計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案(完整word版)計(jì)算機(jī)組成原理課后習(xí)題答案(第五版_白中英)親愛的讀者：本文內(nèi)容由我和我的同事精心收集整理后編輯發(fā)布到文庫(kù)，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的校對(duì)，但難免會(huì)有錯(cuò)誤的地方，如果有錯(cuò)誤的地方請(qǐng)您評(píng)論區(qū)留言，我們予以糾正，如果本文檔對(duì)您有幫助，請(qǐng)您下載收藏以便隨時(shí)調(diào)用。下面是本文詳細(xì)內(nèi)容。最后最您生活愉快~O(∩_∩)O~1計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案11計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案第一章 1第二章 3第三章 14第四章 19第五章 21第六章 27第七章 31第八章 34第九章 36第一章模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)值由連續(xù)量來表示，運(yùn)算過程也是連續(xù)的。數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要特 點(diǎn)是按位運(yùn)算，并且不連續(xù)地跳動(dòng)計(jì)算。模擬計(jì)算機(jī)用電壓表示數(shù)據(jù)，采用電壓組合和測(cè)量值的計(jì)算方式，盤上連線的控制方式，而數(shù)字計(jì)算機(jī)用數(shù)字0和1表示數(shù)據(jù)，采用數(shù)字計(jì)數(shù)的計(jì)算方式，程序控制的控制方式。字計(jì)算機(jī)與模擬計(jì)算機(jī)相比，精度高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，邏輯判斷能力強(qiáng)。格、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性來劃分的。科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、測(cè)量和測(cè)試、信息處理、教育和衛(wèi)生、家用電器、人工智能。主要設(shè)計(jì)思想是：采用存儲(chǔ)程序的方式，編制好的程序和數(shù)據(jù)存放在同一存器中，計(jì) 算機(jī)可以在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)完成逐條取出指令和執(zhí)行指令的任務(wù)；在機(jī)器內(nèi)部，指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制碼表示,指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行序存放。主要組成部分有：:運(yùn)算器、邏輯器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。每個(gè)存儲(chǔ)單元都有編號(hào)稱為單元 地址。如果某字代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字。如果某字為一條指令，稱為指令字。息流是數(shù)據(jù)流。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存，存儲(chǔ)容量更大的磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器稱為外存，內(nèi)存和外 存共同用來保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)。運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU，它用來控制計(jì)算機(jī)及進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算。適配器是外圍設(shè)備與主機(jī)聯(lián)系的橋梁，它的作用相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)換器，使主機(jī)和外圍設(shè)備并行協(xié)地工作。計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序用來簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，化使用方 法，提高計(jì)算機(jī)的使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能用用途；應(yīng)用程序是用戶利用計(jì)算機(jī)來解決某些問題而編制的程序。算法語言編寫的程序稱為源程序，源程序通過編譯系統(tǒng)產(chǎn)生編譯程序，也可通過解釋系統(tǒng)進(jìn)行解釋執(zhí)行；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，人們又創(chuàng)造出操作系第一級(jí)是微程序設(shè)計(jì)級(jí)，這是一個(gè)實(shí)在的硬件級(jí)，它由機(jī)器硬件直接執(zhí)行計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案統(tǒng)；第三級(jí)是操作系統(tǒng)級(jí)，它由操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；第四級(jí)是匯編語言級(jí)，它給程序人員提供一種符號(hào)形式語言，以減少程序編寫的復(fù)雜性；第五級(jí)是高級(jí)語言級(jí)，它是面向用戶的，為方便用戶編寫應(yīng)用程序而設(shè)置的。用一系列的級(jí)來組成計(jì)算機(jī)的接口對(duì)于掌握計(jì)算機(jī)是如何組成的提供了一種好的結(jié)構(gòu)和體制，而且用這種分級(jí)的觀點(diǎn)來設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)對(duì)保證產(chǎn)生一個(gè)良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是很有幫助的。11計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE3PAGE3邏輯等價(jià)性。第二章）3510001）211011101（2）[127]原＝11011101（2）[127]原＝01111111[127]反＝01111111[127]補(bǔ)＝01111111補(bǔ)＝011111112111111111000000110000000）1000000）210000001111111112．[x]補(bǔ)=a0.a1a2…a6解法一、（1） a0=0,x>0,x>-0.5此時(shí)a1→a6可任意（2） a0=1,x<=0,x>-0.5,a1=1即a0=1,a1=1,a2→a6有一個(gè)不為0解法二、計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案-0.5=-0.1(2)=-0.100000=1,100000（1） x>=0,a0=0,任意即可44計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案[x]補(bǔ)=x=a0.a1a2…a6（2） 若x<0,x>-0.5只需-x<0.5,-x>0[x]補(bǔ)=-x,[0.5]補(bǔ)=01000000即[-x]補(bǔ)<01000000a*a*aa1010000000 1 2 6a*a*aa00111111aaaaa 110000000126即a1=11,2a6不全為0或至少有一個(gè)為（但不是“其余取0）332823位，用補(bǔ)碼表示，基為2EsE1→E8MsM21M0最大的數(shù)的二進(jìn)制表示E=11111111Ms=0,M=11…1（全1）11111111101111111111111111111111最小的二進(jìn)制數(shù)E=11111111Ms=1,M=00…0（全0）1111111111000000000000000000000規(guī)格化范圍正最大 E=M=Ms=8個(gè) 22個(gè)即：2271(1222)正最小 E=00…0，M=100…0，Ms=08個(gè) 21個(gè)即：2

12負(fù)最大 E=00…0，M=Ms=18個(gè) 21個(gè)（最接近0的負(fù)數(shù)）即271 222)負(fù)最小 E=M=00…0，Ms=18個(gè) 22個(gè)即：211)55計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案規(guī)格化所表示的范圍用集合表示為：17 1 2[2 ,2722)] [

27(21222)]2 66計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案IEEE75432x的真值表示為：(1s)（1）

X= ×（1.M）2E×2227/64=0.011011=1.1011×E=-2+127=125=01111101S=0 M=10110000000000000000000-27/64=-0.011011=1.1011×最后表示為：00111110110110000000000000000000-27/64=-0.011011=1.1011×E=-2+127E=-2+127=125=01111101S=1M=10110000000000000000000最后表示為：1011111011011000000000000000000051）[x]補(bǔ)=0011011補(bǔ)=0000011[x]補(bǔ)= 0011011[y]補(bǔ)= +0000011[x+y]補(bǔ)= 0011110

22結(jié)果沒有溢出，x+y=11110(2)補(bǔ)=0011011結(jié)果沒有溢出，x+y=11110(2)補(bǔ)=0011011補(bǔ)=1101011[x]補(bǔ)= 0011011[y]補(bǔ)= +1101011[x+y]補(bǔ)= 0000110結(jié)果沒有溢出，x+y=00110=1101010=11111111[x]補(bǔ)=0001010[y]補(bǔ)= +0011111[x+y]補(bǔ)= 1101001x+y101116．[x-y]補(bǔ)=[x]補(bǔ)+[-y]補(bǔ)（1）[x]補(bǔ)=0011011[-y]補(bǔ)=0011111[-y]補(bǔ)= +0011111[x-y]補(bǔ)= 0111010y=11010（2）[x]補(bǔ)=0010111[-y]補(bǔ)=1100101[x]補(bǔ)= 0010111[-y]補(bǔ)= +110010177計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案[x-y]補(bǔ)= 1111100結(jié)果沒有溢出y0010088計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案（3）[x]補(bǔ)=0011011[-y]補(bǔ)=0010011[x]補(bǔ)=0011011[-y]補(bǔ)=+0010011[x-y]補(bǔ)=0101110xy=1001071）用原碼陣列乘法器：[x]原=011011[y]原=111111因符號(hào)位單獨(dú)考慮，|x|=11011|y|=1111111011×)111111 1 01 11 1 01 1 01 11 1 01 11 1 0 10 0 010 1[x×y]原=11101000101用補(bǔ)碼陣列乘法器：[x]補(bǔ)=011011補(bǔ)=100001乘積符號(hào)位為：1|x|=11011|y|=11111——————————————————————————1 1 0 1 11 1 01 111011×)11111——————————————————————————1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 199計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案1 1 0 1 11010計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案11011計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案11011PAGE11PAGE111 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]補(bǔ)=10010111011(2)用原碼陣列乘法器：[x]原=111111[y]原=111011因符號(hào)位單獨(dú)考慮，|x|=11111|y|=1101111111×)110111 1 11 11 1 1 11 1 11 11 1 1 111 1 0 10 0 0 10 1[x×y]原=01101000101用補(bǔ)碼陣列乘法器：[x]補(bǔ)=100001補(bǔ)=100101乘積符號(hào)位為：1|x|=11111|y|=11011——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 111111×)11011——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 1計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE12PAGE121 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]補(bǔ)=011010001018．(1)[x]=[x]補(bǔ)=011000 補(bǔ)=100001被除數(shù)X011000+[-|y|]補(bǔ)100001余數(shù)為負(fù)111001→q0=0左移110010+[|y|]補(bǔ)011111余數(shù)為正010001→q1=1左移100010+[-|y|]補(bǔ)100001余數(shù)為正000011→q2=1左移000110+[-|y|]補(bǔ)100001余數(shù)為負(fù)100111→q3=0左移001110+[|y|]補(bǔ)011111余數(shù)為負(fù)101101→q4=0左移011010+[|y|]補(bǔ)011111余數(shù)為負(fù)111001→q5=0+[|y|]補(bǔ)011111余數(shù)011000[x÷y]=1.11000x÷y=0.11000余數(shù)為011000(2) 補(bǔ)=001011 補(bǔ)=100111被除數(shù)X001011+[-|y|]補(bǔ) 100111計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案余數(shù)為負(fù)110010→q0=01313計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案100100+[|y|]補(bǔ) 011001余數(shù)為負(fù)111101→q1=0111010+[|y|]補(bǔ) 011001余數(shù)為正010011→q2=1左移100110001101→q3=1001101→q3=1左移011010+[-|y|]補(bǔ) 1000001→q4=1左移000010+[-|y|]補(bǔ) 1余數(shù)為負(fù)101001→q5=0+[|y|]補(bǔ) 011001000010x÷y=0.01110余數(shù)為0000109．(1)x=2-011*0.100101,y=2-010*(-浮0.011110)[x] =11101,0.100101浮浮[y] =11110,-0.011110浮Ex-Ey=11101+00010=11111[x]浮=11110,0.010010(1)x+y 00.010010(1)+ 11.10001011.110100(1)規(guī)格化處理: 1.010010 階碼 11100x+y=1.010010*2-4=2-4*-0.101110x-y 00.010010(1)+ 00.01111000110000(1)規(guī)格化處理: 0.110000 階碼11110x-y=2-2*0.1100011414計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案浮(2)x=2-101*(-0.010110),y=[x]=11011,-0.010110浮[y]=11100,0.010110浮1515計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE17PAGE17Ex-Ey=11011+00100=11111[x]11100,1.110101(0)x+y 11.110101+ 00.01011000.001011規(guī)格化處理: 0碼11010x+y=x-y 11.110101+ 11.10101011.011111規(guī)格化處理: 1.011111 階碼11100x-y=-0.100001*2-410．(1)Ex=0011,Mx=0.110100Ey=0100,My=0.100100Ez=Ex+Ey0111Mx*My 0. 1101* 0.10010110100000000000110100000001110101規(guī)格化：26*0.111011(2) Ex=1110, Mx=0.011010Ey=0011,My=0.111100EzEx-Ey1110+1101[Mx]00.011010[My]補(bǔ)=00.111100,[-My]補(bǔ)=11.00010000011010+[-My]1100010011011110010111100+[My]00111100111110000.011110000+[My]00111100001011000.0101011000+[-My]11000100000111000.01100111000+[-My]11000100111111000.011011111000+[My]00111100001101000.0110011010001+[-My]11000100001011000.01101商=0.110110*2-6,余數(shù)=0.101100*2-611．4位加法器如上圖，ABi ii

Ai

Bi

i1AB(

B)Cii i

i AB(

B)Cii i

i i1串行進(jìn)位方式1 C1=G1+P1C0 其中=P1=（A1＋B1 C=G+PC

G=A

P=A⊕B2 2 21

2 2

2 2 2C=G+PC

G=A

P=A⊕B3 3 32

3 3

3 3 3C4=G4+P4C3 G4=A4B4 P4=A4⊕B4并行進(jìn)位方式C1=G1+P1C0C2=G2+P2G1+P2P1C0C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C01818計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案12．(1)組成最低四位的74181進(jìn)位輸出為：C4=Cn+4=G+PCn=G+PC0，C0為向第0位進(jìn)Gy3+y2x3+y1x2x3+y0x1x2x3，PC5=y4+x4C4C6=y5+x5C5=y5+x5y4+x5x4C4設(shè)標(biāo)準(zhǔn)門延遲時(shí)間為T1.5，則進(jìn)位信號(hào)0C6需經(jīng)一個(gè)反相器、兩級(jí)“與或非”門，故產(chǎn)生C0的最長(zhǎng)延遲時(shí)間為T+2*1.5T=4T最長(zhǎng)求和時(shí)間應(yīng)從施加操作數(shù)到ALU741813非”門（產(chǎn)生控制參數(shù)x0,0,n+，第二、三片74181共2級(jí)反相器和2級(jí)“與或非”門（進(jìn)位鏈，第四片74181求和邏輯1級(jí)與或非門和1半加器，設(shè)其延遲時(shí)間為3Tt0=3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T=14T13．設(shè)余三碼編碼的兩個(gè)運(yùn)算數(shù)為Xi和Yi，第一次用二進(jìn)制加法求和運(yùn)算的和數(shù)為Si’，進(jìn)位為Ci+1’，校正后所得的余三碼和數(shù)為Si，進(jìn)位為Ci+1，則有：Si3’Si2’Si1’Si0’si3Ci+1FAsi2si0si1十進(jìn)校正FA FAFA+3Vsi3sSi3’Si2’Si1’Si0’si3Ci+1FAsi2si0si1十進(jìn)校正FA FAFA+3Vsi3si2si1si0FAX i3 i3FAFAX i2 i2FA二進(jìn)加法X Yi1 i1X Yi0 i0當(dāng)Ci+1’=1時(shí)，Si=Si’+0011 Ci+1當(dāng)Ci+1’=0時(shí)，Si=Si’+1101根據(jù)以上分析，可畫出余三碼編碼的十進(jìn)制加法器單元電路如圖所示。1914．19計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案Si=AiBiCi+AiBiCi+AiBiCi+AiBiCi圖如下：2020計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案Si≥1&Ai Bi Ci15．設(shè)計(jì)思想：電路由三部分構(gòu)成完成定點(diǎn)加減法運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，專用的陣列乘法器完成乘法運(yùn)算，專用的陣列除法器完成除法操作。邏輯圖可參考主教圖2.7和圖2.9。 16．設(shè)計(jì)思想：因?yàn)橛邪朔N運(yùn)算，所以控制信號(hào)采用三位，S0,S1,S2。加法和減法操作利用4位補(bǔ)碼加減法器完成；加1操作可以單獨(dú)設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)，也可以將被加數(shù)強(qiáng)制為＋10；邏輯乘和取反操作可設(shè)計(jì)單獨(dú)的邏輯運(yùn)算電路，用與門和反相器實(shí)現(xiàn)；取補(bǔ)電路單2.62.7。17.74181S3～S0M等五個(gè)控制信號(hào)縮減為S2～S02.5（功能表中的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算相應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，去除冗余操作和可替代操作：000:0001:AB010:A+B011:A⊕B100:A加B101:A減B減1110:A加A2121計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案111:A其中，000～011簡(jiǎn)化的函數(shù)發(fā)生器。2222計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案第三章1.(1)220

324M字節(jié)8(2)1024K*322*48片(2)512K*8(3)1位地址作芯片選擇2.(1)226/224=4（塊）(2)(224/222)×(64位/8位)=32（片）(3)主存共需DRAM芯片為：4×32=128(片)每個(gè)內(nèi)存條有32片DRAM芯片，容量為16M×64位，需24根地址(A23~A0)完成內(nèi) 存條內(nèi)存儲(chǔ)單元尋址。一共有 4塊內(nèi)存條，采用 2根高位地址線(A25~A24)，通過2：4譯碼器譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)對(duì)各模塊板進(jìn)行選擇。3.(1)64KB1616K*8位DRAM16142：4譯碼器。(2)1us/0.5us64us的死時(shí)間，肯定不行如果采用分散刷新，則每1us只能訪存一次，也不行所以采用異步式刷新方式。16K*1DRAM128*1281282ms/12815us。刷新一遍所用時(shí)間＝15us×128＝1.92msCS32

CS1CS

CS0 A13~A0D0~D72：4譯碼器A14 A152323計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案1024K*4.(1)128K*8

32片(2)2424計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案(3)如果選擇一個(gè)行地址進(jìn)行刷新，刷新地址為(3)如果選擇一個(gè)行地址進(jìn)行刷新，刷新地址為A0-A8，因此這一行上的2048存儲(chǔ)元同 時(shí)進(jìn)行刷新，即在8ms內(nèi)進(jìn)行512個(gè)周期。刷新方式可采用：在8ms5128ms/51215.5us的異步刷新方式。5.所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器單元數(shù)為1，字長(zhǎng)為32，故地址長(zhǎng)度為20位A19~A儲(chǔ)單元數(shù)為256，字長(zhǎng)為16位，故占用的地址長(zhǎng)度為18位A17~A。由此可用位并聯(lián)方式與地址串聯(lián)方式相結(jié)合的方法組成組成整個(gè)存儲(chǔ)器，共 8片RAM芯片，并使用一片2：4譯碼器。其存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如圖所示。A18Y0Y1Y2Y3CS ~CS03DD163116CS2560k*16CS1W/RCS2CS3CPUA?A1716256k*16CSW/RCSCSCS3W/R

1 217位（3） 8片6.（1）1616位（2）系統(tǒng)地址128K＝217，所以地址寄存器

組成框圖如下AA016CPUD031Y Y1 2Y3Y4Y5Y Y6 7Y8A?A17193:82525計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案D(低161502626計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE28PAGE28CPU32K*8CPU32K*832K*832K*832K*8地址寄存器 32K 32K 32K 32K*8 *8 *8 *8數(shù)據(jù)寄存器CS3CS2CS1CS0A162:4譯碼器CS0A1~CS7.(1)組內(nèi)地址用3：83：8譯碼器RAM1~RAM58K*8的芯片位并聯(lián)連接0000HROM4000H6000H8000HA000HC000RAM5HE000HCPRAMRAMRAMRAMRAMU8K*8K*8K*8K*8K*88888A012A012ROMRAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8RAM8K*8D0153:8譯碼器A?A13158.順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出m=8個(gè)字的信息總量都是：8是：2順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬分別是：tT(m2順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬分別是：tT(m100ns7*50ns450ns4.5*107nsWq/512(8*10764107[位/s]t11Wq/ 512(4.5*107113.8107[位/s]t229.cache的命中率HNNNc242024200.968cmrTmT240ccache/主存系統(tǒng)效率e為4061 *100% 1

*100%86.2%r(1r)H平均訪問時(shí)間Ta為

6(16)*0.968計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案TTc 40ns

46.4nsa e 0.862nsh*tc+(1-h)*tm=tathat

5020040200mt tc m2929計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE32PAGE32設(shè)取指周期為T，總線傳送周期為τ，t0(1)t(T+5τ+6t0)*8080T+400τ+480t0(2)t=(T+7τ+8t0)*60=60T+420τ+480t0故不相等。12.D第四章1.不合理。指令最好半字長(zhǎng)或單字長(zhǎng)，設(shè)16位比較合適。712122.70條指令，所以操作碼至少為71212單操作數(shù)指令格式可以為：725無操作數(shù)指令格式可以為：7－3.(1)RR型指令 (2)寄存器尋址 (3)725無操作數(shù)指令格式可以為：7－(4)操作碼字段OP可以指定26=64種操作4.(1)雙字長(zhǎng)二地址指令，用于訪問存儲(chǔ)器。操作碼字段可指定64種操作。RS型指令，一個(gè)操作數(shù)在通用寄存器（共16個(gè)，另一個(gè)操作數(shù)在主存中。有效地址可通過變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共16個(gè)）位移量。5.(1)雙操作數(shù)指令(2)23=8種尋址方式(3)24=16種操作6.(1)直接尋址方式 (2)相對(duì)尋址方式 (3)變址尋址方式 (4)基址尋址方式 間接尋址方式 (6)基址間接尋址方式7.4062664M址模式（X）231 26252423 0OPOPXDX=00E=DX=01D字段為立即數(shù)X=10E=(RX)＋D（64M個(gè)存儲(chǔ)單元）X=11E=（PC）＋D（64M個(gè)存儲(chǔ)單元計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案其中RX為變址寄存器32位PC為程序計(jì)數(shù)器32位。在相對(duì)尋址時(shí)，位移量D3232計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE34PAGE34可正可負(fù)。8.(1)50種操作碼占6位，4種尋址方式占2位。以單地址指令為例：OPOPX（2） D（24）00

寄存器尋址方式。D字段實(shí)際使用4比特選擇16個(gè)通用寄存器。X=01D416(RX)X=10D24位立即數(shù)。X=11直接尋址方式。D字段給出24位內(nèi)存地址。E=D。(2)3有效地址E=PC+；還可使用內(nèi)存間接尋址，此時(shí)有效地址E=。164位，64622位用于存儲(chǔ)器地址，OP R（4） D（22）（6）采用R為基址寄存器尋址，地址＝（R）＋D當(dāng)基址最大，D也是最大的時(shí)候，尋址能力最大而寄存器是32位的，故最大存儲(chǔ)空間是232＋222=4GB＋4MB。4.9，則指令的操作碼至少為5寄存器尋址、直接尋址、堆棧尋址、相對(duì)尋址、內(nèi)存間接尋址、寄存器間接尋932位：6 4 8 4 8OP 目標(biāo)尋址方 目標(biāo)操作數(shù) 源尋址方式 源操作式11.C12.(1)寄存器 (2)寄存器間接 (3)立(4)直接 (5)相對(duì)、址、變址第五章（1）IR、(2)AR(3)DR、通用寄存器STOR1，(R2)PC->AR PC0,G,M->DR R/W=RDR->IR DR0,G,R2->AR R20,G,R1->DR R10,G,DR->M

R/W=WLAD(R3),PC->ARM->DRDR->IRR3->AR R30,G,M->DR R/W=RDR- DR0,G,i>R0 R0i4.計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案3535T=400ns，所以主脈沖源的頻率應(yīng)T=400ns，所以主脈沖源的頻率應(yīng)3為f 5MHz。T1為了消除節(jié)拍脈沖上的毛刺，環(huán)形脈沖發(fā)生器采用移位寄存器形式。圖中畫出了TC*C1 1T2TT2C3 12T1T3C2的QC1QT3T2T1Q QQ QQQRS 1D+5VECLCCCE LS 2 CDESDL3C23T1T2T3T4T5QSDCQQSDQQ QQ QRT1T2T3T4T5QSDCQQSDQQ QQ QR1 CCSDC3CSDC4CC2+5V23CLRQQ脈沖時(shí)鐘源SSDC5C計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案CCLRQ Q 脈沖CSE L 時(shí)鐘S4S C4D 源3636計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案C41 2 3 4 5 6C4CC1C2C2C3T1TT36.(80*31)*32964字節(jié)T3M=M=GS3=S2=A+B+H+D+E+F+GS1=A+B+F+GC=H+D+Ey+Fy+Gφi,j）和（e,f,h）可分別組成兩個(gè)小組或兩個(gè)字段，然后進(jìn)行譯a,b,c,g****abcg**01d01e1if**11j 11h9.P1=1，按IR6、IR5轉(zhuǎn)移P21C移邏輯圖：μA8 μA7Q Q Q QμA6Q Q37計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案SC1 C2 D D DT2T4

μAR8 μAR7 μAR6P(2)IR6 IR5 IR43838計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案10.(1)C，DALUC，D7個(gè)寄存器都雙向接到單總線上。移位器RALU A B

0IPC R+1 M 1C R2

MDRD R MAR3(2)取指 測(cè)試取源操作數(shù)

R1>MD>C取目的操作數(shù)加存回修改

R2>MD>DMDR2D+1>R2PC?>MAR送回繼指令地址假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位作為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有449512單元。微命令字段則是=35位。3939計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案(2)對(duì)應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框圖如圖所示。其中微地址寄存器對(duì)應(yīng)下地址字字段即為判別測(cè)試字段，控制字段即為微命令字段，后部分組成微指令寄存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令寄存器的OP碼、各狀態(tài)條件以及判別測(cè)試字段所給的判別標(biāo)志（某一位為1，其輸出修改微地址寄存器的適當(dāng)位數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)微 程序的分支轉(zhuǎn)移。就是說，此處微指令的后繼地址采用斷定方式。4040計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案指令寄存器IRP

狀態(tài)條件O …地址譯碼 微地址寄存控制存儲(chǔ)器

地址轉(zhuǎn)移邏輯P

微命令信號(hào)…控制字段(1)max{}100nsi22個(gè)時(shí)鐘周期。如果在硬件設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)，如采用專用通路技術(shù)，就可使流水線不發(fā)生停頓。13.(1)

1234

151617181920W 12 345BME 12 345MEXID 12 345 IF 12 34512 3450t1t2t3t4t5t6t7t8t9

2020202020 Tt19t20H

n(K

(5201)*101)

8.33*106條/秒STs

20*

4.1714.空間

Tp (K1)DIF

2051S I I1 22W I I21B I IE I 1 I 2X 1 241I41計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案流 線非 水

時(shí)間T間空間SEXIDIF

12345678 圖IIIII I I1 3 4 52III1I I2I3 4II I5線時(shí)1 2 4 5 時(shí)間TI I3I2 I5 間1 I I3 4 圖12345678如上兩圖所示，執(zhí)行相同的指令，在8個(gè)單位時(shí)間內(nèi)，流水計(jì)算機(jī)完成5條指令，而非4242計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案流水計(jì)算機(jī)只完成2條，顯然，流水計(jì)算機(jī)比非流水計(jì)算機(jī)有更高的吞吐量。15.證：設(shè)n條指令，K級(jí)流水，每次流水時(shí)間τ則用流水實(shí)現(xiàn) Tp=1)HpnTp非流水實(shí)現(xiàn)Ts=KτnHsnnHpnHpKnKnKTp sTHsn Tp K(n-KnTsK1n->∞1)Hpn時(shí)，HsHp1n>1Ts>Tp，故流水線有更高吞吐量Hsn=1時(shí)，n=1時(shí)，16.(1)寫后讀 RAW(2)讀后寫 (3)寫后寫WAW17.(1)譯碼段執(zhí)行段寫回段I1II53IIIII622I14III2I16I524I6I4III333I2I6I3II45I6I1FII1FI243計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案DEDEWDEEWFDEEEWFDEEWI FDEW3I45I F 6

E E W4444計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案第六章系統(tǒng)總線CPU內(nèi)存…設(shè)備接口設(shè)備接口總線，系統(tǒng)總線和高速總線彼此相系統(tǒng)總線CPU內(nèi)存…設(shè)備接口設(shè)備接口總線，系統(tǒng)總線和高速總線彼此相接到不同的總線上同時(shí)進(jìn)行工作，以提高總線的效率和吞吐量，而且處理器結(jié)構(gòu)的變化不影響高速總線。I/OI/O設(shè)備和CPUCPU插件、存儲(chǔ)器插件以及I/O插件等，將它們連入總線即可工作，而不必考慮總線的詳細(xì)操作。統(tǒng)擴(kuò)充性好。一是規(guī)模擴(kuò)充，二是功能擴(kuò)充。規(guī)模擴(kuò)充僅僅需要多插一些同類型的45插件；功能擴(kuò)充僅僅需要按總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一些新插件。插件插入機(jī)器的位置往往沒有嚴(yán)格的45計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案限制。這就使系統(tǒng)擴(kuò)充既簡(jiǎn)單又快速可靠，而且也便于查錯(cuò)。(4)系統(tǒng)更新性能好。因?yàn)镃PU、存儲(chǔ)器、I/O接口等都是按總線規(guī)約掛到總線上的，因而只要總線設(shè)計(jì)恰當(dāng)，可以隨時(shí)隨著處理器芯片以及其他有關(guān)芯片的進(jìn)展設(shè)計(jì)新的插件，新的插件插到底板上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新，而這種更新只需更新需要更新的插件，其他插件4646計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案和底板連線一般不需更改。“”的ASCII碼為41H=010000011的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，故校驗(yàn)位為08”的ASCII碼為38H=00111000B，1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，故校驗(yàn)位為1。停 起數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)校停起數(shù)數(shù) 數(shù) 數(shù)數(shù) 數(shù) 數(shù) 止數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)據(jù)驗(yàn)止始數(shù) 據(jù) 據(jù)停 據(jù) 始 據(jù)據(jù)據(jù)位位據(jù)據(jù)位位位位據(jù) 據(jù) 位驗(yàn) 止 位 位位位位 位位位 位位位 位位位位0 1 2 34 5 6 7 0 1 2 34 5 6 7邏輯圖如下：總線Rout設(shè)備一 設(shè)備二說明：兩個(gè)設(shè)備共用總線，每個(gè)設(shè)備的總線接口部分如右圖所示。通過鎖存器保存接收數(shù)據(jù)， Q并通過三態(tài)門向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)設(shè)備的Rin控制端有效時(shí)，鎖存器保存接收數(shù)據(jù)；每個(gè)設(shè)備的Rout信號(hào)有效時(shí)，鎖存器保存的數(shù)據(jù)被送上總線。當(dāng)Rout信號(hào)無效時(shí)，設(shè)備與總線在電氣上斷開。5.

CP DD中 A央 仲 設(shè)備接口 設(shè)備接口 … 設(shè)備接口BG 0 1 n裁6.……中 BGn ……BRn …央BG央0仲設(shè)備接口 設(shè)備接口 … 設(shè)備接口47裁 0 1 n47計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案7.4848計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE51PAGE51ABAB7總線ABi0競(jìng)爭(zhēng)W CN W7 i i

設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)CN 設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)7 號(hào)

WCN 號(hào)接其它0設(shè)備8.C9.B、A、C10.A11.D12.A總線周期對(duì)接口中的端口進(jìn)行讀寫。CAB、AE、、CBCDPCI總線上有HOST橋PCI/LAGACY總線橋PCI/PCI橋。橋在PCI總線系結(jié)構(gòu)中起著重要作用，它連接兩條總線，使彼此間相互通信。橋是一個(gè)總線轉(zhuǎn)換部件，可以把一條總線的地址空間映射到另一條總線的地址空間上而使系統(tǒng)中任意一個(gè)總線主設(shè)備都能看到同樣的一份地址表橋可以實(shí)現(xiàn)總間的猝發(fā)式傳送，可使所有的存取都按 CPU的需要出現(xiàn)在總線上。由上可見，以橋連接實(shí)現(xiàn)的PCI總線結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)充性和兼容性，允許多條總線并行工作。分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個(gè)潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁號(hào)和仲裁器。 當(dāng)它們有總線請(qǐng)求時(shí)，把它們唯一的仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線上每個(gè)仲裁器將仲裁總線上得到的號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較如果仲裁總線上的號(hào)大則它的總線請(qǐng)求不予響應(yīng)，并撤消它的仲裁號(hào)。最后，獲勝者的仲號(hào)保留在仲裁總線上，分布式仲裁是以優(yōu)先級(jí)仲裁策略為基礎(chǔ)。7i7iAB0競(jìng)爭(zhēng)W CN W7 i iCN 設(shè)備競(jìng)爭(zhēng) 7 號(hào)0CN0

設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)號(hào)接其它設(shè)備送，狀態(tài)返回。總線時(shí)鐘啟動(dòng)信號(hào)讀命令地址線 地址數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)認(rèn)可設(shè)總線帶寬用DrT1/fD表示，根據(jù)定義可得：Dr＝T/D=D×1/ｆ＝8B×70=560MHz/sPCI總線：是一種不依附于某個(gè)具體處理器的局部總線，支持1033.3MHz/66MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸133MB/sCPU32位（5）/64位（3.3，（地址線和數(shù)據(jù)線）減少了引腳數(shù)，支持64InfiniBandI/O設(shè)備之間數(shù)據(jù)流而提出的一種新體系結(jié)PCIInfiniBandInfiniBand允許服計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案務(wù)器，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器，其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入到一個(gè)由開關(guān)和鏈路組成的中央開關(guān)網(wǎng)帶，可連接多達(dá)64000個(gè)服務(wù)器，存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。5151計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案第七章1．DC、、、A1024*1024*2561MB8*8*磁道總數(shù)5．設(shè)讀寫一塊信息所需總時(shí)間為5．設(shè)讀寫一塊信息所需總時(shí)間為tB，平均找道時(shí)間為ts，平均等待時(shí)間為tl，讀寫一塊信息的傳輸時(shí)間為tm，則tB=ts+tl+tm假設(shè)磁盤以每秒r轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)，每條磁道容量為N個(gè)字，則數(shù)據(jù)傳輸率=rN/ntmn/rN秒的時(shí)間中傳輸完畢。tl是磁盤旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間，tl=（1/2r）秒。由此可得：t t

1

[秒]B s rN2rs185000B/2775B/轉(zhuǎn)2775B/道s6．4000轉(zhuǎn)60s2*220*2775=1.16MB7．(1)275*12288*4=12.89MB(2)D1R1計(jì)算（R1=115m1=12288字節(jié)/2πR1=17字節(jié)mm最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算：R2=R1+（275÷5）=115+55=170mmD2=12288字節(jié)/2πR2=11.5字節(jié)/mm(3)3000*12288600KB/s601 60(4) *100010ms* 3002 0(5)臺(tái)號(hào) 柱磁號(hào)盤面(磁頭)號(hào)臺(tái)號(hào) 柱磁號(hào)盤面(磁頭)號(hào)扇區(qū)號(hào)此地址格式表示有4臺(tái)磁盤，每臺(tái)有4個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面最多可容納512個(gè)磁道，5252計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案每道有16個(gè)扇區(qū)。8．存取時(shí)間平均查找時(shí)間平均等待時(shí)間601 60

*100072.5ms* 2402 05353計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案Dr96*2400480KB/s609．(1)D

128000字節(jié)/秒64000字節(jié)/mv 2m/s(2)t1024字節(jié)

1秒128000字節(jié)/ 125秒llv*t2m/s*1125s0.016m600419867塊lL故磁帶存儲(chǔ)器有效存儲(chǔ)容量為19867*1K19867K字節(jié)L周長(zhǎng)為2R2*3.14*531.4周長(zhǎng)為2R2*3.14*531.4英寸1000/*31.43.14*104100/*5500道盤片組總?cè)萘浚?0*500*3.14*1043.14*108314兆位(2)每轉(zhuǎn)即每道含有信息量3.14*104位，即3.925*103B1MB/s3.925*103B轉(zhuǎn)267轉(zhuǎn)/s16020轉(zhuǎn)/分鐘11．(1)[(30*10-3+10*10-3+3000/500*10-3)*2+4*10-3]*1000=96s(2)[(30*10-3+5*10-3+3000/1000*10-3)*2+4*10-3]*1000=80s12．(1)MO存儲(chǔ)器，主存，高速緩存，寄存器組存儲(chǔ)周期從大到小依次為：CD-ROM存儲(chǔ)器，MO磁盤，活動(dòng)頭磁盤存儲(chǔ)器，主存，高速緩存，寄存器組可構(gòu)成如下的多級(jí)存儲(chǔ)體系：寄存器組1寄存器組1高速緩存254計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案主存活動(dòng)頭硬磁盤MO磁盤和CD-ROM存儲(chǔ)器 35555計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE57PAGE57CPUCPUCPU與外存之訪問硬盤和光盤時(shí)都需要先將信息調(diào)入主存。像分辨率和灰度級(jí)決定。1024*1024*24bit=3MB14．(1)1024*768*3=2.25MB(2)1024*768*3B*72/s=162MB/s第八章1.A、B、C2.B3.A4.C組織外圍設(shè)備和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；控制外圍設(shè)備；選擇；數(shù)組多路；字節(jié)多路ABBB從第二級(jí)取出來，單獨(dú)放在第三級(jí)上，使第三級(jí)的優(yōu)先級(jí)最高，即令I(lǐng)M30。 7.依次處理設(shè)備A，設(shè)備D，設(shè)備G的時(shí)間為：T1 =t1+t2+t3+t4+tAT2=T3 t1+t2+t3+t4+tG中斷處理程序中斷處理級(jí)屏蔽位L級(jí)L級(jí)L級(jí)L級(jí)L級(jí)L中斷處理程序LLLL400000(2)主程序中斷處理程序中斷處理級(jí)屏蔽位L級(jí)L級(jí)L級(jí)L級(jí)L級(jí)L中斷處理程序LLLL400000(2)主程序L1L2L3L4L5010000111000211100311110要將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去。只需保存中斷處理程序用到的那2個(gè)寄存器內(nèi)容。8.9（b）所示。其中，主優(yōu)先級(jí)獨(dú)立8.10PSW5～7計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案經(jīng)譯碼器輸出IR4～I(xiàn)R7共四個(gè)請(qǐng)求信號(hào)，參與排隊(duì)器排隊(duì)。11.(1)IM2IM1IM0=011(2)IM2IM1IM0=0015858計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案計(jì)算機(jī)組成原理第五版習(xí)題答案PAGE60PAGE60(3)BBIM3。12.D中斷、蔽中斷、中斷、異常、異常、執(zhí)行軟件中斷指令、ACDE、A、16.(1)通道方式：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送，大大提高了CPU的工作效率。DMA更多硬中斷方式：一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了CPU的時(shí)間開銷，但硬件結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜一些。17.20u光盤 s軟盤打印機(jī)

90us

180usDMA器18.139463節(jié)點(diǎn)，它們構(gòu)成親子關(guān)系。其中右側(cè)按菊花鏈?zhǔn)脚渲茫髠?cè)按親子關(guān)系連接。CPU系統(tǒng)總線主端口圖像，立體 硬盤聲接口CD-ROM 數(shù)字相機(jī) 掃描儀 打印機(jī)第九章略【解】①設(shè)三個(gè)子過程為取指令I(lǐng)、指令譯碼（I、指令執(zhí)行（EX9.1（a）和所示。SI1 I2EX I1 I2ID I1 I2IF I1 I20 t1T 2T 3T 4T 5T 6T順序執(zhí)行時(shí)空?qǐng)DI1 I2 I3 I4EX I1 I3 I2ID I1 I3 I4 I2IF I1 I2 I3 I4 I50 t1T 2T 3