計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)習(xí)題.doc

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1、 第三、四章習(xí)題 一、選擇題 1．對真值0表示形式唯一的機(jī)器數(shù)是__B_______。 A．原碼 Ｂ．補(bǔ)碼和移碼 Ｃ．反碼 Ｄ．以上都不對 2．某機(jī)字長8位，采用補(bǔ)碼形式（其中1位為符號位），則機(jī)器數(shù)所能表示的范圍是 ______ _C_____。 A．－127~127 B．－128~128 C．－128~＋127 D. 0~255 3．用ｎ＋１位字長表示定點數(shù)（其中1位為符號位），它所能表示的整數(shù)范圍是_A____，它所能表示的小數(shù)范圍是____D___。 A．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ－１ Ｂ．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ＋１－１ C．0≤｜Ｎ｜≤1－２－（ｎ＋１）

2、 Ｄ．0≤｜Ｎ｜≤１－２－ｎ 4. 設(shè)機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼形式（含1位符號位），若寄存器內(nèi)容為9BH，則對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為 C 。 A. -27 B. -97 C. -101 D. 155 5. 若9BH表示移碼（含1位符號位），其對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是 A 移碼符號位用1表示正數(shù)，用0表示負(fù)數(shù) 。 A. 27 B. -27 C. -101

3、 D. 101 6. 設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，（移碼，符號位為1，表示正0）若它等于0，則為 D 。 A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 移碼 ` 7. 設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，若它等于-128，則為 B 。 A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼

4、 D. 移碼 8. 設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，若它等于-127，則為 C 。 A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 移碼 9. 設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，若它等于-0，則為 A 。 A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 移碼

5、10. 設(shè)寄存器內(nèi)容為11111111，若它等于+127，則為 。 A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C 反碼 D. 移碼 11. 大部分計算機(jī)內(nèi)的減法是用_______實現(xiàn)。 A 將被減數(shù)加到減數(shù)中 B 從被減數(shù)中減去減數(shù) C 補(bǔ)數(shù)的相加 D 從減數(shù)中減去被減數(shù) 12 補(bǔ)碼加減法是指___________。 A. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，兩數(shù)相加減，符號位單獨處理，減法用

6、加法代替 B. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，符號位和數(shù)值位一起參加運算，結(jié)果的符號與加減法相同 C. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，連同符號位直接相加減，減某數(shù)用加負(fù)某數(shù)的補(bǔ)碼代替，結(jié)果的符號在運算中形成 D. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，有數(shù)符決定兩數(shù)的操作，符號位單獨處理 13 在原碼一位乘中，符號位單獨處理，參加操作的數(shù)是__________。 A 原碼 B 補(bǔ)碼 C 絕對值 D 絕對值的補(bǔ)碼 14 兩補(bǔ)碼相加，采用1為符號位，則當(dāng)________時，表示結(jié)果溢出 A 最高位有進(jìn)位 B 最高位進(jìn)位和

7、次高位進(jìn)位異或結(jié)果為0 C 最高位為1 D 最高位進(jìn)位和次高位進(jìn)位異或結(jié)果為1 15. 在定點機(jī)中執(zhí)行算術(shù)運算時會產(chǎn)生溢出，其原因是________。 A．主存容量不夠 B. 運算結(jié)果無法表示。 C．操作數(shù)地址過大 D. 以上都不對 16. 在浮點機(jī)中，下列說法________是正確的。 A．尾數(shù)的第一數(shù)位為1時，即為規(guī)格化形式。 B．尾數(shù)的第一數(shù)位與數(shù)符不同時，即為規(guī)格化形式。 C．不同的機(jī)器數(shù)有不同的規(guī)格化形式。 D．尾數(shù)的第一數(shù)位為0時，即為規(guī)格化形式。 17. 在浮點機(jī)中，判斷原碼規(guī)格化形式的原則

8、是________。 A．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同 B．尾數(shù)的第一數(shù)位為1，數(shù)符任意。 C．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位相同。 D．階符與數(shù)符不同。 18. 在浮點機(jī)中，判斷補(bǔ)碼規(guī)格化形式的原則是_________。 A．尾數(shù)的第一數(shù)位為1，數(shù)符任意。 B．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位相同。 C．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同。 D．階符與數(shù)符不同。 19. 設(shè)機(jī)器數(shù)字長8位（含1位符號位），若機(jī)器數(shù)BHA為原碼，則算術(shù)左移一位得________,算術(shù)右移一位得____________。 A．F4H EDH B. B4H 6DH

9、 C．F4H 9DH D.B5H EDH 20.運算器的主要功能是進(jìn)行__________。 A.算術(shù)運算。 B.邏輯運算 C．算術(shù)邏輯運算 D.初等函數(shù)運算 21.運算器由許多部件組成，其核心部分是_____________。 A．?dāng)?shù)據(jù)總線 B.算術(shù)邏輯運算單元 C．累加寄存器 D. 多路開關(guān) 22. 定點運算器用來進(jìn)行___

10、________。 A．十進(jìn)制數(shù)的加法運算 B．定點運算 C．浮點運算 D．既進(jìn)行浮點運算也進(jìn)行定點運算。 23.串行運算器結(jié)構(gòu)簡單，其運算規(guī)律是________。 A．由低位到高位先行進(jìn)行進(jìn)位運算 B．由高位到低位先行進(jìn)行進(jìn)位運算 C．由低位到高位逐位運算 D．由高位到低位逐位運算 24.四片74181和一片74182相配合，具有如下_________種僅為傳遞功能。 A．行波進(jìn)位 B．組（小組）內(nèi)并行進(jìn)位，組（小組）間并行進(jìn)位 C．組（小組）內(nèi)并行進(jìn)位，組（小組）間行波進(jìn)位 D．組內(nèi)行波進(jìn)位，組間并行進(jìn)位 25.早期的硬件乘法器設(shè)計中，通常采用加和移位相結(jié)合的

11、方法，具體算法是________，但 需要有___________控制。 A．串行加法和串行移位 觸發(fā)器 B．并行加法和串行左移 計數(shù)器 C．并行加法和串行右移 計數(shù)器 D．串行加法和串行右移 觸發(fā)器 25. 下面有關(guān)浮點運算器的描述中，正確的是_______（多項選擇）。 A．浮點運算器可用兩個松散連接的頂點運算部件（階碼部件和尾數(shù)部件）來實現(xiàn) B．階碼部件可實現(xiàn)加、減、乘、除四種運算 C．階碼部件只進(jìn)行加、減和比較操作 D．尾數(shù)部件只進(jìn)行乘、除操作 26.計算機(jī)中表示地址時，采用__________。 A．原碼

12、 B. 補(bǔ)碼 C．反碼 D.無符號數(shù) 27.浮點數(shù)的表示范圍和精度取決于_________. A．階碼的位數(shù)和尾數(shù)的機(jī)器數(shù)形式 B．階碼的機(jī)器數(shù)形式和尾數(shù)的位數(shù) C．階碼的位數(shù)和尾數(shù)的位數(shù) D．階碼的機(jī)器數(shù)形式和尾數(shù)的機(jī)器數(shù)形式 28.在浮點機(jī)中____________是隱含的。 A．階碼 B．?dāng)?shù)符 C．尾數(shù) D．基數(shù) 29.ALU 屬于_______________。 A 時序電路 B 組合邏輯電路 C 控制器 D 寄

13、存器 30. 在運算器中不包含___________。 A 狀態(tài)寄存器 B 數(shù)據(jù)總線 C ALU D 地址寄存器 31、下列敘述中正確的是______________。（多項選擇） A 定點補(bǔ)碼運算時，其符號位不參加運算 B 浮點運算可由階碼運算和尾數(shù)運算兩部分組成 C 階碼部件在乘除運算時只進(jìn)行加、減操作 D 浮點數(shù)的正負(fù)由階碼的正負(fù)符號決定 E 尾數(shù)部件只進(jìn)行乘除運算 32加法器采用先行進(jìn)位的目的是______________。 A 優(yōu)化加法器的結(jié)構(gòu) B 節(jié)省器材 C 加速傳遞進(jìn)位信號

14、D 增強(qiáng)加法器結(jié)構(gòu) 33 在定點補(bǔ)碼運算器中，若采用雙符號位，當(dāng)_________時表示結(jié)果溢出。 A 雙符號位相同 B 雙符號位不同 C 兩個正數(shù)相加 D 兩個負(fù)數(shù)相加 34 下列說法中___________是錯誤的。 A 符號相同的兩個數(shù)相見時不會產(chǎn)生溢出的 B 符號不同的兩個數(shù)相加是不會產(chǎn)生溢出的 C 邏輯運算是沒有進(jìn)位或錯位的運算 D 浮點乘除運算需進(jìn)行對階操作 35 采用規(guī)格化的浮點數(shù)是為了_________。 A 增加數(shù)據(jù)的表示范圍 B 方便浮點運算 C 防止運算時數(shù)據(jù)溢

15、出 D 增加數(shù)據(jù)的表示精度 36.在浮點數(shù)加減法的對階過程中，_____________。 A．將被加（減）數(shù)的階碼向加（減）數(shù)的階碼看齊 B．將加（減）數(shù)的階碼向被加（減）數(shù)的階碼看齊 C．將較大的階碼向較小的階碼看齊 D．將較小的階碼向較大的階碼看齊 二、填空題 1. 設(shè)機(jī)器數(shù)字長8位（含1位符號位），若機(jī)器數(shù)為80H（十六進(jìn)制），當(dāng)它分別代表原碼、補(bǔ)碼、反碼、和移碼時，等價的十進(jìn)制整數(shù)分別為____A___、____B___、____C___和____D___。 2.采用浮點表示時，若尾數(shù)為規(guī)格化形式，則浮點數(shù)的表示范圍取決于____A___的位

16、數(shù)，精度取決于____B___的位數(shù)，____C___確定浮點數(shù)的正負(fù)。 3.已知寄存器位數(shù)為8位，機(jī)器數(shù)取1位符號位，設(shè)其內(nèi)容為1110101當(dāng)它代表無符號數(shù)時，邏輯左移一位后得____A___，邏輯右移一位后得____B___。當(dāng)它代表補(bǔ)碼時，算術(shù)左移一位后得____C___，算術(shù)右移一位后得____D___。 4.浮點運算器由____A___和____B___組成，它們都是____C___運算器。前者只要求能執(zhí)行____D___運算，而后者要求能進(jìn)行____E___運算。 5.現(xiàn)代計算機(jī)中，通常將運算器和____A___制作在一個芯片內(nèi)，稱為____B___芯片。 6.先行進(jìn)位指

17、的是____A___。 7.運算器由許多部件組成，除寄存器外，其核心部件是____A___，記為____B___。 8.若移碼的符號為1，則該數(shù)為____A___數(shù)；若符號為0，則為____B___數(shù)。 9.在原碼、補(bǔ)碼、反碼和移碼中，____A___對0的表示有兩種形式，____B___對0的表示只有中形式。 10.設(shè)機(jī)器字長位8位，-1的補(bǔ)碼在整數(shù)定點機(jī)中表示為____A___，在小數(shù)定點機(jī)中表示為____B___。 三、問答題 1.設(shè)浮點數(shù)字長16位，其中階碼5位（含1位階符），尾數(shù)11位（含1位數(shù)符），寫出（-29/1024）對應(yīng)的浮點規(guī)格化數(shù)的原碼、補(bǔ)碼、反碼、和階碼用移

18、碼、尾數(shù)用補(bǔ)碼形式。 2.已知十進(jìn)制數(shù)x=-41,y=+101,設(shè)機(jī)器數(shù)字長8位（含1位符號位）計算[x+y]補(bǔ)和[x-y]補(bǔ)，并給出相應(yīng)的Z（零標(biāo)志）、V（溢出標(biāo)志）和C（進(jìn)位標(biāo)志）。 3.已知十進(jìn)制數(shù)x=25/32,y=-21/64,設(shè)機(jī)器數(shù)字長8位（含1位符號位）計算[x+y]補(bǔ)和[x-y]補(bǔ)，并給出相應(yīng)的Z（零標(biāo)志）、V（溢出標(biāo)志）和C（進(jìn)位標(biāo)志）。 4.已知二進(jìn)制數(shù)x=-0.1100，y=0.1001，按一位乘法計算x*y，要求列出詳細(xì)過程，機(jī)器數(shù)形式自定。 5. 設(shè) 其階碼5位(含2位階符)，補(bǔ)碼表示；尾數(shù)7位(含2位數(shù)符)，補(bǔ)碼表示；求X+Y=？ 6.在定點機(jī)中采用單

19、符號位，如何判斷補(bǔ)碼加減運算是否溢出，有幾種方案？ 參考答案 一、選擇題 1.B 2.C 3.①A②D 4.C 5.A 6.D 7.B 8.C 9.A 10.D 11.C 12.C 13.C 14.D 15.B 16.C 17.B 18.C 19.C 20.C 21.B 22.B 23.C 24.B 25.C 26.D 27.C 28.D 29.B 30.D 3

20、1.BC 32.C 33.B 34.D 35.D 36.D 二、填空題 1.A.-0 B.-128 C.-127 D. 0 2.A.階碼 B.尾數(shù) C.數(shù)符 3. A.11101010 B.01111010 C.11101010 D.11111010 4. A.階碼運算器 B.尾數(shù)運算器 C.定點 D.加減 E.加減乘除 5.A.控制器 B.CPU 6.A.高位的進(jìn)位不必等低位的進(jìn)位產(chǎn)生后再形成，高位的進(jìn)位與低位的進(jìn)位同時產(chǎn)生 7.A.算術(shù)邏輯運算單元 B.ALU

21、 8．A.正 B.負(fù) 9.A.原碼、反碼 B.反碼、補(bǔ)嗎 10.A.1,1111111 B.1.0000000 三、問答題 1.設(shè)：x=(-29/1024)10=-0.0000011101=2-101（-0.1110100000） [X]原=1，0101；1.1110100000 [X]補(bǔ)=1，1011；1.0001100000 [X]反=1，1010；1，0001011111 階碼用移碼，尾數(shù)用補(bǔ)碼的機(jī)器數(shù)形式是0，1011；1.0001100000 2. [X]補(bǔ)=11010111 [Y]補(bǔ)=01100101 [-Y]補(bǔ)=10011

22、011 [x+y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)=0，0111100，Z=0,V=0, C=A [x-y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[-Y]補(bǔ)=0，1110010，Z=0,V=1,C=1 3.[x+y]補(bǔ)=0.0111010，Z=0.V=0,C=1 [x-y]補(bǔ)=1.0001110,Z=0,V=1,C=0（過程略） 4.按原碼一位乘做乘法計算[xy]原=1.01101100,則xy=-0.01101100（過程略） 5. 解：[X]補(bǔ)=00，010；00.11010 [Y]補(bǔ)=00,011；11.00010 1）對階：[△j]補(bǔ)=[jx]補(bǔ)-[jy]補(bǔ)=00,010 – 00,011 = 11

23、,111 即△j=-1，則X的尾數(shù)右移一位，階碼加1，則[X]’補(bǔ) = 00,011；00.01101 2）尾數(shù)求和 [SX]’補(bǔ)+[SY]補(bǔ)= 00.01101 + 11.00010= 11.01111 即 [X+Y]補(bǔ)=00，011；11.01111。 3）規(guī)格化 [X+Y]補(bǔ)是規(guī)格化形式。 4）階符為“00”，不溢出。則 X+Y=(-0.10001)2011 6.定點機(jī)中采用單符號位判斷補(bǔ)碼加減運算是否溢出有兩種方案。 (1)參加運算的兩個操作數(shù)(減法時減數(shù)需連同符號位在內(nèi)每位取反，末位加1)符號相同，結(jié)果的符號又與操作數(shù)的符號不同，則為溢出。 (2)求和時最高位進(jìn)

24、位與次高位進(jìn)位異或結(jié)果為1時，則為溢出。 第五章習(xí)題 一、選擇題 1. 存取周期是指_________。 A 存儲器的寫入時間 B 存儲器進(jìn)行連續(xù)寫操作允許的最短間隔時間 C 存儲器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短間隔時間 D 以上都不對 2. 和輔存相比，主存的特點是_________。 A 容量小，速度快，成本高 B 容量小，速度快，成本低 C 容量大，速度快，成本高 D 容量大，速度慢，成本高 3. 一個16K*32位的存儲器,其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是_____________。 A 48 B 46 C 36 D 35

25、 4. 一個512KB的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是__________。 A 17 B 19 C 27 D 22 5. 某計算機(jī)字長是16位，它的存儲容量是64KB，按字編址，它的尋址范圍是__________。 A 64K B 32KB C 32K D 16K 6. 某一RAM芯片，其容量為512*8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最少數(shù)目是________。 A 21 B 17 C 19 D18 7.某一RAM芯片，其容量為32K*8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最少數(shù)目是________。

26、 A 25 B 40 C 23 D 24 8. 若主存每個存儲單元為16位，則_____________。 A 其地址線為16根 B 其地址線數(shù)與16無關(guān) C 其地址線數(shù)與16有關(guān) D 以上描述均錯誤 9. 某存儲器容量為32K*16位，則____________。 A 地址線為16根，數(shù)據(jù)線為32根 B 地址線為32根，數(shù)據(jù)線為16根 C 地址線為15根，數(shù)據(jù)線為16根 D地址線為15根，數(shù)據(jù)線為32根 10. 下列敘述中_______是正確的。 A 主存可由RAM和ROM組成 B 主存只能由ROM組成 C 主存只能由RAM組成 D 以上描述均

27、錯誤 11. EPROM是指__________。 A 只讀存儲器 B 可編程的只讀存儲器 C 可擦除可編程的只讀存儲器 D 電可擦除可編程的只讀存儲器 12. 下述說法中_________是正確的。 A 半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，且斷電后仍能保持記憶 B 動態(tài)RAM是易失性RAM，而靜態(tài)RAM中的存儲信息是不易失的 C 半導(dǎo)體RAM是易失性RAM，而靜態(tài)RAM只有在電源不掉電時，所存信息是不易失的 D動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM中的存儲信息都是不易失的 13. 主存和CPU之間增加高速緩沖存儲器的目的是__________。 A 解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B 擴(kuò)

28、大主存容量 C 既擴(kuò)大主存容量，又提高存取速度 D解決主存容量不足的問題 14. 在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映射是由___________。 A 操作系統(tǒng)來管理的 B 程序員調(diào)度的 C 由硬件自動完成的 D 以上均不正確 15. Cache的地址映像中，若主存中的任一塊均可映射到Cache內(nèi)的任一塊的位置上，稱作_____。 A 直接映射 B 全相聯(lián)映射 C 組相聯(lián)映射 D 部分相聯(lián) 16. 下列器件中存取速度最快的是________。 A Cache B 主存

29、 C 寄存器 D 硬盤 二、填空題 1. 主存、快速緩沖存儲器、通用寄存器、磁帶都可用來存儲信息，按存取時間由快至慢排列，其順序是___A_____。 2. __A___、___B___和____C____組成三級存儲系統(tǒng)，分級的目的是_____D____。 3. 半導(dǎo)體靜態(tài)RAM依據(jù)____A____存儲信息，半導(dǎo)體動態(tài)RAM依據(jù)___B_____存儲信息。 4. 動態(tài)RAM依據(jù)___A___的原理存儲信息，因此一般在 ____B____時間內(nèi)必須刷新一次。 5. RAM的速度指標(biāo)一般用____A___表示。 6. 動態(tài)半導(dǎo)體存儲器的刷新一

30、般有___A__和 ___B___兩種方式，之所以刷新是因為 __C___。 7. 半導(dǎo)體靜態(tài)RAM進(jìn)行讀/寫操作時，必須先接受___A__信號，再接受 ___B___和 __C___信號。 8. 欲組成一個32K*8位的存儲器，當(dāng)分別選用1K*4位，16K*1位，2K*8位的三種不同規(guī)格的存儲芯片時，各需___A__、 ___B___ 和__C___ 片。 9. 欲組成一個64K*16位的存儲器，若選用32K*8位的存儲芯片，共需___A__片；若選用16K*1位的存儲芯片，則需 ___B___片；若選用1K*4位的存儲芯片共需 __C___片。 10. 主存儲器容量通常以KB為單位

31、，其中K=___A____。硬盤的容量通常以GB為單位，其中G= ___B____。 11. 主存儲器為1MB即等于___A____KB，又可表示為 ___B____。 12. 當(dāng)我們說16位微機(jī)的主存儲器容量是640KB時，表示主存儲器有___A____字節(jié)存儲空間，地址號從 ___B____到 ___C__（本題均要求寫出十進(jìn)制各位數(shù)值） 13. 主存和Cache的地址映像方法很多，常用的有___A____ 、___B____和 ___C____三種，在存儲管理上常用的替換算法是 ____D____ 和____E____。 14. Cache的命中率是指___A____ ，命中率與

32、___B____有關(guān)。 15. Cache是一種___A____存儲器，用來解決CPU與主存之間 ___B____不匹配的問題?，F(xiàn)代的Cache可分為 ___C____和 ____D____兩級，并將 ____E____和___F___分開設(shè)置。 16. 計算機(jī)系統(tǒng)中常用到的存儲器有：（1）SRAM，（2）DRAM ，（3）Flash，（4）EPROM，（5）硬盤存儲器，（6）軟盤存儲器。其中非易失的存儲器有 ___A____；具有在線能力的有 ___B____；可以單字節(jié)修改的有 ___C____；可以快速讀出的存儲器包括 ____D____。 17. 如果Cache的容量為128塊，

33、在直接映像下，主存中第i塊映像到緩存第___A____塊。 18. 在Cache—主存的地址映像中，___A____靈活性強(qiáng)， ___B____成本最高。 19. 在寫操作時，對Cache與主存單元同時修改的方法稱為___A____，若每次只暫時寫入Cache，直到替換時才寫入主存的方法稱為 ___B____。 20. 一個n路組相聯(lián)映像的Cache中，共有M塊數(shù)據(jù)。當(dāng)n=1時，該Cache變?yōu)開__A____映像；當(dāng)n=M時，該Cache成為 ___B____映像。 21. 層次化存儲器結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)是___A_____。 22. 一個四路組相聯(lián)的Cache共有64塊，主存共有

34、8192塊，每塊32個字。則主存地址中的主存字塊標(biāo)記為___A_____位，組地址為 ____B___位，字塊內(nèi)地址為 ____C__位。 三、問答題 1. 試比較RAM和ROM 2 試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM 3. 存儲器的主要功能是什么?如何衡量存儲器的性能？為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干不同的層次？主要有哪些層次? 4. 什么是刷新？刷新有幾種方式？簡要說明之 5. 存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有幾種方式？是分析它們各自的特點及應(yīng)用場合。 6. 簡述主存的讀/寫過程 7. 提高訪存速度可采取哪些措施？ 8. 什么是快速緩沖存儲器，它與主存有什么關(guān)系？ 9. 什么是“程序訪問的局

35、部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？ 10. 使用4K*8位的RAM芯片組成一個容量為8K*16位的存儲器，畫出結(jié)構(gòu)框圖，并標(biāo)明途中信號線的種類、方向和條數(shù)。 11. 設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用作為訪存控制信號（低電平有效），用作為讀/寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，2K*8位ROM以及74138億馬奇和各種門電路，如圖4.14所示。畫出CPU與存儲芯片的連接圖，要求： （1）主存地址空間分配：8000H-87FFH微系統(tǒng)程序區(qū)；8800H-8BFFH為用戶程序區(qū)。 （2）合理選用上述存儲芯片

36、，說明各選幾片。 （3）詳細(xì)畫出存儲芯片的片選邏輯。 12. 在32題給出的條件下，畫出CPU與存儲芯片的連接圖，要求； （1）主存地址空間分配：A000-A7FFH微系統(tǒng)程序區(qū)；A800H-AFFH為用戶程序區(qū)。 （2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片，并寫出每片存儲芯片的二進(jìn)制地址范圍。 （3）詳細(xì)畫出存儲芯片的片選邏輯。 13某計算機(jī)的主存容量為256K字，cache 的容量為2K字，每個字塊為16字，訪存地址為字地址，問： （1） 該cache可以容納多少個塊？ （2）主存的地址有多少位？ （3）在二路組相聯(lián)映像方式下，設(shè)計主存的地址格式，畫出主存地址格式圖。

37、14. 某計算機(jī)的cache 的容量為2K字，每塊為16字。問： u 該cache可以容納多少個塊？ v 若主存容量是256K字，則有多少個塊？ w 主存的地址有多少位？ x 在直接地址映像方式下，主存中的第129塊映像到cache中的哪一塊？ y 畫出主存地址格式圖。 參考答案 一、選擇題 1.C 2.A 3.B 4.C 5.C 6.C 7.A 8.B 9.C 10.A 11.C 12.C 13.A 14.C 15.B 16.C 二、填空題 1.A.通用寄存器、快速緩沖存儲器、主存、磁盤

38、、磁帶 2.A.Cache B.主存 C.輔存 D.提高訪問速度、擴(kuò)大存儲容量 3.A.觸發(fā)器原理 B.電容存儲電荷原理 4.A.電容存儲電荷 B.2ms 5.A.存取周期 6.A.集中刷新 B.分散刷新 C.存儲電荷的電容放電 7.A.地址 B.片選 C.讀/寫 8.A.64 B.16 C.16 9.A.4 B.64 C.256 10. A. 1024 B. 230 11. A. 1024 B. 220 B 12.A. 655360 B.0 C. 655359 13, A.直接映像B.

39、全相聯(lián)映像C;.組相聯(lián)映像 D.先進(jìn)先出算法(FIFO ) E.近期最少使用算法(LRU) 14. A. CPU要訪問的信息已在Cache中的比率 B. Cache的塊長和容量 15. A.高速緩沖 B.速度 C.片載Cache D片外Cache E.指令Cache F.數(shù)據(jù)Cache 16. A.③④⑤⑥ B.①②③⑤⑥ C.①② D.①②③④ 17. A.i mod 128 18. A.全相聯(lián)映像 B.全相聯(lián)映像 19. A.寫直達(dá)法 B.寫回法 20 .A.直接 B.全相聯(lián) 21. A.程序訪問的局部性 22

40、. A.9 B.4 C.5 三、問答題 1. RAM是隨機(jī)存取存儲器，在程序的執(zhí)行過程中既可讀出又可寫人ROM是只讀存儲器，在程序執(zhí)行過程中只能讀出信息，不能寫人信息。 2.靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM都屬隨機(jī)存儲器，即在程序的執(zhí)行過程中既可讀出又可寫人信息。但靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器原理存儲信息只要電源不掉電，信息就不丟失;動態(tài)RAM靠電容存儲電荷原理存儲信息，即使電源不掉電，由于電容要放電，信息也會丟失，故需再生。 3.存儲器的主要功能是存放程序或各類數(shù)據(jù)。通常用存儲容量、存取周期以及存儲器的帶寬(每秒從存儲器讀出或?qū)懭攵M(jìn)制代碼的位數(shù))三項指標(biāo)來反映存儲器的性能。為了擴(kuò)大存儲器容

41、量和提高訪存速度，將存儲系統(tǒng)分成若于不同層次，有Cache－主存層次和主存－輔存層次。前者為使存儲器與CPU速度匹配，在CPU和主存之間增設(shè)Cache高速緩沖存儲器，其容量比主存小，速度比主存快，用來存放CPU最近期要用的信息，CPU可直接從Cache中取到信息，從而提高了訪存速度。后者為擴(kuò)大存儲器容量，把主存和輔存統(tǒng)一成一個整體，從整體上看，速度取決于主存，容量取決于輔存，稱為虛存。CPU只與主存交換信息，但程序員可用指令地址碼進(jìn)行編程，其位數(shù)與虛存的地址空間對應(yīng)。 4.動態(tài)RAM靠電容存儲電荷原理存儲信息，電容上的電荷要放電，信息即丟失。為了維持所存信息，需在一定時間( 2 ms)內(nèi)，將

42、所存信息讀出再重新寫人(恢復(fù))，這一過程稱為刷新，刷新是一行一行進(jìn)行的，由UPU自動完成。 刷新通常可分集中刷新和分散刷新兩種。集中刷新即在2 ms時間內(nèi)，集中一段時間對存儲芯片的每行刷新一遍，在這段時間里不能對存儲器進(jìn)行訪問，即所謂死時間。分散刷新是將存儲系統(tǒng)周期分為兩半，前半段時間用來進(jìn)行讀/寫操作，后半段時間用來進(jìn)行刷新操作，顯然整個系統(tǒng)的速度降低了，但分散刷新沒有存儲器的死時間。還可將這兩種刷新結(jié)合起來，即異步刷新，這種刷新可在2ms時間內(nèi)對存儲芯片的每一行刷新一遍，兩行之間的刷新間隔時間為2ms/芯片的行數(shù)。 5.存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有兩種方式，一種是線選法，適用于地址線較少的芯

43、片。其特點是地址信號只須經(jīng)過一個方向的譯碼就可選中某一存儲單元的所有位。另一種是重合法(雙重譯碼)，適用于地址線較多的芯片。其特點是地址線分成兩組，分別經(jīng)行、列兩個方向譯碼，只有行、列兩個方向均選中的存儲元才能進(jìn)行讀/寫。 6.主存儲器的讀出過程是:CPU先給出地址信號，然后給出片選(通常受CPU訪存信號控制)信號和讀命令，這樣就可將被選中的存儲單元內(nèi)的各位信息讀至存儲芯片的數(shù)據(jù)線上。 主存儲器的寫人過程是:CPU先給出地址信號，然后給出片選(通常受CPU訪存信號控制)信號和寫命令，并將欲寫人的信息送至存儲器的數(shù)據(jù)線上，這樣，信息便可寫人到被選中的存儲單元中。 7.提高訪存速度可采取三種

44、措施。 (1)采用高速器件，選用存取周期短的芯片，可提高存儲器的速度。 (2)采用Cache , CPU將最近期要用的信息先調(diào)人Cache，而Cache的速度比主存快得多，這樣CPU每次只需從Cache中取出(或存人)信息，從而縮短了訪存時間，提高了訪存速度。 (3)調(diào)整主存結(jié)構(gòu)，如采用單體多字結(jié)構(gòu)(在一個存取周期內(nèi)讀出多個存儲字，可增加存儲器的帶寬)，或采用多體結(jié)構(gòu)存儲器(參考第16題答案)。 8.快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設(shè)的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)人緩存，這樣CPU每次只需訪問快速緩存就可達(dá)到訪問主存的目的，從

45、而提高了訪存速度。主存的信息調(diào)人緩存要根據(jù)一定的算法，由CPU自動完成。凡是主存和緩存已建立了對應(yīng)關(guān)系的存儲單元，它們的內(nèi)容必須保持一致，故凡是寫人緩存的信息也必須寫至與緩存單元對應(yīng)的主存單元中. 9.所謂程序訪問的局部性即程序執(zhí)行時對存儲器的訪問是不均勻的，這是由于指令和數(shù)據(jù)在主存的地址分布不是隨機(jī)的，而是相對地簇聚。存儲系統(tǒng)的Cache-主存級和主存-輔存級都用到程序訪問的局部性原理。對Cache-主存級而言，把CPU最近期執(zhí)行的程序放在容量較小、速度較高的Cache中。對主存-輔存級而言，把程序中訪間頻度高、比較活躍的部分放在主存中，這樣既提高了訪存的速度又?jǐn)U大了存儲器的容量。 10

46、.用4片4K8位的RAM芯片可組成容量為8K16位的存儲器，其結(jié)構(gòu)框圖如圖5.1所示。 圖5.1 第10題答案 11. 根據(jù)主存地址空間分配，選出所用芯片類型及數(shù)量。即 A15 … A11 … A7 … A3 … A0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2K8位ROM 1片 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

47、 0 0 0 0 1K4位RAM2片 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1K4位RAM2片 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CPU與存儲芯片的連接圖如圖5.2所示。 圖5.2第11題答案 12.根據(jù)主存地址空間分配，對應(yīng)A000H@@A7FFH系統(tǒng)程序區(qū)，選用一片2K x 8位RAM芯片;對應(yīng)A80f1H一AFFFH用戶程序區(qū)，選用4片1K x4位R

48、AM芯片。每片存儲芯片的地址范圍如下。CPU與存儲芯片的連接圖如圖5.3所示。 A15 … A11 … A7 … A3 … A0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2K8位ROM 1片 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1K4位RAM2片 1 0 1 0 1 0 1 1 1

49、1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1K4位RAM2片 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 圖5.3 第12題答案 13.（1）2048/16=128塊 （2）256K=218，主存地址18位； （3）根據(jù)快長為16，且訪存地址為字地址，得字塊內(nèi)地址為4位。根據(jù)二路組相聯(lián)的條件，一組內(nèi)有2塊，則Cache共分128/2=64=26組，組地址q=6。主存字塊標(biāo)記為18-6-4=8位。其地址格式如下圖所示： 主存

50、字塊標(biāo)記 組地址 字塊內(nèi)地址 8 6 4 14. （1） 2048/16=128塊 （2） 512K/16=32768塊 （3） 512K=219，主存地址19位；cache地址11位 （4） 129 mod 128=1 （5） 18 1110 4 3 0 主存標(biāo)記 塊號 塊內(nèi)地址 第6章 習(xí)題 一、選擇題： 1. 主機(jī)中能對指令進(jìn)行譯碼的部件是 C 。 （A）ALU (B)運

51、算器 (C) 控制器 (D)存儲器 2. 先計算后再訪問內(nèi)存的尋址方式是 D 。 （A）立即尋址 (B) 直接尋址 (C) 間接尋址 (D)變址尋址 3. B 方式對實現(xiàn)程序浮動提供了支持。 （A）變址尋址 (B) 相對尋址 (C) 間接尋址 (D)寄存器間接尋址 4.以下四種指令類型中，執(zhí)行時間最長的是 C 。 A.寄存器-寄存器型 B. 寄存器-存儲器型 C. 存儲器-存儲器型 D.程序控制指令 5.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的是 D

52、。 A.可直接訪問外存 B.降低指令譯碼難度 C.實現(xiàn)存儲程序和程序控制 D.縮短指令長度，提高靈活性 6.二地址指令中，操作數(shù)的物理位置不能安排在 。 A.兩個主存單元 B.棧頂和次棧頂 C.一個主存單元和一個通用寄存器 D.兩個通用寄存器 7.在相對尋址中，若指令中的地址碼為X，則操作數(shù)地址是 B 。 A.X B.（PC）+ X C.X+段基址 D.變址寄存器 + X 8.在變址尋址方式中，若變址寄存器的內(nèi)容是4E3C16，給出的偏移量是6316，則對應(yīng)的有效地址是 。 A. 6316 B.4D9F16 C.4

53、E3C16 D.4E9F16 9.操作數(shù)地址存放在寄存器的尋址方式是 D 。 A.相對尋址 B.變址寄存器尋址 C.寄存器尋址 D.寄存器間接尋址 二、填空題： 1.寄存器尋址方式中，指令的地址碼部分給出 寄存器號 ，而操作數(shù)存放在 寄存器 中。 2.相對尋址方式中，操作數(shù)的地址由 當(dāng)前PC值 和 指令的地址碼部分的偏移量 給出。 3.存儲器間接尋址方式指令中給出的是 操作數(shù)地址 所在的存儲器地址，CPU需要訪問 2 次內(nèi)存才能獲得操作數(shù)。 4.變址尋址方式中，操作數(shù)的

54、地址由 變址寄存器的內(nèi)容 和 指令的地址碼部分的偏移量 的相加之和產(chǎn)生。 問答題： 1.一個較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類指令？ 2.在寄存器-寄存器型、寄存器-存儲器型和存儲器-存儲器型三類指令中，哪類指令的執(zhí)行時間最長？哪類指令的執(zhí)行時間最短？為什么？ 答案 1. C 2. D 3.B 4. C 5. D 6.B 7. B 8. D 9.D 二、填空題： 1.寄存器號，該寄存器 2. 當(dāng)前PC值，指令的地址碼部分的偏移量 。（順序可交換） 3. 操作數(shù)地址，2 4. 變址寄存器的內(nèi)容，指令的地址碼部分的偏

55、移量 問答題： 1. 包括數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令、程序控制指令、輸入/輸出指令、堆棧指令、字符串操作指令、特權(quán)指令等。 2. 寄存器-寄存器型執(zhí)行速度最快。存儲器-存儲器型執(zhí)行速度最慢。 因為前者操作數(shù)在寄存器中，后者操作數(shù)在存儲器中。而訪問一次存儲器所需要的時間一般比訪問一次寄存器所需要的時間長。 CPU執(zhí)行 現(xiàn)行程序 CPU執(zhí)行 現(xiàn)行程序 CPU查詢等待并傳送I/O數(shù)據(jù) I/O準(zhǔn)備及傳送 CPU I/0O (a) 程序查詢方式 間斷 CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序 CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序 指令執(zhí)行周期結(jié)束 啟動I/O 中斷請求 I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 CPU I/0O CPU處理中斷服務(wù)程序 實現(xiàn)IO與主機(jī)之間的傳送 （b）程序中斷方式 CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序 存取周期結(jié)束 一個存取周期 CPU執(zhí)行現(xiàn)行程序 啟動I/O CPU I/0O DMA請求 I/O準(zhǔn)備 I/O準(zhǔn)備 實現(xiàn)I/O與主存之間的傳遞 （C）DMA方式 圖8.1 第5題答圖