè)累加寄存器AC、一個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其他四個(gè)寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。要求：(1)標(biāo)明圖中abcd四個(gè)寄存器的名

8、稱。(2)簡(jiǎn)述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。(3)簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存取訪問(wèn)的數(shù)據(jù)通路。6.2設(shè)某計(jì)算機(jī)運(yùn)算控制器邏輯圖如圖6.8，控制信號(hào)意義見(jiàn)表6.1，指令格式和微指令格式如下：指令格式操作碼rsrdrs1imm或disp微指令格式12…2324…25控制字段下址字段其中1—23位代表的1—23號(hào)控制信號(hào)見(jiàn)表6.1。試寫出下述三條指令的微程序編碼：(1)JMP(無(wú)條件轉(zhuǎn)移到(rs1)disp)(2)Load(從(rs1

9、)disp指示的內(nèi)存單元取數(shù)，送rs保存)(3)Ste(把rs內(nèi)容送到(rs1)disp指示的內(nèi)存單元)提示：先列出各指令執(zhí)行步驟和每步所需控制信號(hào)，最后再寫出編碼6.7已知某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲(chǔ)器容量為51248(位)。微指令字長(zhǎng)為48位，微程序可在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件共4個(gè)(直接控制)，微指令采用水平型格式，如圖所示。(1)微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)為多少位(2)畫出圍繞這種微指令格式的微程序控

10、制器邏輯框圖。6.15設(shè)有主頻為16MHz的微處理器，平均每條指令的執(zhí)行時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期由兩個(gè)時(shí)鐘脈沖組成。問(wèn)：(1)存儲(chǔ)器為“0等待”，求出機(jī)器速度。(2)假如每?jī)蓚€(gè)機(jī)器周期中有一個(gè)是訪存周期，需插入1個(gè)時(shí)鐘周期的等待時(shí)間，求機(jī)器速度。(“0等待”表示存儲(chǔ)器可在一個(gè)機(jī)器周期完成讀寫操作，因此不需要插入等待時(shí)間)7.5設(shè)某計(jì)算機(jī)的cache采用4路組相聯(lián)映像，已知cache容量為16KB，主存容量為2MB，每個(gè)字塊有8個(gè)

11、字，每個(gè)字有32位。請(qǐng)回答：(1)主存地址多少位(按字節(jié)編址)，各字段如何劃分(各需多少位)(2)設(shè)cache起始為空，CPU從主存單元0，1，…，100。依次讀出101個(gè)字(主存一次讀出一個(gè)字)，并重復(fù)按此次序數(shù)讀11次，問(wèn)命中率為多少若cache速度是主存的5倍，問(wèn)采用cache與無(wú)cache比較速度提高多少倍7.6設(shè)某計(jì)算機(jī)采用直接映像cache，已知容量為4096B。(1)若CPU依次從主存單元0，1，…，99和4096，409

12、7，…，4195交替取指令，循環(huán)執(zhí)行10次，問(wèn)命中率為多少(2)如cache存取時(shí)間為10ns，主存存取時(shí)間為100ns，cache命中率為95%，求平均存取時(shí)間。7.8主存儲(chǔ)器容量為4MB，虛存容量為1GB(1109B)，虛擬地址和物理地址各為多少位根據(jù)尋址方式計(jì)算出來(lái)的有效地址是虛擬地址還是物理地址如果頁(yè)面大小為4kB，頁(yè)表長(zhǎng)度是多少7.10某程序?qū)?yè)面要求的序列為P3P4P2P6P4P3P7P4P3P6P3P4P8P4P6。(1)

13、設(shè)主存容量為3個(gè)頁(yè)面，求FIFO和LRU替換算法時(shí)各自的命中率(假設(shè)開(kāi)始時(shí)主存為空)。(2)當(dāng)主存容量增加到4個(gè)頁(yè)面時(shí)，兩替換算法各自的命中率又是多少8.1設(shè)寫入代碼為110101001，試畫出RZ、NRZ、NRZ1、PE、FM、MFM(改進(jìn)調(diào)制)的寫電流波形，指出哪些有自同步能力。8.6設(shè)高密軟盤，每面80個(gè)磁道，每磁道15扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)512B。已知磁盤的轉(zhuǎn)速為360rpm，今在一個(gè)磁道上寫入4096B數(shù)據(jù)，平均需要多少時(shí)間最長(zhǎng)時(shí)

14、間是多少(假設(shè)找道時(shí)間為10ms40ms)。8.7一磁帶機(jī)有9個(gè)磁道，帶長(zhǎng)700m，帶速2m／s，每個(gè)數(shù)據(jù)塊1KB，塊間間隔14mm。若數(shù)據(jù)傳輸率為128KB／s，試求：(1)記錄位密度。(2)若帶首尾各空2m，求此帶最大有效存儲(chǔ)容量。8.11今有以下六種常用的存儲(chǔ)器：寄存器組、主存、高速緩存cache、磁帶存儲(chǔ)器、軟磁盤和硬磁盤，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)按存儲(chǔ)容量排出順序(從小到大)；(2)按讀寫時(shí)間排出順序(從快到慢)；(3)信息傳送

15、方式。補(bǔ)充某機(jī)器地址線16根，數(shù)據(jù)線16根，若采用8K8的RAM芯片構(gòu)成該機(jī)器的主存，最多需要RAM芯片______。某DRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為512K8位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為_(kāi)_____。除電源端和接地端外，該芯片引出線的最小數(shù)目為_(kāi)_____。補(bǔ)充設(shè)某機(jī)器指令系統(tǒng)可以完成108種操作，指令字長(zhǎng)24位，由操作碼、尋址特征位和形式地址三部分構(gòu)成，操作碼長(zhǎng)度固定。若該指令系統(tǒng)具有直接、間接、變址、基址、相對(duì)和立即六種尋址方式，

16、則在最大范圍內(nèi)直接尋址的前提下，指令中操作碼占_____位，尋址特征位占_____位，可直接尋址的范圍是_____。補(bǔ)充若某指令字長(zhǎng)16位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼長(zhǎng)6位，設(shè)操作碼長(zhǎng)度固定，指令分為零地址、單地址和二地址3種格式。若零地址指令有P種，單地址指令有Q種，則二地址指令最多有_____種。若采用擴(kuò)展操作碼技術(shù)，則二地址指令最多允許有_____種。某機(jī)器指令字長(zhǎng)24位，共能完成130種操作，采用單地址格式可以直接尋址的范圍是_____

17、，采用二地址格式可直接尋址的范圍是_____。補(bǔ)充設(shè)D位指令字種的形式地址，D=FCH，D的內(nèi)容(D)=40H，如果采用直接尋址方式，有效地址是_____，參與操作的操作數(shù)是_____。如果采用一次間接尋址方式，其間接地址是_____，有效地址是_____，參與操作的操作數(shù)是_____。補(bǔ)充若要表示任意一位四位長(zhǎng)的帶符號(hào)十進(jìn)制數(shù)，最少需要______位二進(jìn)制數(shù)。A13B14C15D16在整數(shù)定點(diǎn)機(jī)中，采用1位符號(hào)位（最高位），設(shè)寄存器中

18、的內(nèi)容為11111111，若它等于1，說(shuō)明它是_____。A原碼B反碼C移碼D補(bǔ)碼補(bǔ)充以8421BCD碼表示十進(jìn)制數(shù)000~999之間的每一組碼，其末端包含一個(gè)奇校驗(yàn)位，檢測(cè)下面每一組碼，其中有2個(gè)錯(cuò)誤發(fā)生的編碼是______。A1001010110000B0100011101100C0111110000011D1000011000101補(bǔ)充設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)8位，含1位符號(hào)位，若機(jī)器數(shù)DAH為補(bǔ)碼，則算術(shù)左移一位得_____，算術(shù)右移一位得

19、_____。AB4H，EDHBF4H，6DHCB5H，EDHDB4H，6DH補(bǔ)充堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指示器的棧頂單元，如果進(jìn)棧操作的動(dòng)作順序是(A)?MSP，(SP)1?SP，那么出棧操作的動(dòng)作順序應(yīng)為_(kāi)____。AMSP?(A)，(SP)1?SPB(SP)1?SP，MSP?(A)CMSP?(A)，SP?(SP)1DSP?(SP)1，MSP?(A)補(bǔ)充設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占2個(gè)字節(jié)，第一字節(jié)是操作