计算机组成原理答案终极完整版

1、作业解答第一章作业解答1.3冯诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1）计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。2）采用二进制形式表示数据和指令。3）采用存储程序方式。存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器 中。在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连 续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。1.4早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件

2、都通过运算器完成信息的 传递。随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯 片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上 需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的 需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以 存储器为中心。1.8衡量计算机性能有哪些基本的技术指标？以你所熟悉的计算机系统为例，说明它的型 号、主频、字长、主存容量、所接的I/O设备的名称及主要规格。答：衡量计算机性能的基本技术指标主要有：基本字长主存容量运算速度所配置的外部设备及其性

3、能指标系统软件的配置还有可靠性、可用性、可维护性、以及安全性、兼容性等性能指标。1.9单选题（1）1946年，美国推出了世界上第一台电子数字计算机，名为_A_。A. ENIACB. UNIVAC-IC. ILLIAC-IVD. EDVAC（2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是C 。灵活性强B.实现容易C,速度快D.成本低（3）完整的计算机系统包括两大部分，它们是_C_。运算器与控制器 B.主机与外设C.硬件与软件D.硬件与操作系统（4）在下列的描述中，最能准确反映计算机主要功能的。计算机可以代替人的脑力劳动计算机可以存储大量的信息计算机是一种信息处理机计算机可以实现高速运算（5）

4、存储程序概念是由美国数学家冯诺依曼在研究 D时首先提出来的。A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC（6）现代计算机组织结构是以_B_为中心，其基本结构遵循冯诺依曼思想。A.寄存器 B.存储器 C,运算器 D.控制器（7）冯诺依曼存储程序的思想是指C 。只有数据存储在存储器只有程序存储在存储器数据和程序都存储在存储器数据和程序都不存储在存储器1.10填空题（1） 计算机CPU主要包括 和两个部件。答：运算器 控制器（2）计算机的硬件包括、 和 等5大部分。答：运算器 控制器存储器 输入设备 输出设备（3） 计算机的运算精度与机器的有关，为解决精度与硬

5、件成本的矛盾，大多 数计算机使用。答：字长变字长运算（4） 从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括和两大部分。答：实机器 虚机器（5） 计算机硬件直接能执行的程序是程序，高级语言编写的源程序必须经过 翻译，计算机才能执行。答： 机器语言 语言处理程序 TOC o 1-5 h z （6）从计算机诞生起，科学计算一直是计算机最主要的 。答：应用领域（7）银河I（YH- 1）巨型计算机是我国研制的 。答：第一台巨型计算机1.11是非题（1） 微处理器可以用来做微型计算机的CPU。X含义不清（2） ENIAC计算机的主要工作原理是存储程序和多道程序控制。X（3） 决定计算机运算精度的主要技术指标是计算

6、机的字长。V（4） 计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。V（5） 计算机系统软件是计算机系统的核心软件。V（6） 计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数。X（7） 计算机主机由CPU、存储器和硬盘组成。X（8） 计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。V第二章作业解答2.2分别计算用二进制表示4位、5位、8位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。答：4位十进制数的最大数为9999，213=81929999214= 16384.表示4位十进制数所需的最小二进制位的长度为14位。5位十进制数的最大数为99999，216=655369999217= 131072.表示5位

7、十进制数所需的最小二进制位的长度为17位。8位十进制数的最大数为99999999, 226=6710886499999999。2，是否有 N1N?若S1、S2均为规格化数，上述结论是否正确？答：(1)不一定(2)正确2.15设一个六位二进制小数x=0.a1a2a3a4a5a6, xN0,请回答：若要xN81，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？若要x21，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？若要41Nx161，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？解：要xN81，a1a2a3a4a5a6需要满足：a1a2a3至少有一个1要乂21，a1a2a3a4a5a6需要满足：a1 = 1，

8、且a2a3a4a5a6至少有一个为1 (不为全0)要41Nx161，a】a2a3a4a5a6需要满足：a1 = 0且 a2=1，a3a4a5a6为全0 a2=0且a3 = 1，a4a5a6任意或22=0且23 = 0，a4=1，a5a6至少有一个为12.17分别用前分隔数字串、后嵌入数字串和压缩的十进制数串形式表示下列十进制数。(1) +74 (2) -639 (3) +2004 (4) -8510解：(1) +74前分隔数字串+742B3734“+” “7”“4”后嵌入数字串+743734“7”“4”压缩的十进制数串+740000011101001100“0”“7”“4”“+”(2) 639

9、 前分隔数字串 6392D363339“6”“3”“9”后嵌入数字串639363379“6”“3”“9”压缩的十进制数串6390110001110011101“6”“3”“9”(3) +2004前分隔数字串+20042B32303034“+”“2”“0”“0”“4”后嵌入数字串+200432303034“2”“0”“0”“4”压缩的十进制数串+2004000000100000000001001100“0”“2”“0”“0”“4”“+”(4)8510前分隔数字串85102D38353130“8”“5”“1”“0”后嵌入数字串851038353170“8”“5”“1”“0”压缩的十进制数串 851

10、0000010000101000100001101“0”“8”“5”“1”“0”2.19什么是“码距”？数据校验与码距有什么关系？答：码距是指在一组编码中任何两个编码之间最小的距离。数据校验码的校验位越多，码距越大，编码的检错和纠错能力越强。2.21下面是两个字符(ASCII码)的检一纠一错的海明校验码(偶校验)，请检测它们是否 有错？如果有错请加以改正，并写出相应的正确ASCII码所代表的字符。10111010011 (2) 10001010110解：指误字为E1=P1A6A5A3A2A0=111101 = 1E2=P2A6A4A3A1A0=010111 = 0E3=P4A5A4A3 = 1

11、101 = 1E4=P8A2A1A0=0011=0得到的指误字为E4E3E2E1 = 0101 = (5) 10,表示接收到的海明校验码中第5位上的数码出现了 错误。将第5位上的数码A5=1取反，即可得到正确结果10110010011。正确ASCII码所代表 的字符为1001011 =“K”。指误字为E1=P1A6A5A3A2A0=101110=0E2=P2A6A4A3A1A0=000110 = 0E3=P4A5A4A3 = 0101=0E4=P8A2A1A0=0110 = 0得到的指误字为E4E3E2E1 = 0000，无错。正确ASCII码为0101110=.”2.22试编出8位有效信息0

12、1101101的检二纠一错的海明校验码(用偶校验)。解：8位有效信息需要用4个校验位，所以检一纠一错的海明校验码共有12位。4个校验位为：P1=A7A6A4A3A1 = 01010 = 0P2=A7A5A4A2A1 = 01010 = 0P4=A6A5A4A0=1101 = 1P8=A3A2A1A0=1101 = 1检一纠一错的海明校验码：000111011101 = 1DDH检二纠一错的海明校验码，增加P0P0=P1P2A7P4A6A5A4P8A3A2A1A0=1有效信息01101101的13位检二纠一错的海明校验码：1000111011101 = 11DDH2.23设准备传送的数据块信息是

13、1010110010001111，选择生成多项式为G(x)= 100101，试 求出数据块的CRC码。解：模2除后，余数R(x) = 10011，数据块的CRC码：1010110010001111100112.24某CRC码(CRC)的生成多项式G(x)=x3+x2+1，请判断下列CRC码是否存在错误。(1) 0000000 (2) 1111101 (3) 1001111 (4) 1000110解：G(x)=11010000000模2除1101，余数为：000，无错1111101模2除1101，余数为：010，有错1001111模2除1101，余数为：100，有错1000110模2除1101，

14、余数为：000，无错2.25选择题某机字长64位，其中1位符号位，63位尾数。若用定点小数表示，则最大正 小数为。A. +(1A. +(1-2-64)B. +(1-2-63)C. 2-64D. 2-63 设x =1.x x x x x x x x，当满足 B 时，x 1/2 成立。补 12345678A. x1 = 1, x2x8至少有一个为1B. x1=0, x2x8至少有一个为1C. x1 = 1, x2x8 任意D. x1 = 0, x2x8 任意在某8位定点机中，寄存器内容为10000000，若它的数值等于一128,则它采用的数据表示为。A.原码B.补码C.反码D.移码在下列机器数中，

15、哪种表示方式下零的表示形式是唯一的 B 。A.原码B.补码C.反码D.都不是 下列论述中，正确的是D 。已知x原求x补的方法是：在x原的末位加1已知x补求x补的方法是：在x补的的末位加1已知x原求x补的方法是：将尾数连同符号位一起取反，再在末位加1已知x补求x补的方法是：将尾数连同符号位一起取反，再在末位加1 IEEE754标准规定的32位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为8位，尾数 为23位，则它所能表示的最大规格化正数为A 。A. +(22-23)X2+127B. +(12-23)X2+127C. +(2 223)X2+255D. 2+127 223浮点数的表示范围取决于 A 。阶码的位数

16、B.尾数的位数C.阶码采用的编码D.尾数采用的编码 在24X24点阵的汉字字库中，一个汉字的点阵占用的字节数为。A. 2 B. 9 C. 24 D. 72假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用奇校验的编码是B_。A. 10011010 B. 11010000 C. 11010111 D. 10111000在循环冗余校验中，生成多项式G(x)应满足的条件不包括D。校验码中的任一位发生错误，在与G(x)作模2除时，都应使余数不为0校验码中的不同位发生错误时，在与G(x)作模2除时，都应使余数不同用G(x)对余数作模2除，应能使余数循环不同的生成多项式所得的CRC码的码距相同，因而检错、

17、校错能力相同2.26填空题设某机字长为8位(含一符号位)，若x补= 11001001，则x所表示的十进制 数的真值为，1/4x补=；若y移=11001001，则y所表示的十 进制数的真值为：y的原码表示y原=一一。答： -55 11110010 +73 01001001在带符号数的编码方式中，零的表示是唯一的有和。答：补码 移码 若x1补= 10110111， x2原=1.01101，则数x1的十进制数真值是 ，x2 的十进制数真值是：答：-73-0.71875设某浮点数的阶码为8位(最左一位为符号位)，用移码表示；尾数为24位(最 左一位为符号位)，采用规格化补码表示，则该浮点数能表示的最大

18、正数的阶 码为，尾数为：规格化最大负数的阶码为，尾数为。(用二进制编码回答)(书上：最小负数的阶码为 ，尾数为 答： 11111111 011111111111111111111111 11111111 100000000000000000000000(5)设有效信息位的位数为N,校验位数为K,则能够检测出一位出错并能自动纠 错的海明校验码应满足的关系是。答： 2K13N+K2.27是非题 设x =0.x x x x x x x ,若要求x1/2成立，则需要满足的条件是x必须为 TOC o 1-5 h z 补123456711，x2x7至少有一个为1。V 一个正数的补码和它的原码相同，而与它的

19、反码不同。X 浮点数的取值范围取决于阶码的位数，浮点数的精度取决于尾数的位数。V在规格化浮点表示中，保持其他方面不变，只是将阶码部分由移码表示改为补码表示，则会使该浮点表示的数据表示范围增大。X在生成CRC校验码时，采用不同的生成多项式，所得到CRC校验码的校错 能力是相同的。X第三章作业解答作业三(1)3.1已知x补、y补，计算x+y补和xy补，并判断溢出情况。 x补= 0.11011 y补= 0.00011 (2) x补= 0.10111 y补=1.00101x补= 1.01010 y补= 1.10001解：(1) x补= 0.11011 y补= 0.00011 y补=1.111101x+

20、y补= 0.11011 +0.00011=0.11110 xy补= 0.11011 + 1.111101=0.11000 x补= 0.10111 y补=1.00101 y补= 0.11011x+y补= 0.10111 + 1.00101 = 1.11100 xy补= 0.10111+0.11011 = 1.10010 溢出x补=1.01010 y补=1.10001 y补= 0.01111x+y补=1.01010 + 1.10001=0.11011 溢出xy补=1.01010+0.01111 = 1.110013.2已知x补、y补，计算x+y变形补和xy变形补，并判断溢出情况。(1) x补= 1

21、00111 y补= 111100 (2) x补= 011011 y补=110100(3) x补= 101111 y补= 011000解：(1)凶变形补=1100111 y变形补=1111100 y变形补=0000100 x+y变形补=1100111 + 1111100=1100011xy变形补=1100111 + 0000100=1101011 凶变形补=0011011 y变形补=1110100 y变形补=0001100 x+y 变形补= 0011011 + 1110100=0001111xy变形补= 0011011 + 0001100=0100111 溢出(3) x变形补=1101111 y

22、变形补=0011000 y变形补=1101000 x+y变形补=1101111 + 0011000=0000111xy 变形补=1101111 +1101000=1010111 溢出3.4分别用原码一位乘法和补码一位乘法计算xX y原和xX y补。 x = 0.11001 y=0.10001 (2) x = 0.01101 y=0.10100(3) x=0.10111 y=0.11011 (4) x=0.01011 y=0.11010解：(1) xXy原= 0.0110101001 xXy补= 0.0110101001xXy原=1.0100000100 xXy = 1.1011111100 x

23、Xy原=1.1001101101 xXy补=1.0110010011xXy原= 0.0100011110 xXy补=0.01000111103.5分别用原码两位乘法和补码两位乘法计算xXy原和xXy补。 x = 0.11001 y=0.10001 (2) x = 0.10101 y=0.01101(3) x=0.01111 y=0.11101 (4) x=0.01001 y=0.10010解：(1) xXy原=0.0110101001 xXy补= 0.0110101001xXy原=1.0100010001 xXy补=1.1011101111xXy原=1.0110110011 xXy补=1.10

24、01001101xXy原= 0.0010100010 xXy补= 0.00101000103.6分别用原码不恢复余数法和补码不恢复余数法计算x/y原和x/y补。(1) (4)x=0.01011 y=0.10110 x/y原=0.10000 x/y 补=0.10000 or x/y补=0.10001x = 0.10011 y=0.11101x/y原= 1.10100 x/y补= 1.01100 or x/y补=1.01011x=0.10111 y=0.11011x/y原= 0.11100 x/y补= 0.11101 or x/y补= 0.11100 x= + 10110 y=00110 x/y原

25、= 100011 x/y补=1111013.9已知某机浮点数表示格式如下：0 12 56 11数符阶符阶码尾数其中，浮点数尾数和阶码的基值均为2,阶码用移码表示，尾数用补码表示。设：x = 0.110101 X 2_001 y=0.100101 X 2+001试用浮点运算规则计算x+y、xy、xXy、x/y。(要求写出详细运算步骤，并进行规格化)。解：机器数x补=0 01111 110101 y补=1 10001 011011 y补=0 10001 100101x+y 机器数x+y补=1 10000 010000 x+y=0.110000X20对阶：Ae移=底移 +ey补= 01111 + 1

26、1111 = 01110, e=exey=00010小阶对大阶：x补=0 10001 001101x+y补=1 10000 010000 x+y=0.110000X20 xyxy补=0 10001 110010 xy=0.110010X21xXy xXy=0.111110X2 师 = 0.111110X20011阶码相加：ex+ey移=ex移+ey补= 01111+00001 = 10000尾数可采用定点补码乘法(双符号位)：SxXSy补= Sx补XSy补= 11.100001010111 规格化：xXy补=1 01111 000010 xXy=0111110X2_001=0.111110X2

27、1（4） x/y尾数ISxlISyl, Sx右移得：Sx补= 00.011010, ex移=10000,阶码相减：Rey移=ex移+e补= 10000+11111 = 01111尾数用补码不恢复余数法：Sx/Sy补= Sx补XSy补=1.010011 （恒置1） OR 1.010100 （校正）规格化：x/y、=1 01111 010011 or 1 01111 010100 x/y =_0.101101 X2001 OR 0.101100 X20013.10A C CnCn+1 ALU AND1寄存器B B B AND2CR &移位脉冲时钟脉冲Ctq启动结束CnCnCn+1Cn+100. 0

28、 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 000. 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 x 00. 1 1 0 0 100. 1 1 0 0 100. 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 100. 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1+x 11. 0 0 1 1 111. 0 1 1 0 111. 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 011. 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 x 00. 1 1 0 0 100. 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0得XXY补= 0.1010001010 XXY = 0.1010001010寄存器A

29、BC运算初态00 0000011 001111001100运算终态00 1010011 0011101010103.11说明定点补码和浮点补码加减运算的溢出判断方法。答：（1）定点补码加减运算的溢出判断方法：根据两个操作数的符号与结果的符号判别溢出：（）（）ffffffffffsysxsyxsyxOVR= + =根据两数相加时产生的进位判别溢出：OVR=CfC1根据变形补码运算后的符号判别溢出：sf1sf2=00，表示结果为正数，无溢出；sf1sf2=11，表示结果为负数，无溢出；sf1sf2=01，表示结果为正溢出；sf1sf2=10，表示结果为负溢出。浮点补码加减运算的溢出判断方法浮点补码

30、加减运算的溢出通常是指浮点数上溢，浮点数是否溢出是由阶码是否大于浮点数所 能表示的最大正阶来判断的。例如，设浮点数的阶码采用补码表示，双符号位，这时浮点数的溢出与否可由阶码的符号进 行判断：若阶码。朴=01 xxx，则表示出现上溢，需作溢出处理； 补符号若阶码j补=10 xxx，则表示出现下溢，按机器零处理。3.14利用用十进制加减运算算法计算下列各题： 125+436=?(2) 125436=? (3) 436 125=?解： (1) 125+436 = 561125436=311436125=3113.16设有一个16位定点补码运算器，数据最低位的序号为1。运算器可实现下述功能：A土BAB

31、xCA、C (乘积高位在A中)A；B-C (商在C中)请设计并画出运算器第3位及A、C寄存器第三位输入逻辑。加法器本身逻辑可以不画，原始 操作数输入问题可以不考虑。解：见附页3.19设一个8位寄存器中的内容为十六进制数C5H，连续经过一次算术右移、一次逻辑左移、 一次大循环右移、一次小循环左移。写出每次移位后寄存器的内容和进位标志C的状态。解：C5H=11000101C 寄存器一次算术右移：1 11100010一次逻辑左移：1 11000100一次大循环右移：0 11100010一次小循环左移：1 110001013.21选择题运算器的核心部分是 C 。数据总线B.累加寄存器C.算术逻辑运算单

32、元D.多路开关在浮点运算中下面的论述正确的是C 。对阶时应采用向左规格化对阶时可以使小阶向大阶对齐，也可以使大阶向小阶对齐尾数相加后可能会出现溢出，但可采用向右规格化的方法得出正确结论尾数相加后不可能得出规格化的数当采用双符号位进行数据运算时，若运算结果的双符号位为01，则表明运算B_。无溢出 B.正溢出 C,负溢出 D.不能判别是否溢出补码加法运算的规则是 B 。操作数用补码表示，符号位单独处理操作数用补码表示，连同符号位一起相加操作数用补码表示，将加数变补，然后相加操作数用补码表示，将被加数变补，然后相加 原码乘除法运算要求C 。A.操作数必须都是正数B.操作数必须具有相同的符号位对操作数

33、符号没有限制D.以上都不对进行补码一位乘法时，被乘数和乘数均用补码表示，运算时 。首先在乘数最末位yn后增设附加位yn+1，且初始yn+1=0,再依照ynyn+i的值 确定下面的运算。n首先在乘数最末位yn后增设附加位yn+1，且初始yn+1 = 1,再依照ynyn+1的值 确定下面的运算。n首先观察乘数符号位，然后决定乘数最末位yn后附加位yn+1的值，再依照 ynyn+1的值确定下面的运算。不应在乘数最末位yn后增设附加位yn+1，而应直接观察乘数的末两位yn-1yn 确定下面的运算。下面对浮点运算器的描述中正确的是A 。浮点运算器由阶码部件和尾数部件实现。阶码部件可实现加、减、乘、除四种

34、运算。阶码部件只能进行阶码的移位操作。尾数部件只能进行乘法和加法运算。若浮点数的阶码和尾数都用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是 C_。阶符与数符相同为规格化数。阶符与数符相异为规格化数。数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数。数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数。已知x补=1.01010，y补=1.10001，下列答案正确的是 D 。A. x补+y补=1-11011B. x补+y补=0.11011C. x补一y补=0.11011D. x补一y补=1-11001下列叙述中概念正确的是 D 。定点补码运算时，其符号位不参加运算。浮点运算中，尾数部分只进行乘法和除法运算。浮点

35、数的正负由阶码的正负符号决定。在定点小数一位除法中，为了避免溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的 绝对值。3.22填空题在补码加减运算中，符号位与数据 参加运算，符号位产生的讲位 。 答：按同样规则一起 自动丢失 在采用变形补码进行加减运算时，若运算结果中两个符号位 ，表示发生了 溢出。若结果的两个符号位为，表示发生正溢出:为，表示发生负 溢出。答： -55 11110010 +73 01001001在原码一位乘法的运算过程中，符号位与数值位 参加运算，运算结果的符 号位等于。答：分别 两操作数的符号的模2加(异或)浮点乘除法运算的运算步骤包括:、 和。答： 阶码运算溢出判断 尾数乘除运算 结

36、果规格化处y舍入处理在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是 形式，则需要进行规格 化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果 时，需要进行右规操作：当运算结果 公时，需要进行左规操作。答： 规格化 溢出 不是规格化数将两个8421BCD码相加，为了得到正确的十进制运算结果，需要对结果进行修 正，其修正方法是。答：两个8421码相加后，若相加的和数10，则不需修正，核二讲制规 则相加的结果就是正确的8421码的和数：若相加的和数N10，则需在二进制相加的结果上 加“ 0110 ”进行修正。浮点运算器由 和 两部分组成，它们本身都是定点运算器，其中要 求能够进行运算：要求能够进行运算。答：阶

37、码部件尾数部件加减加减乘除设有一个16位的数据存放在由两个8位寄存器AH和AL组成的寄存器AX中， 其中数据的高8位存放在AH寄存器中，低8位存放在AL寄存器中。现需要将AX中的数 据进行一次算术左移，其操作方法是：先对进行一次操作，再对进行一 次操作。答：AL 算术左移AH 带进位循环左移3.23是非题(1 ) 运算器的主要功能是进行加法运算。X加法器是构成运算器的主要部件，为了提高运算速度，运算器中通常都采用并行 加法器。V 在定点整数除法中，为了避免运算结果的溢出，要求|被除数| |除数|。V(4 )浮点运算器中的阶码部件可实现加、减、乘、除运算。X(5)根据数据的传递过程和运算控制过程

38、来看，阵列乘法器实现的是全并行运算。V逻辑右移执行的操作是进位标志位移入符号位，其余数据位依次右移1位，最低位移 入进位标志位。X第四章作业解答4.1静态MOS存储器与动态MOS存储器存储信息的原理有何不同？为什么动态MOS存储器 需要刷新？ 一般有哪几种刷新方式？答：静态MOS存储器利用一个双稳态触发器存储一个二进制位，只要不断电就可以保持其 中存储的二进制数据不丢失。动态MOS存储器使用一个MOS管和一个电容来存储一位二进制信息。用电容来存储信息减 少了构成一个存储单位所需要的晶体管的数目。由于动态MOS存储器中的电容会产生漏电，因此DRAM存储器芯片需要频繁的刷新操作。 动态存储器的刷新

39、方式通常有：集中式刷新方式、分散式刷新方式、异步式刷新方式4.2某一64KX1位的动态RAM芯片，采用地址复用技术，则除了电源和地引脚外，该芯片 还应有那些引脚？各为多少位？解：地址线：采用地址复用技术，可为16/2=8位数据线：1位；读写线WR/： 1位；片选信号CS： 1位或行选通信号RAS： 1位；列选通信号CAS： 1位4.6假设某存储器地址长为22位，存储器字长为16位，试问：该存储器能存储多少字节信息？若用64Kx4位的DRAM芯片组织该存储器，则需多少片芯片？在该存储器的22位地址中，多少位用于选片寻址？多少位用于片内寻址？答：(1)该存储器可存储222X2 = 223 = 8M

40、B的信息。需要芯片 222X16/64X2i0X4=28 = 25622位地址中，16位用于片内寻址，6位用于选片寻址。4.7某8位计算机采用单总线结构，地址总线17根(016 _& 16为高位)，数据总线8根双向 (07_D)，控制信号WR/(高电平为读，低电平为写)。已知该机的I/O设备与主存统一编址， 若地址空间从0连续编址，其地址空间分配如下：最低16K为系统程序区，由ROM芯片组成； 紧接着48K为备用区，暂不连接芯片；接着60K为用户程序和数据空间，用静态RAM芯片组 成；最后4K为I/O设备区。现有芯片如下：Yo Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y6 Y7 Do-D7 Do-

41、D7 A13-Ao A13-Ao CS OE CS WE A B C A B C F & 3-8译码器 16KBRAM 16KBROM ENROM： 16kx8位，其中CS：为片选信号，低电平有效，OE：为读出控制，低电平读出有效。 静态RAM： 16Kx8位，其中CS :为片选信号，低电平有效，WE：为写控制信号，低电平 写，高电平读。译码器：38译码器。输出低电平有效。与非门：扇入系数不限。试画出主存芯片连接的逻辑图并写出各芯片地址分配表(假设存储器从)连续进行编址)。答：(1)共需5片，其中 1 片 16KX8 ROM，4片 16KX8 SRAM各芯片地址分配表00000H03FFFH系

42、统程序区16KB04000H 0FFFFH 备用区 48KB10000H1EFFFH用户程序区和数据空间60KB1F000H 1FFFFH I/O设备区 4K0 oooo oooo oooo 00000 00111111 11111111a16a15a14=ooo ROM 1 片0 0100 oooo oooo oooo0 11111111 11111111备用区1 oooo oooo oooo oooo1 00111111 11111111A16A15A14=100 16KRAM第 1片1 0100 oooo oooo oooo1 01111111 11111111A16A15A14=101

43、 16KRAM第2片1 1000 oooo oooo oooo1 10111111 11111111A16A15A14=110 16KRAM第3片1 1100 oooo oooo oooo1 11101111 11111111A16A15A14=111 A13A1211 12KRAM 第4片1 1111 oooo oooo oooo 1 1111 1111 1111 1111 A16A15A14=111 A13A12=11 4K I/O设备区0 oooo oooo oooo oooo0 00111111 1111111100000H03FFFH0 0100 oooo oooo oooo0 11

44、111111 1111111104000Hoffffh1 oooo oooo oooo oooo1 00111111 1111111110000H13FFFH1 0100 oooo oooo oooo1 01111111 1111111114000H17FFFH1 1000 oooo oooo oooo1 10111111 1111111118000H1BFFFH1 1100 0000 0000 0000 1 1110 1111 1111 1111 1C000H 1EFFFH1 1111 0000 0000 0000 1 1111 1111 1111 1111 1F000H 1FFFFH主存芯

45、片与CPU的连接逻辑图ROM RAM RAM RAM RAM A13AR/W 38译码器 MEMR en A16A15A14c B aD7DA13A124.9已知某8位机的主存采用4KX4位的SRAM芯片构成该机所允许的最大主存空间，并选用 模块板结构形式，该机地址总线为18位，问：若每个模块板为32KX8位，共需几个模块板？每个模块板内共有多少块4KX4位的RAM芯片？请画出一个模块板内各芯片连接的逻 辑框图。该主存共需要多少4KX4位的RAM芯片？ CPU如何选择各个模块板？答：主存总容量218X8 = 256KX8，V每个模块板为32KX8位，.共需256K/32K=8个模 块板。每个模

46、块板内共有32KX8位/4KX4位=16片RAM芯片。一个模块板内各芯片连接的逻辑框图：RAMoRAM1RAM2RAM3RAM4RAM7A11 AR/W 38 译码器 A14A13A12%DoMEMREN C B A D7D4 D3D0 RAM0 RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 RAM7，该主存共需要16X8 = 128片4KX4位的RAM芯片。用地址高3位，通过3-8译码器形成 各模板选择信号。4.10 64KX1位DRAM芯片通常制成两个独立的128X256阵列。若存储器的读/写周期为0.5四，则对集中式刷新而言，其“死区”时间是多少？如果是一个256KX1位的D RAM芯片， 希

47、望能与上述64KX1位DRAM芯片有相同的刷新延时，则它的存储阵列应如何安排？ 解：两个独立的128X256阵列共128X2=256行，读/写周期为0.5*对集中式刷新而言，其“死区”时间为：256X0.5ps=128四 要求256KX1位的DRAM芯片与64KX1位DRAM芯片有相同的刷新延时，则存储阵列的 行数应一致，即为256行，所以256KX1位的D RAM芯片的存储阵列应安排为256X1024，即 分为两个独立的128X1024的阵列。4.11某磁盘组有16个数据记录面，每面有256个磁道，每个磁道分为16个扇区，每个扇区包 括512字节，已知磁盘内磁道直径为10英寸，外磁道直径为1

48、4英寸，转速为3600r/min，磁 头平均定位时间为15ms，求：该磁盘组最大存储容量是多少？该磁盘组最大位密度、磁道密度是多少？该磁盘的平均存取时间、数据传输率是多少？答：(1)该磁盘组最大存储容量是：C=nXTXSXB = 16X256X16X512B = 32MB = 225B最大位密度 16X512X8/10n=2087位/英寸=2087bpi磁道密度256/ (14/2-10/2)=256/2= 128道/英寸= 128 tpi平均存取时间数据传输率：Dr=16X512X8X3600/60=3932160bit/s=491520B/#=480KB/s平均等待时间：60/ (3600

49、X2)=8.3ms平均存取时间：8.3 + 15=23.3 ms考虑：启动延迟+传送一个扇区数据所需的时间。启动延迟未给，忽略。传送一个扇区数据所需的时间=512B/480KB R 1.042ms平均存取时间：8.3 + 15 + 1.042R24.3ms4.12若某机磁盘子系统共有4台驱动器，每台驱动器装有与上述磁盘组相同的磁盘组，请设 计该磁盘子系统的地址格式。答：17 1615 87 43 0驱动器号（2位）圆柱面号（8位）盘面号（4位）扇区号（4位）补充题：1.请用2KX8bit的SRAM设计一个8KX32bit的存储器，并画出存储器与CPU的连接原理图。要求：存储器可以分别被控制访问

50、8, 16, 32位数据，控制信号B1B。由CPU提供：当B1Bo=00时访问32位数据；当B1Bo=01时访问16位数据；当BB0=10时访问8位数据。存储芯片地址按交叉方式编址。 满足整数边界地址的安排。解：（1）共需芯片4X4 = 16片。其中字扩展为4组，位扩展为4片。共需15根地址线，其中：用A1A0控制位扩展的各片，片内地址A12-A2,高位A14A13作为字 扩展各组片选信号。2KX8（1） 2KX8（2） 2KX8（3） 2KX8（4） CS3CS2CS1 CS0D32 D24D23 D16D15 D8D7 D0 A12A2设每组中数据位数从高到低依次为第一片f第四片。选中第一

51、片时，C=1，选中第二片时，D = 1，选中第三片时，E = 1，选中第四片时，F=1，有下列逻辑关系：B1B0A1A0CDEF说明00001111访问32位数据00010000不访问00100000不访问00110000不访问01000011访问低16位数据01010000不访问01101100访问高16位数据01110000不访问10000001访问低8位数据D7D010010010访问次低8位数据D15D810100100访问次高8位数据D23D1610111000访问高8位数据D31D24即：C=010101010101AABBAABBAABB + + D=010101010101AA

52、BBAABBAABB + +E=010101010101AABBAABBAABB+ + F=010101010101AABBAABBAABB + +A14A13通过24译码器产生4个片选信号30YY，各芯片的片选信号：CYCS03+ = ; DYCS02+ = ; EYCS01+ = ； FYCS00+ =cycs17+ = ； dycs16+ = ； eycs15+ = ； fycs14+ =CYCS211+ = ; DYCS210+ = ; EYCS29+ = ; FYCS28+ =CYCS315+ = ； DYCS314+ = ； EYCS313+ = ； FYCS312+ =2.某机主

53、存容量为128MB, Cache容量为32KB，主存与Cache均按64B的大小分块。分别写出主存与Cache采用直接映像和全相联映像时主存与Cache地址的结构格式并标出 各个字段的位数。若Cache采用组相联映像，每组块数为4块。写出主存与Cache地址的结构格式并标出各个 字段的位数。并回答一个主存块可以映像到多少个Cache块中？ 一个Cache块可与多少个主存 块有对应关系？答：主存容量为128MB, Cache容量为32KB = 215B，块的大小为64B = 26B，每组中的块数 为4 = 2 2块，Cache可分为32KB /64B = 512=29块，共可分为512/4=12

54、8 = 27组；主存按照C ache的容量可 分为 128MB/32KB=4096=212个区，每个区中共 32KB /64B = 512=29 块；主存与Cache采用直接映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数主存地址的结构：27位12位9位6位区号块号块内偏移地址Cache地址的结构：15位9位6位块号块内偏移地址一个主存块可以映像到一个Cache块中，一个Cache块可与212个主存块有对应关系。主存与C ache采用全相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数 21位6位块号块内偏移地址Cach e地址的结构9位6位块号块内偏移地址一个主存块可以映像到29个

55、Cache块中，一个Cache块可与221个主存块有对应关系。主存与C ache采用组相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数 主存地址的结构12位7位2位6位区号组号组内块号块内偏移地址Cach e地址的结构7位2位6位组号组内块号块内偏移地址因为每组块数为4块，所以一个主存块可以映像到4个Cache块中；一个Cache块可与212 X4=214个主存块有对应关系。4.16选择题需要定期刷新的存储芯片是一 B .。A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. EEPROM_A 储芯片是易失性的。A. SRAM B. UV-EPROM C. NV-RAM D. EEP

56、ROM 有RAS和CAS引脚的存储芯片是B 。A. EPROM B. DRAM C. SRAM D,三者都是下面叙述不正确的是C。半导体随机存储器可随时存取信息，掉电后信息丢失。在访问随机存储器时，访问时间与单元的物理位置无关。内存储器中存储的信息均是不可改变的。随机存储器和只读存储器可以统一编址。动态RAM与静态RAM相比，其优点是 C 。动态RAM的存储速度快。动态RAM不易丢失数据。在工艺上，比静态RAM的存储密度高。控制比静态RAM简单。某512X8位RAM芯片采用一位读/写线控制读写，该芯片的引脚至少有C。A. 17 条 B. 19 条 C. 21 条 D. 522 条在调频制记录方

57、式中，写“0”和写“1”是利用.。电平的高低变化B.电流的幅值变化C.电流的相位变化D.电流的频率变化由于磁盘上内圈磁道比外圈磁道短，因此 R 。内圈磁道存储的信息比外圈磁道少无论哪条磁道存储的信息量均相同，但各磁道的存储密度不同内圈磁道的扇区少使得它存储的信息比外圈磁道少各磁道扇区数相同，但内圈磁道上每扇区存储的信息少某存储器按字节编址，要求数据传输率达到8X106字节/秒，则应选用存储 周期为_D_的存储芯片。A, 800ns B. 250ns C. 200ns D. 120ns在下述存储器中，允许随机访问的存储器是 A 。A.半导体存储器B,磁带 C,磁盘 D,光盘在下列几种存储器中，不

58、能脱机保存信息的是 C 。A,磁盘 B,磁带 C. RAM D,光盘4.17是非题 TOC o 1-5 h z 数据引脚和地址引脚越多芯片的容量越大。V 存储芯片的价格取决于芯片的容量和速度。V SRAM每个单元的规模大于DRAM的。V 要访问DRAM，应首先给出地址，之后再给出CAS地址。 V 当CPU要访问数据时，它先访问虚存，之后再访问主存。X EDO和FPM都是页模式的DRAM。V主存与磁盘均用于存放程序和数据，一般情况下，CPU从主存取得指令和数据， 如果在主存中访问不到，CPU才到磁盘中取得指令和数据。V半导体存储器是一种易失性存储器，电源掉电后所存信息均将丢失。X Cache存储

59、器保存RAM存储器的信息副本，所以占部分RAM地址空间。X 4.18填空题（1）Cache使用的是存储芯片。答： SRAM（2）主存由 （DRAM、硬盘）构成，虚存由 （DRAM、硬盘）构成。答：DRAM 硬盘（3） （EDO、FPM）DRAM中，当CAS变高后，数据就在数据总线上消失了。答：FPM（4）衡量非格式化硬盘的一个磁表面存储容量的两个指标是和。答：道密度 位密度（5）Cache存储器的主要作用是解决 。答：CPU与主存间速度匹配问题（6）存储器的取数时间是衡量主存 的重要指标，它是从 到 的时间。答：谏度 把要访问的存储单元的地址，加载到存储器芯片的地址引脚上 到读取的数据或指令在

60、存储器芯片的数据引脚上可以使用为止（7）磁盘的技术指标可用平均存取时间衡量，它包括 一和 两个部分。答：平均磁道定位时间平均旋转等待时间（8）SRAM与DRAM中谏度高的是 ，集成度高的是 。答： SRAM DRAM（9）某存储器数据总线宽度为32位，存取周期为250ns，则其带宽是 。答： 128Mbit/s（10）磁盘等磁表面存储器的写入电流波形决定了记录方式，此外还反映了该记录方式 是否有能力。答：自同步第五章作业解答5.3什么叫寻址方式？有哪些基本的寻址方式？简述其寻址过程。答：寻址方式就是指形成本条指令的操作数地址和下一条要执行的指令地址的方法。根据所 需的地址信息的不同，寻址可分为