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1、计算机组成习题5689章答案第五章5.1 说明主存储器的组成，并比较SRAM和DRAM有什么不同之处？为什么DRAM的地址一般要分两次接收？略。5.2 有一个64K16位的存储器，由16K1位的DRAM芯片（芯片内是128128结构）构成，存储器读/写周期为500ns，问：（1）需要多少片DRAM芯片？（2）采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？（3）如果用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少时间？答：（）64;（）15.625微秒（）64微秒5.3 某机字长16 位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址，CPU 的控制信号线有：MREQ#（存储

2、器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。试问：（1）该机可以配备的最大主存容量为 。（2）该机主存采用64K1bit的DRAM芯片（内部为4个128128阵列）构成最大主存空间，则共需 个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为 。（3）若为该机配备2K16位的Cache，每块8字节，采用2路组相联映象，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH，则该地址可映象到Cache的哪一组？（4）已知该机已有8K16位的ROM存储器，地址处于主存的最高端；现在再用若干个16K8位的SRAM芯片形成128

3、K16位的RAM存储区域，起始地址为00000H，假设SRAM芯片有CS#（片选，低电平有效）和WE#（写使能，低电平有效）信号控制端；试写出RAM、ROM的地址范围，并画出SRAM、ROM与CPU的连接图，请标明SRAM芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接。答：（）256KW（）64, 15.625微秒（） 高位字块标记(位)组地址(位) 块内地址(位) （）略5.4 设有一个4体交叉存储器，在使用时经常遇到连续访问同一个存储体的情况，会产生怎样的结果？答：存储器带宽降低。5.5 某计算机的存储系统由Cache、主存和用于虚拟存储的磁盘组成。CPU总是从Cache中获

4、取数据。若所访问的字在Cache中，则存取它只需要20ns，将所访问的字从主存装入Cache需要60ns，而将它从磁盘装入主存则需要1200ms。假定Cache的命中率为90%，主存的命中率为60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间。答：48.0098ms5.6 CPU执行一段时间时，cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知cache的存储周期为40ns，主存的存储周期为240ns。求cache/主存系统的效率和平均访问时间？答：e=8/9=89% Ta=45ns5.7 某处理器包含一片内Cache，容量为8K字节，且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字

5、。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16M字节。请说明：（1）Cache共分多少组？（2）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数；答：(1) 128组; (2) 高位字块标记(13位)组地址(7位) 块内地址(4位) 5.8 计算机主存容量为256K字，Cache为8K字。主存与Cache之间按组相联映射，Cache的每组有4个行，每行有64个字。假设开始时Cache为空，CPU按顺序从主存地址为0，1，2， ，8447单元执行“取“操作（不命中时，采用将主存中含有该字的块送入Cache后，再从Cache中把需要的字读出送CP

6、U的方法），然后又重复执行20次。设Cache存取时间为主存的1/10。替换使用LRU算法，请计算上述操作总的存取时间与不用Cache相比，速度提高多少倍？答：约4.965倍5.9 简述虚拟存储器的含义和作用。略。习题六61指令包括哪几部分？各表示什么含意？ 略62在一地址指令、二地址指令中，如何指定二个操作数地址？如何存放操作结果？略。63简述指令操作码的扩展技术的基本方法。略。64某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码6位。试采用操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。请给出指令编码示意图。1（7分）14条双地址指令： 操作码（4位）地址码A1(6位

7、)地址码A2(6位) 操作码: 00000000110180条单地址指令： 操作码（10位）地址码A（6位） 操作码:1110（64条中可选择前63条） 1111（64条中可选择前17条）60条零地址指令： 操作码（16位） 操作码: 1111111111（64条中选择60个编码即可） 其他编码方案，只要符合操作码扩展技术都可以65什么是指令字长？什么是机器字长？它们之间有何关系？略：66确定寻址方式的目的是什么？略67请说明间接寻址和直接寻址的不同。略。68简述变址寻址和基址寻址的主要区别。略。69单项选择题 （1）寄存器间接寻址方式中，操作数在（ ）中。 A. 程序计算器 B. 堆栈 C.

8、 寄存器 D. 主存答：D（2）堆栈常用于（ ）。 A. 数据移位 B. 程序转移 C. 保护程序现场 D. 输入、输出答：C （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，另一个数常需采用（ ）。A堆栈寻址 B. 立即寻址 C. 隐含寻址 D. 间接寻址答：C （4）用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（ ）A直接寻址 B. 间接寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 寄存器间接寻址（5）指令中采用不同的寻址方式，其主要目的是（ ）。 A. 可以实现操作码的扩展 B. 实现存储程序和程序控制 C. 缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程的灵活性。 D. 降低指令译码的难

9、度。答：C （6）指令寻址和数据寻址的不同在于（ ）。 A. 前者是访问存储器，后者是访问寄存器。 B. 前者是确定程序转移地址，后者取操作数。 C. 前者是确定程序顺序执行，后者是取操作数地址。 D. 前者是短指令，后者是长指令。答：C（7）变址寻址方式中，操作数的有效地址为（ ）。 A. 程序计数器的内容加上形式地址。 B. 基址寄存器的内容加上形式地址。 C. 变址寄存器的内容加上形式地址。 D. 变址寄存器的内容加上基址寄存器的内容答：（8）CISC指令系统与RISC指令系统相比具有（ ）等特点。 A. 前者指令条数少，后者指令条数多。 B. 前者执行速度慢，后者执行速度快。 C. 前

10、者有利于编译生成优化代码，后者不便于编译。 D. 前者指令功能简单，后者指令功能复杂。 答：B610某机16位字长指令格式如下： OP M D 5位 3位 8位 其中：D是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位）；M是寻址方式 M=0 立即寻址； M=1 直接寻址（这时D为地址，是无符号数）； M=2 间接寻址； M=3 变址寻址（变址寄存器RI，16位）； M=4 基址寻址（基址寄存器Rb，16位）； M=5相对寻址。（1）该指令格式最多可以定义多少种不同的操作？立即寻址操作数范围是多少？（2）写出各种寻址方式的有效地址的计算表达式。（3）各种寻址方式时能访问的最大主存空间范围是多少？答：（

11、）32, 0255（）直接寻址:EAD 间接寻址:EA=(D) 变址寻址:EA=(RI) 基址寻址:EA=（Rb）+D 相对寻址:EA=(PC)+D（）直接寻址:0255 间接寻址:0255(设存储器长度为位,且只能取一个字节) 变址寻址：064K-1 基址寻址:064K-1 相对寻址:当前指令地址的128+127611一个较完整的指令系统应该包括哪些类型的指令？ 略612假设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码和寻址方式，第二个字节是相对偏移量，用补码表示。若当前转移指令的第一字节所在地址为0019H，且CPU每取出一个字节指令便会自动执行（PC）+1PC操作。请问当转移地址分别

12、为 0006H和0025H时，相对转移指令第二字节的内容是什么？答：EBH, 0AH.613某机器内共有16个32位的通用寄存器，设计一种有60种操作，8种寻址方式的指令系统。假设指令字长等于机器字长，机器字长为32位，请回答：(1)若主存可直接寻址或间接寻址，采用“寄存器存储器”型指令，能寻址最大存储空间是多少？画出指令格式并说明各字段的含意。(2)若采用通用寄存器作基址寄存器，则“寄存器存储器”型指令的指令格式是怎样? 能寻址最大存储空间是多少？答：（）19; 操作码(6位) 寻址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(19位)（）操作码(6位) 寻址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(1

13、9位) 32614什么叫堆栈？它的操作特点是什么？堆栈主要用在哪里？略。615简述RISC的主要优缺点。 略616设某机寄存器字长16位，用16进制表示，已知：变址寄存器内容为0004H，PC的内容为0003H，内存中部分单元内容如下： 地址：内容 地址：内容 0002H：000AH 0007H：000AH 0003H：0002H 0008H：0002H 0004H：0007H 0009H：0003H 0005H：0004H 000AH：0009H 0006H：0005H 000BH：0008H指令为双字长指令，格式如下：操作码，寻址方式码，寄存器号(16位)直接地址/间接地址/立即数/相对位

14、移量/形式地址(16位)若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数填入下表。寻址方式操作数直接间接立即变址答：000AH, 0009H, 0007H, 0008H习题81简述外设的编址方式，并比较它们的优缺点。略2当控制器执行访存指令和I/O指令时，发出的读写控制信号有何不同？答：访存指令发出存储器请求信号或存储器读写信号，访I/O指令发出I/O请求信号。或I/O读写信号。3为何要在CPU和外设之间设置一个接口？简述接口的功能和组成。略4主机和外设交换信息的方式有哪几种？简述各自的工作原理和特点。略5CPU与外设接口交换信息的方式有以下几种，其中 A 下，CPU被外设独占，而 B 下支持CP

15、U与外设并行工作，并且可以用于突发事件的处理； C 用于高速、大批量的数据传送，并由硬件实现。A.程序查询方式B.程序中断方式C.DMA方式D.并行传送E.串行传送答：(1) A , (2) B , (3) C6程序中断方式与DMA方式有何异同?略7何谓中断？简述中断的全部过程。略8简要说明中断请求线的几种传送方式，并对比它们的优缺点。略9什么是中断屏蔽字？简述中断屏蔽技术的作用。略10什么是中断嵌套？它解决了什么问题？如何才能实现中断嵌套？略11中断源可以分为哪几类？各自有何特点？略12有哪几种中断优先级排队方法？比较它们的优缺点。略13解释下列名词：（1）中断向量 （2）中断隐指令 （3）

16、DMA （4）通道（5）多重中断 （6）单重中断 （7）中断类型号 （8）菊花链电路略14假设有4个中断源A、B、C、D，硬件排队后，中断优先级从高到低依次为ABCD。现在需要将4个中断源得到CPU响应的次序更改为CADB，写出各个中断源的中断服务程序中应该设置的中断屏蔽字。？习题九9.1 总线有哪些特性？其中电气特性是什么？略9.2 总线有哪些类型？各种类型有何特点？略9.3总线的技术指标有哪些？总线带宽表示什么？略9.4何谓系统总线？单总线结构有何优缺点？查找一种现代计算机的多总线例子，说明其结构和原理。略9.5 总线信息传送方式有哪几种，它们各有何优缺点？它们各适用于何种情况？略9.6

17、设总线工作频率为33MHz，如果一个总线周期中并行传送32位数据，则总线的带宽是多少?答：32/8 33106=126MB/秒9.7 在异步串行传输中，字符格式为：1个起始位、7位数据位、1位校验位、1个终止位。若要求每秒传输240个字符，则需要传输的波特率是多少？答：24009.8 为何要进行总线仲裁？集中式总线仲裁方式分为哪几种？各有何优缺点？略9.9 为何要进行总线定时？总线定时有哪几种方式？各有何特点？一般适用于哪些场合？略9.10 PCI总线的主要优点是什么？一般什么样的设备挂接在PCA总线上?略9.11 选择题（1）系统总线中地址线的功能是（ ）A. 用于寻址I/O单元 B. 用于

18、传输数据C. 用于选择主存单元 D. 用于传送选择主存单元和I/O接口的地址答：D （2）数据总线的宽度由总线的（ ）定义。 A. 电气特性 B. 物理特性 C. 机械特性 C. 功能特性答：C （3）（ ）的总线利用率最高；（ ）的总线吞吐量最高。 A. 双总线结构 B. 单总线结构 C.串行总线 D. 多总线结构答：B, D（4）在总线分布式仲裁方式中，（ ）所需要的连线最少，（ ）仲裁结果不可预测。 A. 自举分布式仲裁方式 B. 冲突检测分布式仲裁方式 C. 并行竞争仲裁方式 D. 独立请求仲裁方式答：A ,B（5）在单机系统中，（ ）总线结构的访问外设与访问主存单元一样。 A. 双总

19、线结构 B. 单总线结构 C. 多总线结构 D. 三总线结构答：B（6）下列（ ）信息传输应采用异步定时方式。 A. CPU与存储器 B. CPU与I/O接口 C. CPU与PCI总线 D. I/0接口与I/O接口答：B（7）关于ISA总线的下列描述中错误的是（ ）。 A. ISA总线是在原先的PC/XT总线的基础上扩充的。 B. 主存寻址空间为16MB,I/O寻址空间为64KB；可进行8位或16位数据访问。 C. 地址线和数据线分时复用，支持无限猝发式数据传输。 D. 它支持存储器读/写、I/O读/写、中断响应、DMA响应、存储器刷新、总线仲裁。答：C（8）关于PCI总线的下列叙述中不正确的

20、是（ ） A. PCI总线是一种与具体CPU无关的高速外围总线。 BPCI总线可以将CPU与外部设备相连。 C. PCI总线的地址线和数据线分时复用，支持无限猝发式数据传输。 D. PCI总线采用集中式仲裁方式。答：A（9）关于RS-232C和RS485总线的下列描述中错误的是（ ）。 A. RS-232C是一种串行通信接口的电气标准。 B. RS-232C的信号线采用负逻辑电压。 C. RS485与RS-232C最长传输距离相同。 D. RS-4385采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。答：C（10）下列描述USB总线的概念，正确的是（ ）。 A. USB是一种通用并行总线。 B. 用USB集线器可以扩展USB端口。 C. USB总线只能连接低速设备。 D. 在正运行的电脑上插入或拔除一个USB设备需要关机断电。答：B