计算机组成原理

计算机组成原理大型实验

报告

(2010/2011第2学期------第19周)

指导教师：

班级：

姓名：

学号：

计算机组成原理课程设计实验报告

一、目的和要求

目的：

深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，进一步理解和掌握动态微程序设计的概念；完成微程序控制的特定功能计算机的指令系统设计和调试。

要求：

（1）、内容自行设计相关指令微程序；（务必利用非上机时间设计好微程序）

（2）、测试程序、实验数据并上机调试；

（3）、报告内容：

包括

1、设计目的

2、设计内容

3、微程序设计（含指令格式、功能、设计及微程序）

4、实验数据（测试所设计指令的程序及结果）。（具体要求安最新规范为准）

二、实验环境

TEC—2机与PC机。

三、具体内容

实验内容：

（1）把用绝对地址表示的内存单元A中的内容与内存单元B中的内容相加，结果存于内存单元C中。

指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2，ADDR3四字指令（控存入口100H）

功能：[ADDR3]=[ADDR1]+[ADDR2]

（2）将一通用寄存器内容减去某内存单元内容，结果放在另一寄存器中。

指令格式：E0DRSR，ADDR（SR，DR源、目的寄存器各4位）双字指令（控存

入口130H）

功能：DR=SR-[ADDR]

（3）转移指令。判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定绝对地址，否则顺序执行。

指令格式：E5DRSR，ADDR双字指令（控存入口140H）

功能：ifDR==SRgotoADDRelse顺序执行。

设计：利用指令的CND字段，即IR10~8，令IR10~8=101，即CC=Z 则当DR==SR时Z=1，微程序不跳转，接着执行MEMPC（即ADDRPC），而当DR!=SR 时Z=0，微程序跳转至A4。

实验设计并分析：

第一条：把用绝对地址表示的内存单元A中的内容与内存单元B中的内容相加，结果存于内存单元C中。

指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2，ADDR3四字指令（控存入口100H）

功能：[ADDR3]=[ADDR1]+[ADDR2]

指令格式：

D4XX

ADDR1

ADDR2

ADDR3

微程序：

PC→AR，PC+1→PC：00000E00A0B55402

MEM→AR：00000E00 10F00002

MEM→Q：00000E00 00F00000

PC→AR，PC+1→PC：00000E00 A0B5 5402

MEM→AR：00000E00 10F0 0002

MEM+Q→Q：00000E01 00E0 0000

PC→AR，PC+1→PC：00000E00 A0B5 5402

MEM→AR：00000E0010F0 0002

Q→MEM，CC#=0：00290300 10200010

指令分析：

PC->AR,PC+1->PC

0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR

0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100 MEM->Q

0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0000 PC->AR,PC+1->PC

0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR

0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100 MEM+Q->Q

0000 0000 1110 0000 0001 0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000 0000 PC->AR,PC+1->PC

0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR

0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100

Q->MEM,CC#=0

0029 0000 0011 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 假设从地址[0828]开始执行微程序，此时程序计数器PC的值是0829。因为运行程序的时候[0829]和[0830]中存了加法的两个加数的内存地址，所以要想方设法1）把这两个加数传到运算器的寄存器中，2）在运算器中相加，3）将结果输出到内存单元[ADDR1]。以下分别进行分析。

1）取每个加数要访问两次内存，第一次是取得加数所在的内存地址的值(MEM→AR),第二次是取得加数本身并保存在Q寄存器中（MEM→Q）。注意，取第二个加数的时候，第一次仍是MEM→AR，而第二次MEM+Q→Q的同时也把加法给完成了，请见接下来的分析。

2）相加的操作是MEM+Q→Q。MEM是从内存中取得的第二个加数的值，左边的Q是刚才取得的第一个加数的值。他俩相加的和传给Q寄存器，覆盖掉了Q寄存器刚才保存的值（第一个加数）。

3）现在Q寄存器中存有加法的运算结果，最后的工作是把这个结果写到内存单元[ADDR1]中去。如果AR或者PC指向[ADDR1]的话就好办了，难点在于现在AR已经到了[ADDR2]处，PC已经到了[ADDR2+1]处，而且又不知道如何让寄存器的值减一。后来问同学，得到了解决办法：利用IP寄存器。IP正好还呆在[ADDR1-1]，即内存地址[0828]。显然，让

IP+1就得到了[ADDR1]，即[0829]。微指令是IP+1→AR以及MEM→AR，这时AR的值为第一个加数所在的单元[ADDR1]。

现在Q的值是运算结果，AR的值是运算结果要传给的内存地址。显而易见，最后一步就是“存储器写”操作Q→MEM。

其它要注意的地方：

1）微程序中有两处PC+1→PC，第一处是为了取得第二个加数所在的内存地址，第二处是为了把PC指向下一句，在这里是RET，才能使程序正常结束。

2）程序最后要转向A4H执行后续处理程序。此处下地址的转换方法：将A4H从左到右用八位二进制数写出，左边补两个“0”，右边加两个“0”（备用位B45、44），得到001010010000B，再把这个十二位二进制数翻译成十六进制，结果是290H。

3）使用Q寄存器的好处有：第一，不修改通用寄存器R0，R1等，因为别的程序可能用到它们。第二，程序易读、风格优美。

程序调试：

第二条：将一通用寄存器内容减去某内存单元内容，结果放在另一寄存器中。

指令格式：E0DRSR，ADDR（SR，DR源、目的寄存器各4位）双字指令（控存入口130H）

功能：DR=SR-[ADDR]

微程序：PC→AR，PC+1→PC：0000 0E00A0B55402

MEM→AR：00000E00 10F00002

SR-[ADDR]→DR：0029030131D00088

指令格式：

E0XX

ADDR

指令分析：

根据指令的功能和指令格式，先读取地址ADDR单元内容暂时放置于Q寄存器中，然后再读取内存单元中的DATA，同时与Q寄存器内容相减，结果存放在DR寄存器中。每条指令系统微操作详细：

PC->AR,PC+1->PC

0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010

MEM->AR

0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100 SR-MEM->DR

0029 0000 0011 0000 0001 0011 0001 1101 0000 0000 0000 1000 1000 调试：

第三条：转移指令。判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定绝对地址，否则顺序执行。

指令格式：E5DRSR，ADDR双字指令（控存入口140H）

功能：ifDR==SRgotoADDRelse顺序执行。

设计：利用指令的CND字段，即IR10~8，令IR10~8=101，即CC=Z

则当DR!=SR时Z=1，微程序不跳转，接着执行MEMPC（即ADDRPC）

而当DR==SR时Z=0，微程序跳转至A4。

微程序：

SR-DR：00000E0191900088

PC→AR，CC#=CND，PC+1→PC：002903E0 A0B55402

MEM→PC：0029030030F05000

指令格式：

E5XX

ADDR

指令分析：

1、SR-DR，运算器接受标志位，设定标志位

2、PC→AR，PC+1→PC，,SCC=7，IR10-8=101，CC#=Z

DR=SR，CC#=Z=1，顺序执行102，DR≠SR转移到下地址为103的指令继续转移

3、(DR=SR)偏移量OFFSET加IP(R4)，结果赋给PC(R5)，然后令CC#=0，用3号命令条件转移到A4H，结束微程序

4、PC→AR，PC+1→PC SCC=101，SC=1，使CC#=S#，DR>SR,SR-DR<0,S=1,CC#=S#=0,3号命令条件转移到下地址为A4H的指令结束程序，DR0,S=0,CC#=S#=1,条件转移命令将顺序执行地址为104的指令

5、(DR

束微程序

每条指令系统微操作详细：

SR-DR

0000 0000 1110 0000 0000 1001 0001 0001 0000 0000 0000 1000 1000 PC->AR,PC+1->PC

0029 0000 0011 1110 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEN->PC

0029 0000 0011 1110 0001 0010 0000 1111 0000 0101 0000 0000 0000 调试：

>E900

09000000:00000000:0E010000:91900000:00880000:0029

09050000:03E00000:A0B50000:54020000:00290000:0300

090A0000:30F00000:5000

>D900

090000000E0191900088002903E0A0B55402.........).࠵T.

09080029030030F050000000000000000000.)..0≡P......... 091000000000000000000000000000000000................ 091800000000000000000000000000000000................ 092000000000000000000000000000000000................ 092800000000000000000000000000000000................ 093000000000000000000000000000000000................ 093800000000000000000000000000000000................

>A800

0800:MOVR1,900

0802:MOVR2,3

0804:MOVR3,140

0806:LDMC

0807:RET

0808:

>G800

>A820

0820:MOVR8,0011

0822:MOVR9,0011

0824:NOP

0825:NOP

0826:MOVR9,0002

0828:RET

0829:

>E824

08240000:E4890000:0828

>U820

0820:2C800011MOVR8,0011

0822:2C900011MOVR9,0011

0824:E489DWE489

0825:0828ADCR2,R8

0826:2C900002MOVR9,0002

0828:AC00RET

0829:0000NOP

082A:0000NOP

082B:0000NOP

082C:0000NOP

082D:0000NOP

082E:0000NOP

082F:0000NOP

0830:0000NOP

0831:0000NOP

>G820

结果显示：

>R

R0=0000R1=090CR2=0000R3=0143SP=0FD0PC=0820IP=00CDR7=0000R8=0011

R9=0002R10=0000R11=0000R12=0000R13=0000R14=0000R15=0000F=01001111

0820:2C800011MOVR8,0011

>

四．实验心得

通过这次的课程设计，使得我们进一步地熟悉了PC机与TEC-2机，同时也更深层次的了解了计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，同时在一定程度上理解和掌握了动态微程序设计的概念。更加深入的了解了指令、微程序、微码的关系和构成，通过设计、调试指令，熟悉了计算机内部的控制器与算术逻辑单元的运行过程，对计算机内部结构更加熟悉。

成绩评定表

指

导

教

师

考

核

成

绩

答

辩

成

绩

总

成

绩

签字：

年月日

计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)[]

第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见 P1 表 1.1 。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？（略） 4．冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB MB GB来度量，存储 容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地 址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。

计算机组成原理第五版 白中英(详细)第5章习题参考答案

第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（DR ）和（通用寄存器）。 2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：

STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：

PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4．假设主脉冲源频率为10MHz ，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解：

5．如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns ，T 2=400ns ，T 3=200ns ，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下：

计算机组成原理(新)

《计算机组成原理》模拟题 一.单选题 1.在多级存储体系中,”cache—主存”结构的作用是解决()的问题. A.主存容量不足 B.主存与辅存速度不匹配 C.辅存与CPU速度不匹配 D.主存与CPU速度不匹配 [答案]:D 2.用32位字长(其中1位符号位)表示定点小数是,所能表示的数值范围是(). A.[0,1-2-32] B.[0,1-2-31] C.[0,1-2-30] D.[0,1] [答案]:B 3.某计算机字长16位,它的存贮容量是64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是(). A.0-64K B.0-32K C.0-64KB D.0-32K [答案]:B 4.50年代,为了发挥()的效率,提出了()技术,从而发展了操作系统,通过它对()进行管理和调度. A.计算机,操作系统,计算机 B.计算,并行,算法 C.硬件设备,多道程序,硬软资源 D.硬件设备,晶体管,计算机 [答案]:C 5.某SRAM芯片,存储容量为64x16位,该芯片的地址线和数据线数目为(). A.64,16 B.16,64 C.64,8 D.16,16 [答案]:D 6.用64位字长(其中1位符号位)表示定点小数时,所能表示的数值范围是(). A.[0,264-1] B.[0,263-1] C.[0,262-1] D.[0,263] [答案]:B

7.CD—ROM光盘是()型光盘,可用做计算机的()存储器和数字化多媒体设备. A.重写,内 B.只读,外 C.一次,外 D.多次,内 [答案]:B 8.CPU主要包括(). A.控制器 B.控制器.运算器.cache C.运算器和主存 D.控制器.ALU和主存 [答案]:B 9.EPROM是指(). A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.光擦除可编程只读存储器 [答案]:D 10.描述Futurebus+总线中基本概念不正确的句子是(). A.Futurebus+总线是一个高性能的同步总线标准 B.基本上是一个异步数据定时协议 C.它是一个与结构.处理器.技术有关的开发标准 D.数据线的规模在32位.64位.128位.256位中动态可变 [答案]:A 11.描述PCI总线中基本概念不正确的句子是(). A.HOST总线不仅连接主存,还可以连接多个CPU B.PCI总线体系中有三种桥,它们都是PCI设备 C.从桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作 D.桥的作用可使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上 [答案]:C 12.在某CPU中,设立了一条等待(WAIT)信号线,CPU在存储器周期中T的φ的下降沿采样WAIT线,请在下面的叙述中选出正确描述的句子：(). A.如WAIT线为高电平,则在T2周期后不进入T3周期,而插入一个TW周期 B.TW周期结束后,不管WAIT线状态如何,一定转入了T3周期 C.TW周期结束后,只要WAIT线为低,则继续插入一个TW周期,直到WAIT线变高,才转入T3周期 D.有了WAIT线,就可使CPU与任何速度的存贮器相连接,保证CPU与存贮器连接时的时序配合

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第 1 章 计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ● 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ● 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； ● 指令和数据均用二进制表示； ● 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操 作数在存储器中的位置； ● 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ● 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU 、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、 机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由 CPU 和主存储器 MM 合成为主机。 CPU ：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和 控制器不在同一芯片上，现在的 CPU 内除含有运算器和控制器外还集成了 CACHE ）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随 机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元 或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进 制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指 CPU 一次能处理的二进制数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU 、PC 、IR 、CU 、ALU 、ACC 、MQ 、X 、MAR 、MDR 、I/O 、MIPS 、CPI 、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU ：Central Processing Unit ，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运 算器和控制器组成。 PC ：Program Counter ，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数

计算机组成原理试题库集及答案

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第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； 指令和数据均用二进制表示； 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义：

计算机组成原理第五章单元测试(含答案)

第五章指令系统测试 1、以下四种类型指令中，执行时间最长的是（）(单选) A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制类指令 2、程序控制类指令的功能是（）（单选） A、进行算术运算和逻辑运算 B、进行主存与CPU之间的数据传送 C、进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D、改变程序执行的顺序 3、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用的寻址方式是( ）（单选） A、立即数寻址 B、寄存器寻址 C、隐含寻址 D、直接寻址 4、下列属于指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（）（单选） A、为了实现软件的兼容和移植 B、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C、为程序设计者提供更多、更灵活、更强大的指令 D、丰富指令功能并降低指令译码难度 5、寄存器间接寻址方式中，操作数存放在（）中（单选） A、通用寄存器 B、主存 C、数据缓冲寄存器MDR D、指令寄存器 6、指令采用跳跃寻址方式的主要作用是（) (单选) A、访问更大主存空间 B、实现程序的有条件、无条件转移 C、实现程序浮动 D、实现程序调用 7、下列寻址方式中，有利于缩短指令地址码长度的是（）（单选） A、寄存器寻址 B、隐含寻址 C、直接寻址

D、间接寻址 8、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数的有效地址为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 9、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 10、某计算机按字节编址，采用大端方式存储信息。其中，某指令的一个操作数的机器数为ABCD 00FFH，该操作数采用基址寻址方式，指令中形式地址（用补码表示）为FF00H，当前基址寄存器的内容为C000 0000H，则该操作数的LSB(即该操作数的最低位FFH)存放的地址是( ) (单选) A、C000 FF00H B、C000 FF03H C、BFFF FF00H D、BFFF FF03H 11、假定指令地址码给出的是操作数所在的寄存器的编号，则该操作数采用的寻址方式是( )(单选) A、直接寻址 B、间接寻址 C、寄存器寻址 D、寄存器间接寻址 12、相对寻址方式中，操作数有效地址通过( )与指令地址字段给出的偏移量相加得到(单选) A、基址寄存器的值 B、变址寄存器的值 C、程序计数器的值 D、段寄存器的值 13、下列关于二地址指令的叙述中，正确的是( ) (单选) A、运算结果通常存放在其中一个地址码所指向的位置 B、地址码字段一定是操作数 C、地址码字段一定是存放操作数的寄存器编号

计算机组成原理第五章答案

5 ．4 教材习题解答 １．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？ 解：存储器和寄存器不是一回事。存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数 据，访问存储器的速度较慢。寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。 ２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有 哪些层次？ 解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。存储系统是由几个容量、速度和价 存储系统和结构 第5 章 129 格各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。把存储系 统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。由高 速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速 缓存和主存间称为Cache －主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存—辅

存存储层次（虚拟存储系统）。 ３．什么是半导体存储器？它有什么特点？ 解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。 半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。半导体随机存储器存储的 信息会因为断电而丢失。 ４．SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么？它和DRAM 记忆单元电路相比有何异 同点？ 解：SRAM 记忆单元由６个MOS 管组成，利用双稳态触发器来存储信息，可以对其 进行读或写，只要电源不断电，信息将可保留。DRAM 记忆单元可以由４个和单个MOS 管组成，利用栅极电容存储信息，需要定时刷新。 ５．动态RAM 为什么要刷新？一般有几种刷新方式？各有什么优缺点？ 解：DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的，由于电容上的电 荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉，因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷， 这个过程就叫做刷新。

计算机组成原理(本科生) (5)

本科生期末试卷（5） 一、选择题（每小题2分，共30分） 1某机字长64位，1位符号位，63位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数位（）。 A +(263-1) B +(264-1) C -(263-1) D -(264-1) 2请从下面浮点运算器中的描述中选出两个描述正确的句子（）。 A 浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件一阶码和尾数部件来实现。 B 阶码部件可实现加，减，乘，除四种运算。 C 阶码部件只进行阶码相加，相减和比较操作。 D 尾数部件只进行乘法和除法运算。 3存储单元是指（）。 A 存放1个二进制信息位的存储元 B 存放1个机器字的所有存储元集合 C 存放1个字节的所有存储元集合 D 存放2个字节的所有存储元集合 4某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是（）。 A 0—1M B 0—512KB C 0—56K D 0—256KB 5用于对某个寄存器中操作数的寻址方式为（）。 A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接 6程序控制类的指令功能是（）。 A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与CPU之间的数据传送 C 进行CPU和I/O设备之间的数据传送

D 改变程序执行的顺序 7指令周期是指（）。 A CPU从主存取出一条指令的时间 B CPU执行一条指令的时间 C CPU从主存取出一条指令加上执行一条指令的时间 D 时钟周期时间 8描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是（）。 A 当代流行的总线不是标准总线 B 当代总线结构中，CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连 C 系统中允许有一个这样的CPU模块 9 CRT的颜色为256色，则刷新存储器每个单元的字长是（）。 A 256位 B 16位 C 8位 D 7位 10发生中断请求的条件是（）。 A 一条指令执行结束 B 一次I/O操作结束 C 机器内部发生故障 D 一次DMA操作结束 11中断向量地址是（）。 A 子程序入口地址 B 中断服务程序入口地址 C 中断服务程序入口地址指示器 D 例行程序入口地址 12 IEEE1394所以能实现数据传送的实时性，是因为（）。 A 除异步传送外，还提供同步传送方式

67计算机组成原理4

67计算机组成原理4 一、单选题（共15题,共15分） 1. I/O编址方式通常可分统一编址和独立编址，。（1分） A.统一编址是将I/O地址看作是存储器地址的一部分，可用专门的I/O指令对设备进行访问 B.独立编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以对I/O访问必须有专门的I/O指令 C.统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以可用访存指令实现CPU对设备的访问 D.独立编址是将I/O地址看作是存储器地址的一部分，所以对I/O访问必须有专门的I/O指令 2. 64．微程序控制器中，微程序的入口地址是由形成的。（1分） A.机器指令的地址码字段 B.微指令的微地址码字段 C.机器指令的操作码字段 D.微指令的微操作码字段 3. 50．ROM与RAM的主要区别是_____。（1分） A.断电后，ROM内保存的信息会丢失，RAM则可长期保存而不会丢失 B.断电后，RAM内保存的信息会丢失，ROM则可长期保存而不会丢失 C.ROM是辅助存储器，RAM是主存储器 D.ROM是主存储器，RAM是辅助存储器 4. 中央处理器（CPU）是指。（1分） A.运算器 B.控制器 C.运算器和控制器 D.运算器和存储器 5. 57．下列说法中是正确的。（1分） A.指令周期等于机器周期 B.指令周期小于机器周期 C.指令周期大于机器周期 D.指令周期是机器周期的两倍 6. 61．设计微程序的人员是。（1分） A.硬件设计人员 B.系统软件人员 C.应用软件人员 D.用户 7. 在存储器堆栈中，保持不变的是。（1分） A.栈顶 B.栈指针 C.栈底 D.栈中的数据 8. 56．微操作信号发生器的作用是。（1分） A.从主存中取出指令 B.完成指令操作码的分析功能 C.产生控制时序 D.产生各种微操作控制信号 9. 73．在DMA传送方式中，由发出DMA请求。（1分） A.外部设备 B.DMA控制器 C.CPU D.主存 10. 68．主机与设备传送数据时，采用，主机与设备是串行工作的。（1分） A.程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.通道方式

计算机组成原理课后答案(白中英主编_第五版_立体化教材)_2

（ 2 = = = （ 2 = = = （ 2 = = = 第二章 1．（1） 35 =?100011） [ 35]原 10100011 [ 35]补 11011100 [ 35]反 11011101 （2） [127]原＝01111111 [127]反＝01111111 [127]补＝01111111 （3） 127 =?1111111） [ 127]原 11111111 [ 127]补 10000001 [ 127]反 10000000 （4） 1 =?00000001） [ 1]原 10000001 [ 1]补 11111111 [ 1]反 11111110 2．[x]补 = a 0. a 1a 2…a 6 解法一、 （1） 若 a 0 = 0, 则 x > 0, 也满足 x > -0.5 此时 a 1→a 6 可任意 （ 2） 若 a 0 = 1, 则 x <= 0, 要满足 x > -0.5, 需 a 1 = 1 即 a 0 = 1, a 1 = 1, a 2→a 6 有一个不为 0 解法二、 -0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000 （1） 若 x >= 0, 则 a0 = 0, a 1→a 6 任意即可； （2） [x]补 = x = a 0. a 1a 2…a 6 （2） 若 x < 0, 则 x > -0.5 只需-x < 0.5, -x > 0 [x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000 即[-x]补 < 01000000 a 0 * a 1 * a 2 a 6 + 1 < 01000000

计算机组成原理5

CPU 组成与机器指令执行实验 一、实验目的 （1）将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机；（2）用微程序控制器控制模型机数据通路； （3）通过CPU 运行九条机器指令（排除中断指令）组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。 二、实验电路 本次实验用到前面四个实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组合成为一台简单计算机。因此，在基本实验中，这是最复杂的一个实验，也是最能得到收获的一个实验。在前面的实验中，实验者本身作为“控制器”，完成数据通路的控制。而在本次实验中，数据通路的控制将由微程序控制器来完成。CPU 从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期，是由微指令组成的序列来完成的，即一条机器指令对应一个微程序。 三、实验要求 （1）对机器指令系统组成的简单程序进行译码。 将下表的程序按指令格式手工汇编成十六进制机器代码，此项任务应在预习时完成。完成表1. （2）按照下面框图，参考前面实验的电路图完成连线，控制器是控制部件，数据通路（包括上面各模块）是执行部件，时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的连接。其中，为把操作数传送给通用寄存器组 RF，数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0 应分别与IR3 至IR0 连接，WR1、WR0 也应接到IR1、IR0 上。 开关控制 控制台时序发生器 时序信号 开关控制指示灯信号控制信号时序信号 控制信号 微程序控制器数据通路 指令代码、条件信号 图13 模型计算机连线示意图 （3）将上述任务（1）中的程序机器代码用控制台操作存入内存中，并根据程序的需要，用数码开关SW7—SW0 设置通用寄存器R2、R3 及内存相关单元的数据。注意：由于设置通用寄存器时会破坏内存单元的数据，因此一般应先设置寄存器的数据，再设置内存数据。 （4）用单拍（DP）方式执行一遍程序，列表记录通用寄存器堆RF 中四个寄存器的数据，以及由STA 指令存入RAM 中的数据（程序结束后从RAM 的相应单元中读出），与理论分析值作对比。单拍方式执行时注意观察微地址指示灯、IR/DBUS 指示灯、AR2／AR1 指示灯和判断字段指示灯的值，以跟踪程序中取指令和执行指令的详细过程（可观察到每一条微指令）。 （5）以单指（DZ）方式重新执行程序一遍，注意观察 IR/DBUS 指示灯、AR2/AR1

最新计算机组成原理作业讲解1-4章-答案

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 （7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语： 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器10、VLSI 答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2， （6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7 计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？ 答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。 硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成 1．9 冯·诺伊曼V on Neumann计算机的主要设计思想是什么？ 略。 1．10 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？

计算机组成原理习题 第五章

第五章 一．填空题 1.控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。 2.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 3.微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。 4.在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括：①把性的微命令分在同一段内；②一般每个小段要留出一个状态，表示。 5.微指令分为和微指令两类，微指令可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比微指令快。 6.在CPU中，指令寄存器的作用是，其位数取决于；程序计数器的作用是，其位数取决于。 7.指令周期是，最基本的指令周期包括和。 8.根据CPU访存的性质不同，可将CPU的工作周期分为、、和。 9.在CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是，保存下一条指令地址的寄存器是，保存CPU访存地址的寄存器是。 10.中断判优可通过和实现，前者速度更快。 11.中断服务程序的入口地址可通过和寻找。 12.在硬件向量法中，可通过两种方式找到服务程序的入口地址，一种是，另一种是。 13.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做，它常常用若干个来表示，而后者又包含有若干个。 14.程序顺序执行时，后继指令的地址由形成，遇到转移指令和调用指令时，后继指令的地址从获得。 15.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 16.机器X和Y的主频分别是8MHz和12MHz，则X机的时钟周期为μs。

若X机的平均指令执行速度为0.4MIPS，则X机得平均指令周期为μs。若两个机器的机器周期内时钟周期数相等，则Y机得平均执行速度为MIPS。 17.一个主频为25MHz的CPU，平均每条指令包含2个机器周期，每个机器周期包含2个时钟周期，则计算机的平均速度是。如果每两个机器周期中有一个用于访存，而存储器速度较慢，需再插入2个时钟周期，此时指令周期为μs。 18.微指令格式可分为型和型两类，其中型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 19.在用微程序实现的控制器中，一条机器指令对应若干条，它又包含若干。微指令格式分成型和型两类，型微指令可同时执行若干个微操作，所以执行指令的速度比快。 20.实现机器指令的微程序一般存放在中，而用户程序存放在中，前者的速度比后者。若采用水平型微指令，则微指令长度一般比机器指令。 21.某计算机采用微程序控制，微指令字中操作控制字段共16位，若采用直接控制，则可以定义种微操作，此时一条微指令最多可同时启动个微操作。若采用编码控制，并要求一条微指令需同时启动4个微操作，则微指令字中的操作控制字段应分段，若每个字段的微命令数相同，这样的微指令格式最多可包含个微操作命令。 22.在微程序控制器中，一次能够定义并执行多个并行操作命令的微指令叫 做型微指令。若采用微操作码方式，一次只能执行一个操作命令的微指令（例如，控制信息从某个源部件到某个目标部件）叫做型微指令，后者实现一条机器指令的微程序要比前者编写的微程序。 23.在串行微程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作在时间上是进行的，所以微指令周期等于。在并行为程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作是进行的，所以微指令周期等于。 二．选择题

计算机组成原理第5章习题参考答案

第5章习题参考答案 1．请在括号填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（ IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（ AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（ DR ）和（通用寄存器）。 2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及为操作信号序列如下：

STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：

PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4．假设主脉冲源频率为10MHz ，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解：

5．如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns ，T 2=400ns ，T 3=200ns ，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下：

计算机组成原理课后习题答案第五版文件

第五章习 题答案 32 6. (80 * 3 1)* 964字节 8 取指微指令除外，每条机器指令对应三条微指令构成的微程序，因此控制存储 器中共有 80*3+1 条微指令，每条微指令占32 位，即4Byte 8.经分析，（d, i, j ）和（e, f, h）为两组相斥性微命令（在全部8 条微指令中，组内任意两 个微命令没有同时出现 ），可将（d, i, j）编 码表示，使用两位二进 制表示三个相斥性微命令，编码00 表示空操作，即三个微命令都不出现 ，（e, f, h）作类似处 理，剩下的a, b, c, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组 成如下： * * * * * * * * a b c g 0 1 d 10 i 10 f 11 j 11 h 13. (1) 空间 S 1 2 3 4 5 15 16 WB 1 2 3 4 5 MEM 1 2 3 4 5 EX ID IF 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 ? 时间T1 2 3 4 5 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 t 9 t 19 t 20 (2) 流水线的实际吞吐率为 H (k n n 1) (5 20 20 1)* 100* 10 9 8.33* 6 10 条 / 秒Ts nk 20* 5 (3)加速比 S 4.17 Tp (k n 1) 20 5 1 流水线 有k 个过 程段，k=5。 16.(1)写后读R AW (2)读后写WAR (3)写后读和写后写RAW WAW

第六章习题答案1、 8.C 9.B、A、C

10.A 11.D 12.A

计算机组成原理第5章习题参考答案

了；或者你才在上一个洞吞了柏忌，下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。 第 5 章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU 中： (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是( IR )； (2) 保存当前正在执行的指令地址的寄存器是( AR ) (3) 算术逻辑运算结果通常放在( DR )和( 通用寄存器 )。 2．参见图 5.15 的数据通路。画出存数指令“ STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl 的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及为操作信号序列如下： 只有凭借毅力，坚持到底，才有可能成为最后的赢家。这些磨练与考验使成长中的青少年 受益匪浅。在种种历练之后，他们可以学会如何独立处理问题；如何调节情绪与心境，直 面挫折，抵御压力；如何保持积极进取的心态去应对每一次挑战。往往有着超越年龄的成

了；或者你才在上一个洞吞了柏忌，下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。 只有凭借毅力，坚持到底，才有可能成为最后的赢家。这些磨练与考验使成长中的青少年 受益匪浅。在种种历练之后，他们可以学会如何独立处理问题；如何调节情绪与心境，直 面挫折，抵御压力；如何保持积极进取的心态去应对每一次挑战。往往有着超越年龄的成 3．参见图 5.15的数据通路，画出取数指令 “LAD (R3)，R0”的指令周期流程 图， 其含义是将 (R3)为地址主存单元的内容取至寄存器 R2 中，标出各微操作控 制信 号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下： PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 2O , G, AR i R 1O , G, DR i R/W=W STO R1, (R2)

(新)计算机组成原理练习题-答案

一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为2^127(1-2^－23) ，最小正数为2^－129 ，最大负数为2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为-2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是-127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做8 次移位和最多8 次加法，补码Booth算法需做8 次移位和最多9 次加法。 12．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。

计算机组成原理第四版课后题答案三,四章

第三章 1．有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问： （1）该存储器能存储多少个字节的信息？ （2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3）需要多少位地址作芯片选择？ 解：（1）∵ 220= 1M，∴该存储器能存储的信息为：1M×32/8=4MB （2）（1000/512）×（32/8）= 8（片） （3）需要1位地址作为芯片选择。 2. 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K×16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问： （1）每个模块板为1024K×64位，共需几个模块板？ （2）个模块板内共有多少DRAM芯片? （3）主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各模块板？ 解：(1). 共需模块板数为m： m=÷=64 (块) (2). 每个模块板内有DRAM芯片数为n: n=(/) ×(64/16)=16 (片) (3) 主存共需DRAM芯片为：16×64=1024 (片) 每个模块板有16片DRAM芯片，容量为1024K×64位，需20根地址线(A19~A0)完成模块 板内存储单元寻址。一共有64块模块板，采用6根高位地址线(A25~A20)，通过 6：64译码器译码产生片选信号对各模块板进行选择。 3．用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。 (2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？ 解：（1）组成64K×32位存储器需存储芯片数为

(新)计算机组成原理1什么是组成原理计算机组成原理是一门学习从本质

计算机组成原理 1什么是组成原理 计算机组成原理是一门学习从本质上了解计算机硬件工作原理的课程。在高中阶段，先从了解计算机硬件，及简单的计算机数制起，来认识这门课程。 2计算机系统 2.1购买计算机 ?思考1：现在人们购买计算机的时候，有些什么选择？ 购买计算机的大方向选择：品牌机与组装机。 2.2计算机系统 计算机系统分为硬件系统和软件系统两大系统。 2.2.1硬件系统：特指计算机中看得见摸得着的实物，比如显示器，键盘， 鼠标，CPU，内存等硬件。 2.2.2软件系统：特指计算机中用户用来完成工作所使用的程序。可分为 系统软件和应用软件两种。 2.2.2.1系统软件： ?操作系统：如Windows，Linux等。

?数据库管理系统：如DB2，Oracle，Access等。 2.2.2.2应用软件： ?为特定需要开发的软件，如驱动程序，应用、游戏软件等等。3计算机模型 3.1早期的计算机模型 图1-1 最早的计算机模型 如图1-1，在最早的计算机模型里，计算机只包含三个模块，输入/输出设备，用于输入计算数据，输出计算结果，计算过程由中央处理器完成。输入输出设备十分简陋，只能通过扳动计算机的庞大面板上的许多开关、按钮向计算机输入数据，经过加工处理后，再通过计算机面板上的信号灯把输出结果显示出来。 ?思考2： 在早期计算机模型里的中央处理器，是我们今天所说的CPU吗？ 3.2现代计算机模型

图1-2 现代计算机模型 如图1-2，与早期计算机模型相比，现代计算机模型结构复杂了一些，其中主要是多了两个模块：内部存储器与外部存储器。 在现代计算机模型中，中央处理器不单只从输入设备获取要处理的数据，从内部存储器（即我们平常所说的内存）也可以获取所需的处理数据，同时处理结果也不仅仅输出到输出设备，也可以输出到内存中暂时存储。外部存储器的“外部”是相对于内部存储器来说的，中央处理器并不直接从外部存储器获取数据，处理过程中的临时信息都存放在内部存储器中，处理结束后的最终数据才从内部存储器中存放到外部存储器中。 扩展 冯·诺依曼计算机模型：从早期计算机模型到现代计算机模型的飞跃 冯·诺依曼（John Von Neumann，1903－1957），美籍匈牙利人，被誉为“计算机之父”。 冯诺依曼体系结构：从20世纪初，物理 学和电子学科学家们就在争论制造可以进行 数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们 被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所 以，那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和 有力。20世纪30年代中期，德国科学家冯诺 依曼大胆的提出，抛弃十进制，采用二进制作 为数字计算机的数制基础。同时，他还说预先 编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前 制定的计算顺序来执行数值计算工作。 以此体系结构理论的要点，冯诺依曼构建 出了具备五大基本组成部件的现代计算机的 图1- 3约翰·冯·诺依曼雏形： 输入数据和程序的输入设备- 把需要的程序和数据送至计算机中； 记忆程序和数据的存储器- 具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力； 完成数据加工处理的运算器- 完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力； 控制程序执行的控制器- 根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作； 输出处理结果的输出设备-按照要求将处理结果输出给用户。 在早期计算机模型中的“中央处理器”，实际上只能称为“运算器”，而在现代计算机模型中，因为硬件技术的发展完善，可以把运算器和控制器整合在同一块芯片上组成了真正的“中央处理器”，也就是我们今天所说的CPU（Central Processing Unit）。 3.3认识硬件 3.3.1CPU –中央处理器 根据冯?诺依曼体系，现代CPU（Central Processing Unit）集合了计算机的运算器和控制器，是一台计算机的“大脑”。CPU的主要功能是