计算机组成原理习题课
计算机组成原理习题课2

10. 32位字长的浮点数,其中阶码8位(含1位阶符),尾数24位(含 1位数符),则其对应的最大正数为 ① ,最小负数为 ② ,最小 的绝对值为 ③ ;若机器数采用补码表示,且尾数为规格化形式, 则对应的最大正数为 ④ ,最小正数为 ⑤ ,最小负数为 ⑥ 。
A.2127(1-2-23) D.-2+127 B.-2127(1-2-23) E. 2-128×2-23 C. 2-129 F. 2-127×2-23
41.小数(0. 65625)十 等于_______。 A.(0. 11101)二 B.(0. 10101)二 C.(0. 00101)二 D.(0. 10111)二 答案:B 42. (84)十 等于______。 A.(10100100)二 B.(224)八 C.(054)十六 D.(1210)四 答案:C 44 二进制数11001011 等于十进制的_____。 A.395 B.203 C.204 D.394 答案:B 47. (20.8125)十 = ( ________ ) 二 。 A. 1010.1101 B. 10100.1011 C. 10100.1101 D.1010.1011 答案:C 48.补码10110110代表的是十进制负数____。 A. -74 B. -54 C. -68 D. -48 答案:A
9. 用n+1位字长表示定点数(其中1位为符号位),它所能表示的 整数范围是 ① ,它所能表示的小数范围是 ② 。
A.0≤ |N| ≤ 2n-l
C. 0≤ |N| ≤ 1- 2-(n+l) ②D 答案: ① A
B. 0≤ |N| ≤ 2n+1 -l
D. 0≤ |N| ≤ 1-2-n (此处为真值表示)
C. -263 ~ 263(1-2-9)
计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

计算机组成原理课后习题答案(⼀到九章)作业解答第⼀章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容?答:基本的软件系统包括系统软件与应⽤软件两⼤类。
系统软件是⼀组保证计算机系统⾼效、正确运⾏的基础软件,通常作为系统资源提供给⽤户使⽤。
包括:操作系统、语⾔处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、⽹络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成?它们的主要功能是什么?答:计算机的硬件系统通常由输⼊设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五⼤部件组成。
输⼊设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输⼊到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以⼈们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息,⽤于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进⾏加⼯处理,完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤,控制计算机各个部件有条不紊地⾃动⼯作。
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。
计算机组成原理第三章习题课

3
RAM:1K×4位—>1K×8位
D7-D0
D7-D4 RAM1 1K×4 CS CS
D3-D0 RAM2 1K×4 CS
A9-A0 A9-A0
A9-A0
2、字存储容量扩展
• 增加地址线,使得存储器单元数增加 • 连接方式:三组信号线中
– 地址总线和数据总线公用 – 多余的地址线用来片选
1、20位地址,32位字长
(2)由512K×8位的芯片构成,需要多少片 存储器:1M×32位 512K →1M:说明有容量扩展 8位→32位:说明有字长扩展 8 →32 需要: (1M/512K)×(32位/ 8位) = 2×4 =8
1、20位地址,32位字长
(3)需要多少位地址作为芯片选择 512K×8位→1M×32位 芯片选择只和地址线相关 512K=2 512K 219,即有19根地址线 19 1M =220,即有20根地址线 多余的一根地址线一定是做片选的 ∴需要1根地址线作为片选
3、16K×8位—>64K×32位
RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 CS CS CS CS
字长扩展 16K×8位—>16K×32位
16K×32位 16K×32位 16K×32位
容量扩展 16K×32位—>64K×32位
A15 A14 A13-A0
3、16K×8位—>64K×32位
错误: 1、只看到了A13-A0,缺少A15、A14 2、数据总线、地址总线,一定要标明起止符 号,例如A13-A0, D7-D0 3、三组信号线要全部标明
7. 某机器中,已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)16 的ROM区域,现在用一个 用一个SRAM芯片(8K×8位)形 芯片( × 位 用一个 芯片 成一个16K×16位的 位的RAM区域 区域,起始地址为(2000) 成一个 × 位的 区域 16 。假设SRAM芯片有CS和WE控制端,CPU地址总 线A15-A0 ,数据总线为D15-D0 ,控制信号为R / W (读 / 写),MREQ(当存储器读或写时,该信号 指示地址总线上的地址是有效的)。 分析:一个RAM区,一个ROM区 RAM ROM 其中RAM需要容量扩展 由8K×8位芯片构成1—>16K×16位(容量扩展) 共需要4片芯片,每两片构成8K×16位单元 字长扩展不改变地址分配,容量扩展才会改变
《计算机组成原理》课后习题答案

第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习:5,6,7,8,101、已知X=19,Y=35,用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数:-5,-1.5,1/16,-6,384,-1/32。
3、已知X=-0.1000101×2-111,Y=0.0001010×2-100。
试计算X+Y,X-Y,X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位,其中阶符1位,阶码数值3位,尾符1位,尾数数值7位,阶码和尾数均用补码表示。
它所能表示的最大正数是多少?最小规格化正数是多少?绝对值最大的负数是多少?5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习:5解释下列概念:PROM,EPROM,E2PROM,Flash memory,FPGA,SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习:4,5,71.一个容量为16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时,各需要多少片?1K×4位,2K×8位,4K×4位,16K×l位,4K×8位,8K×8位2.现有1024×l的存储芯片,若用它组成容量为16K×8的存储器。
(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上,每块板的容量为4K×8,该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。
计算机组成原理 第6章 习题课

第6章习题课1.相对于微程序控制器,硬布线控制器的特点是A.指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展容易B.指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展难C.指令执行速度快,指令功能的修改和扩展容易D.指令执行速度快,指令功能的修改和扩展难2. 下列寄存器中,汇编语言程序员可见的是A.存储器地址寄存器(MAR)B.程序计数器(PC)C.存储器数据寄存器(MDR)D.指令寄存器(IR)3. 下列选项中,不.会引起指令流水线阻塞的是A.数据旁路(转发)B.数据相关C.条件转移D.资源冲突4.5. 某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。
下表给出了指令系统中部分指令格式,其中Rs和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x 或存储单元x的内容。
表指令系统中部分指令格式该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是取指(IF)、译码/读寄存器(ID)、执行/计算有效地址(EX)、访问存储器(M)和结果写回寄存器(WB),流水线采用“按序发射,按序完成”方式,没有采用转发技术处理数据相关,并且同一个寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。
请回答下列问题。
(1)若int型变量x的值为-513,存放在寄存器Rl中,则执行指令“SHR R1” 后, R1的内容是多少? (用十六进制表示)(2)若某个时间段中,有连续的4条指令进入流水线,在其执行过程中没有发生任何阻塞,则执行这4条指令所需的时钟周期数为多少?(3)若高级语言程序中某赋值语句为x=a+b, x、a和b均为int型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]和[b],该语句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如题下图所示。
I1 LOAD R1,[a]I2 LOAD R2,[b]I3 ADD R1, R2I4 STORE R2,[x]则这4条指令执行过程中,I3的ID段和I4的IF段被阻塞的原因各是什么?(4)若高级语言程序中某赋值语句为x=2*x+a, x和a均为unsigned int类型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a],则执行这条语句至少需要多少个时钟周期?要求模仿题上图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。
计算机组成原理习题课

需要做存储芯片的字位扩展,所需芯片数d=220×32/512K×8=8片
• 位扩展:4片512K×8位芯片构成512K×32位的存储组; • 字扩展:2组512K×32位存储组构成1M×32位的存储器。 (3)需要多少位地址做芯片选择? 字扩展的是2个存储组,因此,需1位地址做片选。
*
第3章 P111 第3题
58计算机组成原理19201456lrulru初始值初始值11881177882277221188编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa001100111111001111112211331144115511001111bb00880088118822880088118822883388448800cc007700771177227700771177227733dd0022002211220022112222换出换出lrulru初始值初始值33882211331177113377编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容数数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa111122113311441100111111001111110011111122bb880011880088118822883388447700771177227700cc77333300331133223333330033113322333333003311dd222233224422002211222222332244225522662277换出换出778811
主存与Cache的速度倍率:r = tm/tc = 240ns/40ns = 6
计算机组成原理·第六版(课后习题)第一章

计算机组成原理·第六版(课后习题)第⼀章第⼀章计算机系统概论1. ⽐较电⼦数字计算机和电⼦模拟计算机的特点电⼦数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量,运算过程是不连续的;电⼦模拟计算机中处理的信息是连续的变化的物理量,运算过程是连续的。
2. 数字计算机如何分类?分类的依据是什么?分为专⽤计算机和通⽤计算机分类依据是计算机性能、速度、价格、运⾏的经济性3. 数字计算机有哪些应⽤ ?科学计算、⼈⼯智能、家⽤电器、测量等4. 冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些组成部分?主要设计思想:1)采⽤存储程序的⽅式编织好的程序和数据都存放在同⼀存储器中,2)计算机可以在⽆⼈⼲预的请扩下⾃动完成逐条指令的取出和执⾏指令的任务3)指令和数据均以⼆进制码的形式存储在计算机中组成部分:运算器、存储器、I/O设备、逻辑器、5. 什么是存储容量?什么是单元地址?什么是数据⾃?什么是指令字?存储容量:存储器中所有存储单元的总数单元地址:每个存储单元的编号数据字:某字代表要处理的数据指令字:某字为⼀条指令6. 什么是指令?什么是程序?指令:计算机硬件可以直接执⾏的每⼀个基本的算术运算或逻辑运算的操作程序:解算某⼀问题的⼀串指令寻列7. 指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分他们是指令还是数据?指令:取指周期中从内存读出的信息流数据:执⾏器周期中内存读取的信息流8. 计算机的系统软件包括哪⼏部分?说明他们的⽤途。
半导体存储器称为内存存储容量更⼤的磁盘存储器和光盘存储器称为外存内存和外存共同来保存⼆进制数据运算器和控制器合称中央处理器,简称CPU ⽤来控制计算机以及进⾏算术逻辑运算配适器是外围设备与主机联系的桥梁,相当于转换器,使主机和外围设备并⾏协调⼯作9. 计算计的系统软件包括哪⼏类?说明他们的⽤途包括系统程序和应⽤程序。
系统程序⽤于简化程序设计,提⾼计算机使⽤效率应⽤程序是⽤户利⽤计算机来解决某些问题⽽编制的程序10. 现代计算机系统如何进⾏多级划分?这种分级观点对计算机设计会产⽣什么影响?微程序设计级机器语⾔级操作系统级汇编语⾔级⾼级语⾔级⽤⼀系列的级来组成计算机的借⼝对于掌握计算机是如何组成的提供了良好的结构和体制分级的挂念来设计计算机保证产⽣⼀个良好的系统结构也是很有帮助的11. 为什么软件能够转化为硬件?硬件能转化为软件?实现这种转化的媒介是什么?应为任何操作可以由软件来实现,也可以由硬件来实现;任何指令的执⾏可以由软件完成,也可以由硬件完成,实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
计算机组成原理习题课件

1.说明SRAM的组成结构:与DRAM相比在电路组成上有什么不同? P902.DRAM存储器为什么要刷新?DRAM存储器采用何种方式刷新? P903.清华版教材P126习题中第四题P924.设有一个1MB容量的存储器,字长为32位,问:(1)按字节编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大?(2)按半字编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大?(3)按字编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大? P935.设主存容量1MB,高缓容量16KB,块的大小为512字节.(1)写出主存位置格式.(2)Cache位置格式(3)页表的容量为多大(4)画出直接方式位置映象及变换示意图P1246.有一个Cache的容量2K字,每块为16字,问:(1)该Cache 可容纳多少块?(2)如果主存的容量是256K字,则有多少块?(3)主存的位置有多少位?Cache 的位置有多少位?(4)在直接映射方式下,主存中的第I块映射到Cache中的哪一块?(5) 在进行位置映射时,存储器位置分成哪几段,各段分别有多少位? P1267. 指令和数据均放在内存中,CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据? P1588.已知指令字长为16位,每个位置码为4位,采用扩展操作码的方式,设计15条三位置指令, 15条二位置指令,15条一位置指令,16条零位置指令.画出扩展图和指令译码逻辑. P173 9. 假设计算机指令字长为32 位,具有二位置,一位置,零位置3种指令格式,每个操作数位置规定用8位表示,若操作码字段固定为8位,现已设计出K条二位置指令,L条零位置指令.那么最多设计出多少条单位置指令. P17510. 有一个主频为25MHZ的微处理器,平均每条指令的执行时间为2个机器周期,每个机器周期由2个时钟脉冲组成(1) 假定存储器为”0”等待,请计算机器速度.(2) 假如存储器速度较慢,每2个机器周期中有一个访问存储器周期,需插入2个时钟周期的等待时间,请计算机器速度. P26011. CPU主频为8MHZ,设每个CPU周期平均包括4个节拍周期(主频周期),且该机平均指令执行速度为1MIPS.(1)求该机的平均指令周期.(2)求每个指令周期包含的平均CPU周期.(3)若该用主频周期为0.01μS的CPU芯片,计算平均指令执行速度可提升到多少MIPS.P26212. 若某机主频200MHZ,每个指令周期平均为2.5CPU周期,每个CPU周期平均包括2个主频周期,问:(1)该机平均指令执行速度为多少MIPS?(2)若主频不变,但每条指令平均包括5个CPU周期,每个CPU周期又包含4个主频周期,平均指令执行速度为多少MIPS? P26313. 在一个16位的总线系统中,若时钟频率位100MHZ,总线数据周期为5个时钟周期传输一个字,试计算总线的数据传输率? P283 14.(1) 某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据,假设一个总线周期等于一个时钟周期,总线时钟频率为33MHZ,问总线带宽时多少?(2)如果一个总线周期中并行传送64位数据,总线时钟频率升为66MHZ,问总线带宽时多少?(3) 分析哪些因素影响带宽? P28315.把外围设备接入计算机系统时,必须解决哪些基本问题?通过什么手段解决这些问题?P31716. 试述程序查询方式下计算机进行输入输出操作的过程. P31717. 与中断方式比较,DMA方式的优点是什么? P31718. 列举三种中断向量产生的方法. P31719.(1) 进入中断周期的条件时什么? P318(2)进入中断周期INTC之前是什么CPU周期?(3)中断周期结束后又是什么CPU周期?(4)中断周期完成的主要操作是什么?(5)进入DMA 周期NMAC之前可以是什么CPU周期?(6)DMA结束之后又是什么CPU周期?(7)在DMAC中CPU处在什么状态?20. 中断处理过程包括哪些操作步骤? P31821. 一次程序中断大致可分为哪些过程? P31822. 简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点. P31823. 说明程序I/O与中断I/O方式的差别. P31924. 中断控制方式和DMA方式有何异同? P31925. 某显示器的分辨率为800ⅹ600, 灰度级为256色,试计算为达到这一显示效果需要多少字节? P34826. 清华习题P293的第8.6题P14127. 习题P360 第10.11题, P32028. P360 第10.7题, P32029.若需要显示一幅1024ⅹ768象素且有256种颜色的图象,试问:(1)显示系统的帧存容量为多少?(2)若要在屏幕上得到逼真的动态图象,假设每秒传送50帧(逐行扫描),其传送速率应为多少?(3)若要显示汉字,机器内设置ROM杭州库,存放一级汉字和二级汉字. 汉字采用16ⅹ16点阵,其汉字库的容量是多少? P34930. 一台计算机的主存容量为1MB,字长为32位,直接映像的Cache容量位512字.试设计主存位置格式. P124(1)Cache块长为1字.(2)Cache块长为8字.友情提示:部分文档来自网络整理,供您参考!文档可复制、编制,期待您的好评与关注!。
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计算机组成原理习题课1.什么是指令周期?什么是机器周期?什么是时钟周期?三者之间的关系如何?指令周期是完成一条指令所需的时间。
包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。
机器周期也称为CPU周期,是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间,通常等于取指时间(或访存时间)。
时钟周期是时钟频率的倒数,也可称为节拍脉冲或T周期,是处理操作的最基本单位。
一个指令周期由若干个机器周期组成,每个机器周期又由若干个时钟周期组成。
2.描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。
(1)外设发出DMA请求(2)CPU响应请求,DMA控制器从CPU接管总线的控制(3)由DMA控制器执行数据传送操作(4)向CPU报告DMA操作结束(5)主要优点是数据传送速度快3.某机指令格式如图所示:15 10 98 7 0图中X为寻址特征位,且X=0时,不变址;X=1时,用变址寄存器X1进行变址;X=2时,用变址寄存器X2进行变址;X=3时,相对寻址。
设(PC)=1234H,(X1)=0037H,(X2)=1122H,请确定下列指令的有效地址(均用十六进制表示,H表示十六进制)(1)4420H (2)2244H (3)1322H(4)3521H (5)6723H答:(1)0020H (2)1166H (3)1256H (4)0058H (5)1257H4.浮点数格式如下:1位阶符,6位阶码,1位数符,8位尾数,请写出浮点数所能表示的范围(只考虑正数值)。
最小值2-111111×0.00000001最大值2111111×0.111111115.现有一64K×2位的存储器芯片,欲设计具有同样存储容量的芯片,应如何安排地址线和数据线引脚的数目,使两者之和最小。
并说明有几种解答。
设地址线x根,数据线y根,则 2x·y=64K×2若 y=1 x=17y=2 x=16y=4 x=15y=8 x=14因此,当数据线为1或2时,引脚之和为18。
共有2种解答6.异步通信方式传送ASCII码,数据位8位,奇校验1位,停止位1位。
计算当波特率为4800时,字符传送的速率是多少?每个数据位的时间长度是多少?数据位的传送速率是多少?每个字符格式包含十个位,因此字符传送速率4800波特/10=480字符/秒每个数据位时间长度T=1/4800=0.208ms数据位传送速率8×480=3840位/秒7.试说明总线结构对计算机系统性能的影响。
(1)最大存储容量单总线系统中,最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总线。
双总线系统中,存储容量不会受到外围设备数量的影响(2)指令系统双总线系统,必须有专门的I/O指令系统单总线系统,访问内存和I/O使用相同指令(3)吞吐量总线数量越多,吞吐能力越大8.CPU结构如图所示,其中一个累加寄存器AC,一个状态条件寄存器和其它四个寄存器,各部分之间的连线表示数据通路,箭头表示信息传送方向。
(1) 标明图中四个寄存器的名称。
(2) 简述指令从主存取到控制器的数据通路。
(3) 数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。
图C3.1答:(1)a为数据缓冲寄存器DR,b为指令寄存器IR,c为主存地址寄存器,d为程序计数器PC(2)主存→缓冲寄存器DR →指令寄存器IR →操作控制器(3)存储器读:M → DR → ALU → AC存储器写:AC → DR → M8.指令格式如下所示,其中OP为操作码,试分析指令格式特点:15 10 7 4 3 0解:(1)操作数字段OP可以指定64种基本操作(2)单字长(16位)= 地址指令(3)源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器(各指定16个),所以是RR型指令,两个操作数均在通用寄存器中(4)这种指令结构常用于算术/逻辑运算类运算指令,执行速度最快。
9.总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段?若采用同步定时协议,画出读数据的同步时序图。
答:分五个阶段:总线请求,总线仲裁,寻址(目的地址),信息传送,状态返回(或错误报告)。
时序图:图C3.310.举出三种中断向量产生的方法。
答:(1)由编码电路实现,直接产生。
(2)由硬件产生一个“位移量”,再加上CPU 某寄存器里存放的基地址(3)向量地址转移法:由优先级编码电路产生对应的固定地址码,其地址中存放的是转移指令,通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。
11.CD-ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难,一般不使用,故标准的播放时间为60分钟。
请计算模式2情况下光盘存储容量是多少?解:扇区总数 = 60 × 60 × 75 = 270000模式2存放声音、图像等多媒体数据,其存储容量为270000 × 2336 /1024 /1024 = 601MB12. A、B、C是采用中断方式交换信息的与主机连接的三台设备,它们的中断响应的先后次序为A→B→C→CPU,若使中断处理的次序为B→C→A→CPU,则它们的中断屏蔽码应如何设置?若CPU在运行主程序时,A、B、C三台设备同时发出中断请求,请画出CPU执行程序的轨迹。
(屏蔽码中,“0”表示允许中断,“1”表示屏蔽中断)。
答:解:(1)假设中断控制器采用独立请求方式进行仲裁,根据优先次序,B、C、A三台设备与CPU连接示意图如C20.1所示。
其中IM为“中断屏蔽”标志,IR为“中断请求”标志。
中断处理次序为B→C→A→CPU,应设“中断屏蔽”标志IM2IM1IM0=000,其中设备B优先级最高,设备C优先级次之。
三台设备组成三级中断系统。
2 1级图C20.10级(2)三台设备同时发生中断请求时CPU执行程序的轨迹如图C20.2所示。
设备A中断设备C中断设备B中断服务程序服务程序服务程序主程序图C20.213. 用8K×8位的ROM芯片和8K×8位的RAM芯片组成一个32K×8位的存储器,其中RAM地址占24K(地址为2000H~7FFFH),ROM地址占8K(地址为0000H~1FFFH)。
RAM芯片有两个输入端:当CS有效时,该片选中,当W/R=1时,执行读操作;当W/R=0时,执行写操作。
ROM芯片只有一个控制输入端——片选CS。
要求画出此存储器组成结构图。
(包括与CPU的连接)。
解:存储器地址空间分布如图C20.3所示芯片容量为8K×8位,只需一片即满足设计要求。
该芯片地址线共14位(214=8K),即A13-A,数据线8位,即D7-D.1FFF RAM芯片容量为8K×8位,需3片才满足设计要求。
该芯片地址线也是A13-A,数据线8位:D7-D.存储器总容量为32K,CPU需提供15条地址线A15A14A13……A,其中A13-A作为片内地址线,A15A14通过2:4译码器产生4个片信号CS。
7FFF图C20.3存储器与CPU的连接图如图C20.4所示:图C20.414.指令格式结构如下所示,试分析指令格式特点。
15 12 11 9 8 6 5 3 2 0源地址目标地址答:(1)OP字段指定16种操作(2)单字长二地址指令(3)每个操作数可以指定8种寻址方式(4)操作数可以是RR型、RS型、SS型15.总线在一个总线周期内并行传送2个字节的数据,设一个总线周期等于一个总线时钟,总线时钟频率为33MHz,求总线带宽是多少?解:设总线带宽用Dr表示,总线时钟周期用T=1/f表示,一个周期传送的数据量用D表示,根据总线带宽定义,有:Dr = D/T = D×f = 2B×33×106/s = 66MB/s 16. 某双面磁盘,每面有220道,已知磁盘转速r=3000转/分,数据传输率为17500B/S,求磁盘总容量。
答:因为: Dr = r×N r = 3000转/分= 50转/秒所以: N = Dr/r = (175000B/s)÷(50/s)= 3500B总容量 = 3500B×220 = 1540000B17.磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作,磁盘以30μs的间隔向控制器发DMA请求,磁带以45μs的间隔发DMA请求,打印机以150μs间隔发DMA请求。
假定DMA控制器每完成一次DMA传送所需时间为5μS,画出裸露DMA控制器工作时空图。
解:根据传输速率,磁盘优先权最高,磁带次之,打印机最低。
如下图:18.有一台磁盘机,器平均寻道时间为了30ms,平均旋转等待时间为120ms,数据传输速率为500B/ms,磁盘机上存放着1000件每件3000B的数据。
现欲把一件数据取走,更新后在放回原地,假设一次取出或写入所需时间为:平均寻道时间+平均等待时间+数据传送时间。
另外,使用CPU更新信息所需时间为4ms,,并且更新时间同输入输出操作不相重叠。
试问:(1)磁盘上全部数据需要多少时间?(2)若磁盘及旋转速度和数据传输率都提高一倍,更新全部数据需要多少间?答:(1)重新写入全部数据所需时间 = 6000ms 所以,更新磁盘上全部数据所需的时间为:2×(平均找道时间 + 平均等待时间+ 数据传送时间)+ CPU更新时间= 2(30 + 120 + 6000)ms + 4ms = 12304ms(2)磁盘机旋转速度提高一倍后,平均等待时间为60ms,数据传输率提高一倍后,数据传送时间变为:3000000B ÷ 1000B / ms = 3000ms更新全部数据所需时间为:2 ×(30 + 60 + 3000)ms + 4ms = 6184ms。