計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題課

1、1什么是指令周期？什么是機(jī)器周期？什么是時(shí)鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？什么是指令周期？什么是機(jī)器周期？什么是時(shí)鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？指令周期是完成一條指令所需的時(shí)間。包括取指令、分析指令和執(zhí)行指令所需的全部時(shí)間。機(jī)器周期也稱為CPU周期，是指被確定為指令執(zhí)行過(guò)程中的歸一化基準(zhǔn)時(shí)間，通常等于取指時(shí)間（或訪存時(shí)間）。時(shí)鐘周期是時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，也可稱為節(jié)拍脈沖或T周期，是處理操作的最基本單位。一個(gè)指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成，每個(gè)機(jī)器周

2、期又由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。2描述外設(shè)進(jìn)行描述外設(shè)進(jìn)行DMADMA操作的過(guò)程及操作的過(guò)程及DMADMA方式的主要優(yōu)點(diǎn)。方式的主要優(yōu)點(diǎn)。(1)外設(shè)發(fā)出DMA請(qǐng)求(2)CPU響應(yīng)請(qǐng)求，DMA控制器從CPU接管總線的控制(3)由DMA控制器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送操作(4)向CPU報(bào)告DMA操作結(jié)束(5)主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速度快3某機(jī)指令格式如圖所示：某機(jī)指令格式如圖所示：OPOPXD151510109870圖中圖中X為尋址特征位，且為尋址特征位，且X=0

3、X=0時(shí)，不變址；時(shí)，不變址；X=1X=1時(shí)，用變址寄存器時(shí)，用變址寄存器X1進(jìn)行變址；進(jìn)行變址；X=2X=2時(shí)，用變址寄存器時(shí)，用變址寄存器X2進(jìn)行變址；進(jìn)行變址；X=3X=3時(shí)，相對(duì)尋址。設(shè)（時(shí)，相對(duì)尋址。設(shè)（PCPC）=1234H=1234H，（X1）=0037H(X=0037H(X2)=1122H=1122H，請(qǐng)確定下列指令的有效地址（均用十六進(jìn)制表示，，請(qǐng)確定下列指令的有效地址（均用十六進(jìn)制表示，H表示十六進(jìn)制）表示十六進(jìn)制）

4、(1)4420H(1)4420H(2)2244H(2)2244H(3)1322H(3)1322H(4)3521H(4)3521H(5)6723H(5)6723H答：（1）0020H（2）1166H（3）1256H（4）0058H（5）1257H4浮點(diǎn)數(shù)格式如下：浮點(diǎn)數(shù)格式如下：1位階符，位階符，6位階碼，位階碼，1位數(shù)符，位數(shù)符，8位尾數(shù)，請(qǐng)寫出浮點(diǎn)數(shù)所能表示的位尾數(shù)，請(qǐng)寫出浮點(diǎn)數(shù)所能表示的范圍（只考慮正數(shù)值）范圍（只考慮正數(shù)值）。最小

5、值21111110.00000001最大值21111110.111111115現(xiàn)有一現(xiàn)有一64K264K2位的存儲(chǔ)器芯片，欲設(shè)計(jì)具有同樣存儲(chǔ)容量的芯片，應(yīng)如何安排地址線位的存儲(chǔ)器芯片，欲設(shè)計(jì)具有同樣存儲(chǔ)容量的芯片，應(yīng)如何安排地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小。并說(shuō)明有幾種解答。和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小。并說(shuō)明有幾種解答。設(shè)地址線x根，數(shù)據(jù)線y根，則2xy=64K2若y=1x=17y=2x=16y=4x=15y=8x=14

6、因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線為1或2時(shí)，引腳之和為18。共有共有2種解答種解答6異步通信方式傳送異步通信方式傳送IIII碼，數(shù)據(jù)位碼，數(shù)據(jù)位8位，奇校驗(yàn)位，奇校驗(yàn)1位，停止位位，停止位1位。計(jì)算當(dāng)波特率為位。計(jì)算當(dāng)波特率為48004800時(shí)，字符傳送的速率是多少？每個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間長(zhǎng)度是多少？數(shù)據(jù)位的傳送速率是時(shí)，字符傳送的速率是多少？每個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間長(zhǎng)度是多少？數(shù)據(jù)位的傳送速率是多少？多少？8.8.指令格式如下所示，其中指令格式如下所示，其中OPOP

7、為操作碼，試分析指令格式特點(diǎn)：為操作碼，試分析指令格式特點(diǎn)：151510107430OPOP源寄存器源寄存器目標(biāo)寄存器目標(biāo)寄存器解：（1）操作數(shù)字段OP可以指定64種基本操作（2）單字長(zhǎng)（16位）=地址指令（3）源寄存器和目標(biāo)寄存器都是通用寄存器（各指定16個(gè)），所以是RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在通用寄存器中（4）這種指令結(jié)構(gòu)常用于算術(shù)邏輯運(yùn)算類運(yùn)算指令，執(zhí)行速度最快。9.9.總線的一次信息傳送過(guò)程大致分哪幾個(gè)階段？若采用同步定時(shí)協(xié)議，畫

8、出讀數(shù)據(jù)的同步總線的一次信息傳送過(guò)程大致分哪幾個(gè)階段？若采用同步定時(shí)協(xié)議，畫出讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖。時(shí)序圖。答：分五個(gè)階段：總線請(qǐng)求，總線仲裁，尋址（目的地址），信息傳送，狀態(tài)返回（或錯(cuò)誤報(bào)告）。時(shí)序圖：圖C3.3C3.310.10.舉出三種中斷向量產(chǎn)生的方法。舉出三種中斷向量產(chǎn)生的方法。答：（1）由編碼電路實(shí)現(xiàn)，直接產(chǎn)生。（2）由硬件產(chǎn)生一個(gè)“位移量”，再加上CPU某寄存器里存放的基地址（3）向量地址轉(zhuǎn)移法：由優(yōu)先級(jí)編碼電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的固

9、定地址碼，其地址中存放的是轉(zhuǎn)移指令，通過(guò)轉(zhuǎn)移指令可以轉(zhuǎn)入設(shè)備各自的中斷服務(wù)程序入口。11.CD11.CD－ROMROM光盤的外緣有光盤的外緣有5mm5mm的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難，一般不使用，故標(biāo)準(zhǔn)的播放時(shí)間為的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難，一般不使用，故標(biāo)準(zhǔn)的播放時(shí)間為6060分鐘。請(qǐng)計(jì)算模式分鐘。請(qǐng)計(jì)算模式2情況下光盤存儲(chǔ)容量是多少？情況下光盤存儲(chǔ)容量是多少？解：扇區(qū)總數(shù)=606075=270000模式2存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)容量為2