组成原理作业答案.docxVIP

第一章1.2 如何理解计算机系统的层次结构？从计算机系统的层次结构来看，它通常可划分五个以上的层次，在每一层次（级）上都能进行程序设计。由下至上可排序为：微程序机器M0级（微指令系统），微指令由硬件直接执行；传统机器M1（机器语言机器级），用微程序解释机器指令；虚拟机器M2（操作系统机器级），用机器语言程序解释操作系统的作业控制语句；虚拟机器M3（汇编语言机器级），用汇编程序翻译成机器语言程序；虚拟机器M4（高级语言机器级），用编译程序翻译成汇编语言程序。还可以有应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。1.4 如何理解计算机组成和计算机体系结构？计算机体系结构是指程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性。通常是指用机器语言编程的程序员（也包括汇编语言程序设计者和汇编程序设计者）所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等，大都属于抽象的属性。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的（即程序员不知道的）硬件细节。1.9STA M指令信息流程取指令：PC→MAR→M→MDR→IR分析指令：OP(IR) →CU执行指令：Ad(IR) →MAR→M，ACC→MDR→MADD M指令信息流程取指令：PC→MAR→M→MDR→IR分析指令：OP(IR) →CU执行指令：Ad(IR) →MAR→M→MDR→X，ACC→ALU，同时X→ALU，ALU→ACC假设主存容量为256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数.256M*32即主存共有256M个存储单元，每个存储单元长为32位，即MDR寄存器为32位。因256M=2^28，故MAR、PC寄存器为28位。又因指令字长、存储字长、机器字长相等，故ACC、MQ、X、IR寄存器与MDR长度相同，均为32位。第三章4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？解：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题； 常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器查询、独立请求； 特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。14. 设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？ 解： 总线宽度 = 16位/8 =2B 总线带宽 = 8MHz×2B =16MB/s15. 在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHz，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？ 解法1： 总线宽度 =32位/8 =4B 时钟周期 =1/ 66MHz =0.015μs 总线最短传输周期 =0.015μs×4=0.06μs 总线最大数据传输率 = 4B/0.06μs=66.67MB/s解法2： 总线工作频率 = 66MHz/4=16.5MHz 总线最大数据传输率=16.5MHz×4B =66MB/s若想提高总线的数据传输率，可提高总线的时钟频率，或减少总线周期中的时钟个数，或增加总线宽度。16. 在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。若要求每秒传送120个字符，试求传送的波特率和比特率。 解： 一帧 =1+8+1+2 =12位 波特率 =120帧/秒×12位=1440波特 比特率 = 1440波特×（8/12）=960bps 或：比特率 = 120帧/秒×8 =960bps第四章6. 某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址其寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。解：存储容量是64KB时，按字节编址的寻址范围就是64KB，则：按字寻址范围 = 64K×8 / 32=16K字按字节编址时的主存地址分配图如下：7. 一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？ 1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位解：地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根； 各需要的片数为： 1K×4：16K×32 /1K×4 = 16×8 = 128片 2K×8：16K×32 /2K × 8 = 8 × 4 = 32片 4K×4：16K×32 /4K × 4 = 4 × 8 = 32片 16K×1：16K × 32 / 16K × 1 = 32片 4K×8：16K×3