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文檔簡介

1、(1)硬件系統是最內層的,它是整個計算機系統的基礎和核心。(2)系統軟件在硬件之外,為用戶提供一個基本操作界面。(3)應用軟件在最外層,為用戶提供解決具體問題的應用系統界面。解:馮諾依曼計算機的特點是:P8X:此字母沒有專指的縮寫含義,可以用作任一部件名,在此表示操作數equipment,輸入/輸出設備,為輸入設備和輸出設畫出主機框圖,分別以存數指令“STAM”(M256M*32(1)STACU,Ad(IR)MAR,ACCMDR,MARMM,WR(2)ADD256M*32答:P23,否,P36答:P41.總線是一種能由多個部件分時共享的公共信息傳送線路。P52-55。答:P46。塊);P61-

2、62,圖3.86。(4play?哪些總線有這一特點?play:即插即用,EISA、PCIbbbbb(1)(2)D總線;時刻完成總線B。bus,由的時間關系如圖(1)所脈沖ABC總線T三態門T圖(1)(2)三態門T2T32B。T0、T1、T2、T3波形圖如圖(2)所示。接收門接收門三態門BUS三態門接收門B8MHZ,一個總線周期等于一個時鐘周期。如果一個所以:總線帶寬=16/(1/8M)66MHZ,假設總線最短傳個數據位、1答:主存:主存儲器,用于存放正在執行的程序和數據。CPUCache:高速緩沖存儲器,介于CPU計算機中哪些部件可以用于存儲信息?按速度、容量和價格/位排序說明。答:計算機中寄

3、存器、Cache、主存、硬盤可以用于存儲信息。按速度由高至低排序為:寄存器、Cache、主存、硬盤;按容量由小至大排序為:寄存器、Cache、主存、硬盤;按價格/位由高至低排序為:寄存器、Cache、主存、硬盤。Cache-主存層次在存儲系統中主要對主存-輔存層次在存儲系統中主要起擴容作用,即從程序員的角度看,他所200ns,則存儲器的帶寬是多少?20MB/秒字/秒64KB,按字編址它的尋址范圍是多少?若64K,如按字編址,其尋址范圍為:64K16K32位,16K1(1K4)168(2K8)84(4K4)48(16K1)132(4K8)44(8K8)24分散式:在每個讀/寫周期之后插入一個刷新

4、周期,無2562560.1s。試問采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各s采用分散刷新方式刷新間隔為:256(0.1s+0.1s)=51.2s采用異步刷新方式刷新間隔為:2ms1024464K8(64K8(1024464264K816K8位,416K864K816K8位,1616K81K81K464K819a1919-a19,b1,總和20;18,b2,總和20;17,b4,總和21;16,b8,總和24;由上可看出:芯片字數越少,芯片字長越長,引腳數越多。芯片字數減1、(1)該機所允許的最大主存空間是多少?(2)若每個模塊板為32K8(3)每個模塊板內共有幾片(4)共有多少片(

5、5)CPU256K8(2)模塊板總數32K8(3)板內片數4K4(4)總片數(5)CPU模板號(位)芯片號(位)片內地址(位)R/位),及(1)最小地址為系統程序區,409616383(2)指出選用的存儲芯片類型及數量。(3)詳細畫出片選邏輯。系統程序區(ROM用戶程序區(RAM8(3)各芯片二進制地址分配如下:和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖(3)所示:Y7Y3ABCY2Y1Y0.圖(3)(1)用(2)寫出每片A.Y7Y2BY0.R/W(2)地址空間分配圖:RAM0:0000H1FFFHRAM1:2000H3FFFHRAM2:4000H5FFFHRAM3:6000H7FFFHRAM4:80

6、00H9FFFHRAM5:A000HBFFFHRAM6:C000HDFFFHRAM7:E000HFFFFH(3)如果運行時發現不論往哪片址的存儲芯片(RAM5)都有與其相同的數據,則根本的故障原因為:該存儲芯片1)該片的2)該片的3)該片的(4)如果地址線斷線,并搭接到高電平上,將會出現A13為“1”的情況。此時存儲器只能尋址的地址空間(奇數片),A13=01100、1101、1110、1111位,(21、2、4c1=b4b3b1c2=b4b2b1c3=b3b2b1時,c3c2c1=110,漢明碼為0111100。時,c3c2c1=001,漢明碼為1010101。時,c3c2c1=000,漢明

7、碼為0010110。時,c3c2c1=111,漢明碼為1111111。1100001,檢查上述代碼是否出錯?第幾位出錯?解:假設接收到的漢明碼為:c1c2b4c3b3b2b1P1=c1b4b3b1P2=c2b4b2b1P3=c3b3b2b11100100,則p3p2p1=011,說明代碼有錯,第1100111,則p3p2p1=111,說明代碼有錯,第1100000,則p3p2p1=110,說明代碼有錯,第1100001,則p3p2p1=001,說明代碼有錯,第(1)1100000(按偶性配置)(2)1100010(按偶性配置)(3)1101001(按偶性配置)(4)0011001(按奇性配置)

8、(5)1000000(按奇性配置)(6)1110001(按奇性配置)P1=C1B4B3B1P2=C2B4B2B1P3=C3B3B1(1)如接收到的漢明碼為1100000,P1=1000=1P2=1000=1P3=000=01000。(2)如接收到的漢明碼為1100010,P1=1000=1P2=1010=0P3=000=00010。(3)如接收到的漢明碼為1101001,P1=1001=0P2=1001=0P3=101=0P3P2P1=000,傳送無錯,故欲傳送的信息為0001。P1=C1B4B3B11P2=C2B4B2B11P3=C3B3B11(4)如接收到的漢明碼為0011001,P1=0

9、1011=1P2=01011=1P3=1011=11000。(5)如接收到的漢明碼為1000000,P1=10001=0P2=01001=0P3=0001=10000。(6)如接收到的漢明碼為1110001,P1=11011=0P2=11011=0P3=0011=0P3P2P1=000,傳送無錯,故欲傳送的信息為1001。1001101,用奇校驗來確定其對應的漢明碼,若在1001101,有效信息位數為位,則:2k=n+k+1,k=4,進行奇校驗設校驗位為C1C2C3C4,C1C2B7C3B6B5B4C4B3B2B1,C1=1B7B6B4B3B1=110111=1C2=1B7B5B4B2B1=1

10、10101=0C3=1B6B5B4=1001=0C4=1B3B2B1=1101=110100011101位(B5)10100111101,則P1=1C1B7B6B4B3B1=1110111=0P2=1C2B7B5B4B2B1=1011101=1P3=1C3B6B5B4=10011=1P4=1C4B3B2B1=11101=01,剛1,如/Ai.CE.64KB/8=8KB,因此應選擇Y7.ABC.Y3Y2Y1Y0.CE.CE.CECECECE.=T+63T/4=16.75T(1)可提高外部總線的利用率。因為(3)可提高存取速度。因為Cache之間的數據通路大大縮短,故存1)可支持超前控制和流水線控

11、制,有利于這類控制方式下指令預取操作的2)指令位),位)。4。(1)設計(2)在直接映射方式下,設計主存地址格式。(3)在四路組相聯映射方式下,設計主存地址格式。(4)在全相聯映射方式下,設計主存地址格式。4,Cache11291816字塊內地址(2主存字塊標記(77主存字塊標記(9組地址(7主存字塊標記(1621B,14B,塊長為5B,字塊內地字塊內地址(5主存字塊標記(7主存字塊標記(9組地址(7主存字塊標記(1630ns,主存的存取周期為150ns,求Cache-主存系統的平均訪問時間和效率,試問該系統的性能提高了多少aCache-主存系統的訪問效率為:e=tca1319主存字塊標記(8

12、1MB,采用直接映射方式的4,14104字塊地址(1020164字塊內地址(4主存字塊標記(61110B,主存字塊標記為(1)畫出主存地址字段中各段的位數。(2)設0,1,2,89(3)若145B,得14-5992722主存字塊標記(10組地址(7字塊內地址(5(3)設6t,沒有33簡要說明提高訪存速度可采取的措施。(1)采用高速器件。即采用存儲周期短的芯片,可提高訪存速度。(2)采用Cache。CPUCache,而(3)調整主存結構。如采用單體多字或采用多體結構存儲器。22cm,外徑33cm,道密度為道/cm,內層密度為位/cm,轉速轉/分,問:(1)共有多少存儲面可用?(2)共有多少柱面?

13、(3)盤組總存儲容量是多少?(4)數據傳輸率是多少?(2)有效存儲區域=(33-22)/(3)內層道周長=道=759,880B9,118,560B(4)轉速轉/分,共有230mm,共有(1)磁盤存儲器的存儲容量。(2)最高位密度(最小磁道的位密度)和最低位密度。(3)磁盤數據傳輸率。(4)平均等待時間。288B/道4(2)最高位密度230)=位/mm(向下道/(5(4)平均等待時間解:48010=4800(1)按數據傳送方式分有并行接口和串行接口兩種;(2)按數據傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA0,B6)輸入:CPU2)輸出:0,B3)0,D1;5)外設工作完成,完成信號6

14、)準備就緒信號。8.4.3)在什么條件下,I/O平均每個數據所需處理時間=(PN+Q)/N更緊迫的事件,CPU1,次/秒,而相應的中斷處=1/40000=0.025108字3000轉/分=4K轉/秒字/秒1K=1024,來自數據塊單位縮寫。)(1)數據傳送依賴軟件還是硬件。(2)傳送數據的基本單位。(3)并行性。(4)主動性。(5)傳輸速度。(6)經濟性。(7)應用對象。(3)程序查詢方式傳送時,CPU(4)程序查詢方式時,CPU微復雜一些,因此較經濟;DMA低速實時處理過程;DMA1:這里的傳送速度指2:主動性應以7850Hz,采取逐行掃描方式。假設不考慮屏幕四邊的失真問題,且行回掃和20%

15、,問:1)顯存容量至少有多大?3)顯存中存放的是那種信息?4)顯存地址與屏幕顯示位置如何對應?6)點時鐘頻率為多少?解:1)顯存最小容量=722482)ROM最小容量=648512B(含字間隔3)顯存中存放的是4)顯存每個地址對應一個字符顯示位置,顯示位置自左至右,從上到下,5)設置點計數器、字計數器、行計數器、排計數器控制顯存訪問與屏幕掃(72+x)(24+y)18,y6,則:1)掃描計數器應為多少位?2)ROM3)若行、列號均從列的鍵表示字母“F”時,4)參考教材圖5.15,畫出該鍵盤的原理性邏輯框圖;5)如果不考慮校驗技術,此時解:1)掃描計數器2)ROM128B(與字符集大小有關)01

16、000110,則1)打印緩存容量至少有多大?2)字符發生器容量至少有多大?3)列計數器應有多少位?4)緩存地址計數器應有多少位?解:1)打印緩存最小容量1328=2)ROM9673)列計數器4)緩存地址計數器1由于針打是按列打印,所以67292列計數器是對列號進行計數,所以模=7,33同樣緩存地址計數器模=132,8(1)X(2)X(3)X(1)若要X(2)若要Xa1=0,a2a1=0,a21;a3=0,則必須a4=1,且a5、a60;a3=1,則1;0。x1=0,x2x5而小。)-13/64,29/128,100,-871010100110101000補原x。補補補補補補補補補原補原補原0,

17、則補原補原補原補原補原補原補補補補補補補補(2)當補補補補xy?補補xy。0,及0,負數補碼的符號位為1,當x0、補補x0、y,但x補補51/128、-27/1024、7.375、-86.5(1)階碼和尾數均為原碼。(2)階碼和尾數均為補碼。(3)階碼為移碼,尾數為補碼。-5*(-0.11011B)37(1)x1浮=1,0001;0.110 x2浮=1,0101;1.110 x3浮=0,0011;0.111x4浮=0,0111;1.101(2)x1浮=1,1111;0.110 x2浮=1,1011;1.001x3浮=0,0011;0.111x4浮=0,0111;1.010(3)x1浮=0,11

18、11;0.110 x2浮=0,1011;1.001x3浮=1,0011;0.111x4浮=1,0111;1.010(1)說明(2)基值不同對浮點數什么有影響?(3)當階碼和尾數均用補碼表示,且尾數采用規格化形式,給出兩種情況(2)當基值不同時,對數的表示范圍和精度都有影響。即:在浮點格式不變(3)r=2最大正數的浮點格式為:0,1111;0.111+max15-10非零最小規格化正數浮點格式為:1,0000;0.100+min-16-1-17最大正數的浮點格式為:0,1111;0.1111+max15-10非零最小規格化正數浮點格式為:1,0000;0.0001+min-16-1-17條件下,

19、除階符、數符各取1解:若要保證數的最大精度,應取階碼的基值=2。32768(21565536(216),的冪)。25(32)尾數(25表示為“0”點及其附近的一段區域,即在計算機中小到機器數的精度達不到的0”表示16設機器數字長為(1)無符號數;(2)原碼表示的定點小數。(3)補碼表示的定點小數。(4)補碼表示的定點整數。(5)原碼表示的定點整數。(6)浮點數的格式為:階碼161,即:065535;無符號小數:0-160.99998;(2)原碼定點小數:-1-15-15(3)補碼定點小數:-15(4)補碼定點整數:-21515,即:-3276832767(5)原碼定點整數:-215151,即:

20、-32767327671,11-9-310,11111,即-931-931-9-310,11111,即-9311,11001,即-9-31則正數表示范圍為:2-9-31-931(7)當機器數采用補碼規格化形式時,若不考慮隱藏位,則最大負數=1,00000;1.011111,即-1-32最小負數=0,11111;1.000000,即31則負數表示范圍為:-131-1-32最大正數=0,11111;0.111111,即-931最小正數=1,00000;0.100000,即-1-32則正數表示范圍為:2-1-32-931原1010;y1補0100;z1反1111;原1000;y2補1000;z2反1

21、000;原1001;y3補1001;z3反1001。原0100;正確原0000;溢出(丟1)出錯原0010;正確補1000;溢出(丟1)出錯補0000;正確補0010;溢出(丟0)出錯反1111;溢出(丟0)出錯反0001;正確反0011;溢出(丟0)出錯原1000;正確原0000;溢出(丟11)出錯原0100;正確補0000;溢出(丟10)出錯補0000;正確補0100;溢出(丟00)出錯反1111;溢出(丟01)出錯反0011;正確反0111;溢出(丟00)出錯原1101;正確原0100;正確原1100(1);丟1,產生誤差補1010;正確補0100;正確補1100(1);丟1,產生誤差反

22、0111;正確反0100(0);丟0,產生誤差反1100;正確原原1010;正確原補0101;正確補1010;正確補反1011;正確反反0,移位時不考慮符號位。(1)A=9/64,B=-13/32,求(2)A=19/32,B=-17/128,求(3)A=-3/16,B=9/32,求(4)A=-87,B=53,求(5)A=115,B=-24,求B補=1.100(2)A=19/32=-B補=0.001(3)A=B補=(4)B補=0(5)A=115=B補=1,110 xy。(1)x=111,y=110;(2)x=111,y=101;(3)x=19,y=(4)x=01。(1)x原=0.110111,y

23、原=1.101110,x*=0.110111,0,乘數為1,加上1,加上1,加上0,加上1,加上x*y*=0.100010,z0=x01=1,原010,xy=補001,2x*=1.101j0,Cjn-1njjn-1nj補jn-1nj補jn-1nj=001,加x*,保持jx*y*=0.100010,z0=x01=1,原010,xy=補=0.110111,-x補=1.001001,y補n+1nn+1=00,部分積右移nn+1=10,部分積加-x補nn+1=01,部分積加x補nn+1=00,部分積右移nn+1=10,部分積加-x補nn+1=01,部分積加x補nn+1=10,部分積加-x補補110,x

24、y=n+1xy=xy。(1)x=0.100111,y=0.101011;y=0.11011;(3)x=0.10100,-0.10001;(4)x=13/32,-27/32。)x*=x補=y=原=0.1110102-6=0.000試減,+-y*0,0,+y*、yr、yy補=(2)x=,y=0.110原=1.101y原y補=-y*補=-y補=002-5試減,+-y*0,r0,+-y補r、y1,溢出0,0,10,試減,x、yr、yr、y11)201,x(1)x=2-011100,y=2-010(2)x=2-011-010(3)x=2101100111)。x、y(1)-011100,y=2-01010

25、0)x補=1,101;0.101y補=1,110;1.100y補=1,110,Mx補=0.101My補=1.1001)對階:0,x補=1,110;0.0102)尾數運算:3)結果規格化:x+y補=11,110;11.1113)x-y補=11,110;00.1104)舍入:無5)溢出:無-101000)-010(2)-011(-0.100010),y=2-010(-0.011111)x補=1,101;1.011y補=1,110;1.1001)1),則x補=1,110;1.1012)尾數運算:3)結果規格化:x+y補=11,110;11.010000,已是規格化數2)4)舍入:無5)溢出:無-01

26、0000)-100(3)101101),y=2100111)x補=0,101;1.011y補=0,100;1.1101)對階:E補=00,101+11,100=00,0010,應Ey補+1=00,100+00,001=00,101=Ex補y補=0,101;1.111000(1)2)尾數運算:11.111000(1)=11.010011(1)00.000111(1)=11.100010(1)3)結果規格化:x+y補=00,101;11.010 x-y補=00,101;11.100010(1)=00,100;11.0004)舍入:x+y補=00,101;11.010011(舍)5)溢出:無1011

27、01)100011)4、4、4、45、5、3、3(1)畫出按兩種分組方案的單重分組并行進位鏈框圖,并比較哪種方案運算(2)畫出按兩種分組方案的雙重分組并行進位鏈框圖,并對這兩種方案進行(3)用6.22。5533(2)44446.26。553355334444(3)單重分組1)74181芯片只有最高、最低兩個進位輸入/輸出端,組內進位無引4)1815)單重分組跳躍進位只用到181,使用P300。P310。解:1)若采用定長操作碼時,二地址指令格式如下:A2(6種,則:K=24),2)若采用變長操作碼時,二地址指令格式仍如1)所示,但操作碼長度可隨地址碼的個數而變。此時,K=4-(N/2612);

28、612612max解:1)先變址再間址尋址過程簡單示意如下:2)先間址再變址尋址過程簡單示意如下:EA=(IX)+(A),IX(2)該指令直接尋址的最大范圍;(3)一次間址和多次間址的尋址范圍;(7)如何修改指令格式,使指令的尋址范圍可擴大到4M?M(3(2)直接尋址的最大范圍為6=64。(3)由于存儲字長為1615(5)相對尋址的位移量為-3231。(6)上述六種尋址方式中,因立即數由指令直接給出,故立即尋址的指令(一次間接尋址要兩次訪),故執行時間最長。變址尋址由于變址寄存器的(7)4M,需要有效地址:如果仍采用單字長指令(164M,可通過段尋址方案實現。安排如下:DS(16EA(66注:

29、段尋址方式由硬件隱含實現。在編程指定的尋址過程完成、EA在采用單字長指令(16(有效地址=頁面地址“拼接”6(8)為使一條轉移指令能轉移到主存的任一位置,尋址范圍須達到4M,(1)如果主存可直接或間接尋址,采用寄存器存儲器型指令,能直接尋(2)在滿足(1)的前提下,如果采用通用寄存器作基址寄存器,則上述位)65=32;I=0,存儲器尋址的操作數為直接尋址,當I=120(2)如采用基址尋址,則指令格式中應給出基址寄存器號,以指定哪一個X(1X,當基址尋址可訪問存儲空間為:232CU。(1)畫出完成間接尋址的取數指令(2)畫出中斷周期的數據流。IRAC地址線數據線控制線(1)LDAXIRAC(2)中斷周期流程圖如下:EINT答:中斷周期前是執行周期,中斷周期后是取指周期。在中斷周期,CPUIFEXIFEXIFEXIFEXIFEXIFEXIF、ID、EX、WR時,n+32n+2,可見四級流水線耗時比二級流水線耗時短,因解:INTR中斷請求觸發器,用來登

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