计算机原理习题答案05
《计算机组成原理》各章练习参考答案
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
计算机组成原理课后习题-参考答案
习题参考答案
5-2：计算机为什么要设置时序部件？ 周期、节拍、脉冲三级时序关系如何 表示？
一条指令运行的各种操作控制信号在时间上有严格 的定时关系， 的定时关系，时序部件用以控制时序以保证指令 的正确执行。 的正确执行。 将指令周期划分为几个不同的阶段， 将指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段称为 一个机器周期。 一个机器周期。 一个机器周期又分为若干个相等的时间段， 一个机器周期又分为若干个相等的时间段，每个时 时间段称为一个时钟周期（节拍）。 时间段称为一个时钟周期（节拍）。 在一个时钟周期（节拍）内可设置几个工作脉冲， 在一个时钟周期（节拍）内可设置几个工作脉冲， 用于寄存器的清除、接收数据等工作。 用于寄存器的清除、接收数据等工作。
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习题什么特点？
依据控制器中的时序控制部件和微操作控制信号形 成部件的具体组成与运行原理不同，通常把控制 成部件的具体组成与运行原理不同， 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 微程序控制方式是用一个ROM做为控制信号产生 微程序控制方式是用一个 做为控制信号产生 的载体， 中存储着一系列的微程序， 的载体，ROM中存储着一系列的微程序，组成微 中存储着一系列的微程序 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号， 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号，这 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 但指令执行速度较慢。 但指令执行速度较慢。 硬布线控制方式采用组合逻辑电路实现各种控制功 在制造完成后， 能，在制造完成后，其逻辑电路之间的连接关系 就固定下来，不易改动。其运行速度快， 就固定下来，不易改动。其运行速度快，但构成 复杂。 复杂。
13
习题参考答案
计算机组成原理习题含参考答案
计算机组成原理习题含参考答案一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、在下列寻址中，（）寻址方式需要先运算再访问主存。
A、间接B、直接C、变址D、立即正确答案：C2、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）oA、只需一条总线请求线B、需要N条总线请求线C、视情况而定，可能一条，也可能N条总线请求线D、以上说法都不对正确答案：A3、以下有关I/O端口的叙述中，错误的是（）oA、I/O接口中有命令端口、状态端口、数据端口B、I/O接口中命令端口和状态端口不能共用同一个C、I/O接口中程序可访问的寄存器被称为I/O端口D、I/O端口可以和主存统一编号，也可以单独编号正确答案：B4、用移码表示浮点数的阶码，其好处是（）。
A、便于求阶差B、便于用比较电路比较阶的大小C、提高运算精度D、便于判别溢出正确答案：B5、在取指操作结束后，程序计数器中存放的是（）。
A、程序中指令的数量B、当前指令的地址C、已经执行指令的计数值D、下一条指令的地址正确答案：D6、微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数（）,用它编写的微程序（）。
A、较短，较少B、较长，较短C、较多，较长D、较少，较短正确答案：B7、用二地址指令来完成算术运算时，其结果一般存放在（）。
A、其中一个地址码提供的地址中B、栈顶C、累加器（ACC）中D、以上都不对正确答案：A8、为了缩短指令中某个地址段（或地址码）的位数，有效的方法是采取（）。
A、变址寻址B、间接寻址C、立即寻址D、寄存器寻址正确答案：D9、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是（）oA、编程要用到的硬件组织B、计算机硬件的全部组织C、计算机软件所要完成的功能D、计算机各部件的硬件实现正确答案：A10、用于笔记本电脑的大容量存储器是（）oA、U盘B、软磁盘C、固态盘D、磁带正确答案：C11、D/A转换是（）。
A、把数字量转换为模拟量，把转化结果输出计算机B、把计算机输出的模拟量转化为数字量C、把模拟量转化为数字量，把数字量输入到计算机D、把计算机输出的模拟量转为数字量正确答案：A12、程序P在机器M上的执行时间是20秒，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%,而CP1增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是()oA、16.8秒B、8.4秒C、117秒D、14秒正确答案：A13、以下说法错误的是()oA、计算机的机器字长是指数据存储与运算的基本单位B、寄存器由触发器构成C、计算机中一个字的长度都是32位D、磁盘可以永久性存放数据和程序正确答案：C14、主设备通常指()oA、掌握总线权的设备B、发送信息的设备C、主要的设备D、接收信息的设备正确答案：A15、字长12位，用定点补码规格化小数表示时，所能表示的正数范围是()OA、1/2-(1-2-11)B、(1/2+2-11)-(1-2-11)C、2-11-(1-2-11)D、2-12-(1-2-12)正确答案：A16、ASCI1码是对()进行编码的一种方案。
计算机组成原理 第五版 习题答案
（最接近 0 的负数）即： −2−27 × (2−1 + 2−22 )
负最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =1
8个
22 个
即： 227−1× (−1)
规格化所表示的范围用集合表示为：
[ 2−27 × 2−1 , 227−1× (1− 2−22 ) ] [ 227−1× (−1) , −2−27 × (2−1 + 2−22 ) ]
计算机组成原理 第五版 习题答案
计算机组成原理 第五版 习题答案
第一章 .............................................................................................................................................. 1 第二章 .............................................................................................................................................. 3 第三章 ............................................................................................................................................ 14 第四章 ............................................................................................................................................ 19 第五章 ............................................................................................................................................ 21 第六章 ............................................................................................................................................ 27 第七章 ............................................................................................................................................ 31 第八章 ............................................................................................................................................ 34 第九章 ............................................................................................................................................ 36
微机原理及应用答案CH05(定时与计数 8253)
CH05 定时与计数习题与思考题1．什么叫端口? 端口通常有哪几种? 各有什么特点？解答：为了提供CPU 与扩展部件和接口电路直接进行操作的“通道”，每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，这些寄存器通常称为端口，每个端口有一个端口地址。
当CPU 与它们进行通信时，不同的信息通过不同的端口地址与不同的寄存器进行交互。
端口通常分为三类：用来传输数据的称为数据端口；用来存放设备或者部件状态的称为状态端口；用来存放CPU 发出的命令的称为控制端口。
CPU 通过数据端口完成数据传输，因此，数据端口一般是可读可写的；CPU 通过状态端口可以检测外设和接口部件当前的状态，因此，状态端口一般是只读的；CPU 通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动作，因此，控制端口一般是只写的。
2．试说明8253 的内部结构包括哪几个主要功能模块？解答：(1) 数据总线缓冲器。
这是8253 与CPU 数据总线连接的8 位、双向、三态缓冲器。
CPU 用输入输出指令对8253 进行读写的所有信息都是通过该缓冲器传送的，内容包括：. CPU 在初始化编程时写入8253 的控制字。
. CPU 向8253 的某一通道写入的计数值。
. CPU 从某一个通道读取的计数值。
(2) 读/写控制逻辑。
这是8253 内部操作的控制部分。
它接收输入的信号（CS 、WR 、RD 、A1、A0），以实现片选、内部通道选择（见表5-1）以及对相关端口的读/写操作。
(3) 控制字寄存器。
在对8253 进行初始化编程时，该寄存器存放由CPU 写入的控制字，由此控制字来决定所选中通道的工作方式。
此寄存器只能写入不能读出。
(4) 计数器0，计数器1，计数器2。
这是三个独立的计数器/定时器通道，各自可按不同的工作方式工作。
每个通道内部均包含一个16 位计数初值寄存器、一个16 位减法计数器和一个16 位锁存器。
其中，计数初值寄存器用来存放初始化编程时由CPU 写入的计数初值。
计算机组成原理习题答案5
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：(PC)→AR(DR)→IR(M)→DR PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i(R2)→AR R 2O , G, AR i (R1)→DR R 1O , G, DR i (DR)→MR/W=WSTO R1, (R2)~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)→AR (DR)→IR(M)→DR PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i(R3)→AR R 3O , G, AR i (M)→DR DR O , G, R 0i(DR)→R0R/W=RLAD (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：6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。
计算机组成原理练习题答案
一、选择题1、完整的计算机系统应包括运算器、存储器、控制器。
一个完整的计算系统应该是:硬件系统和软件系统,硬件系统应该包括运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备,软件系统包括系统软件和应用软件.而你给的答案中B和D是可以排除的,也就是不能选,A和C两个中A的可能性最大,答案只能选A.3、冯. 诺依曼计算机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令。
4、移码表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
5、动态RAM的刷新是以行为单位的。
8、在定点运算器中产生溢出的原因是运算的结果的超出了机器的表示范围。
10、在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为立即寻址。
11、目前的计算机，从原理上讲指令和数据都以二进制形式存放。
13、计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是冯. 诺依曼。
16、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是程序计数器。
20、系统总线中地址总线的作用是用于选择指定的存储单元或外设。
21、计算机中的主机包含运算器、控制器、存储器。
23、原码一位乘运算，乘积的符号位由两个操作数的符号进行异或运算。
24、对于真值“0”表示形式唯一的机器数是移码和补码。
25、若[X]补=0.0100110，则[X]反= 0.0100110。
--x为正数26、在CPU中，存放当前执行指令的寄存器是指令寄存器。
保存当前正在执行的指令的寄存器称为<指令寄存器）。
指示当前正在执行的指令地址的寄存器称为<程序计数器或指令计数器）。
27、下列编码中通常用作字符编码的是ASCII码。
ASCIIASCII<American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。
它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。
它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO/IEC 646。
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2^1271-2^－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;15．在组合逻辑控制器中,微操作控制信号由指令操作码、时序和状态条件决定;位字长的浮点数,其中阶码8位含1位阶符,基值为2,尾数24位含1位数符,则其对应的最大正数是 ,最小的绝对值是；若机器数采用补码表示,且尾数为规格化形式,则对应的最小正数是,最小负数是 ;均用十进制表示16．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫指令周期,它通常包含若干个机器周期 ,而后者又包含若干个节拍 ; 机器周期和节拍组成多级时序系统;17．假设微指令的操作控制字段共 18 位,若采用直接控制,则一条微指令最多可同时启动 18 个微操作命令;若采用字段直接编码控制,并要求一条微指令能同时启动3个微操作,则微指令的操作控制字段应分 3 段,若每个字段的微操作数相同,这样的微指令格式最多可包含 192 个微操作命令;18．在组合逻辑控制器中,微操作控制信号由指令操作码、时序和状态条件决定;19．I/O与主机交换信息的控制方式中, 程序查询方式CPU和设备是串行工作的; 程序中断和DMA方式CPU和设备是并行工作的,前者传送与主程序是并行的,后者传送和主机是串行的;20．设n =16位不包括符号位在内,原码两位乘需做 8 次移位,最多做 9 次加法；补码Booth算法需做 16 次移位,最多做 17 次加法;一、简答题：1.主存储器的性能指标有哪些含义是什么存储器的性能指标主要是存储容量、存储速度和存储器带宽;存储容量是指在主存能存放二进制代码的总位数;存储速度是由存取时间和存取周期来表示的;存取时间又称存储访问时间,是指从启动一次存储器操作到完成该操作所需的全部时间;存储周期是指存储器进行连续两次独立的存储器操作如连续两次读操作所需的最小间隔时间;存储器带宽是指单位时间内存储器存取的信息量;2.请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系;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;3.CPU响应中断应具备哪些条件1在CPU内部设置的中断允许触发器必须是开放的;2外设有中断请求时,中断请求触发器必须处于“1”状态,保持中断请求信号;3外设接口中断允许触发器必须为“1”,这样才能把外设中断请求送至CPU;4当上述三个条件具备时,CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断; 4.从计算机的各个子系统的角度分析,指出提高整机速度的措施;针对存储器,可以采用Cache-主存层次的设计和管理提高整机的速度；针对存储器,可以采用主存-辅存层次的设计和管理提高整机的速度；针对控制器,可以通过指令流水或超标量设计技术提高整机的速度；针对控制器,可以通过超标量设计技术提高整机的速度；针对运算器,可以对运算方法加以改进,如进位链、两位乘除法；针对I/O系统,可以运用DMA技术来减少CPU对外设访问的干预;5.控制器中常采用哪些控制方式,各有何特点答：控制器常采用同步控制、异步控制和联合控制;同步控制即微操作序列由基准时标系统控制,每一个操作出现的时间与基准时标保持一致;异步控制不存在基准时标信号,微操作的时序是由专用的应答线路控制的,即控制器发出某一个微操作控制信号后,等待执行部件完成该操作时所发回的“回答”或“终了”信号,再开始下一个微操作;联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式,即大多数微操作在同步时序信号控制下进行,而对那些时间难以确定的微操作,如涉及到I/O操作,则采用异步控制;6.指令和数据都以二进制代码存放在内存中,CPU如何区分它们是指令还是数据指令和数据的区分：1从主存中取出的机器周期不同,取指周期取的是指令,分析取数或执行周期取的是数据;2取指令和取数据时地址的来源不同,指令地址来自程序计数器PC,数据地址来自地址形成部件7. 请说明SRAM的组成结构,与SRAM相比DRAM在电路组成上有什么不同之处SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成,DRAM还需要有动态刷新电路;8．说明微程序控制器中微指令的地址有几种形成方式;1直接由微指令的下地址字段指出;2根据机器指令的操作码形成;3增量计数器法;4根据各种标志决定微指令分支转移的地址;5通过测试网络形成;6由硬件产生微程序入口地址;9．外围设备要通过接口与CPU相连,接口有哪些功能外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：1一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号地址,通过接口可实现对设备的选择;2I/O设备种类繁多,速度不一,与CPU速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配;3I/O设备可能串行传送数据,而CPU一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换;4I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同,通过接口可实现电平转换;5CPU启动I/O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令;6I/O设备需将其工作状况“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等及时报告CPU,通过接口可监视设备的工作状态,并保存状态信息,供CPU查询;可见归纳起来,接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能包括缓冲、数据格式及电平的转换;10．以I/O设备的中断处理过程为例,说明一次程序中断的全过程;一次程序中断大致可分为五个阶段;中断请求,中断判优,中断响应,中断服务,中断返回11、基址寻址方式和变址寻址方式的应用场合有什么不同1基址寻址方式面向系统,主要用于逻辑地址到物理地址的交换,解决程序在存储器中的定位,扩大寻址空间等问题;2变址寄存器方式面向用户,主要用于解决程序循环控制问题,用于访问成批数据,支持向量线性表操作等;12、一个典型CPU应由哪几部分组成一个典型的CPU组成应该包括：1六个主要寄存器,保存CPU运行时所需的各类数据信息或运行状态信息; 2算术逻辑电路ALU,对寄存器中的数据进行加工处理;3操作控制器和指令译码器,产生各种操作控制信号,以便在各寄存器之间建立数据通路;4时序产生器,用来对各种操作控制信号进行定时,以便进行时间上的约束;二、设计题：1．设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ作访存控制信号低电平有效,用WR作读写控制信号高电平为读,低电平为写;现有下列芯片及各种门电路门电路自定,如图所示;其中有2K×8位、8K×8位、32K×8位的ROM芯片；1K×4位、2K×8位、8K×8位、16K×1位、4K×4位的RAM芯片,画出CPU 与存储器的连接图,要求：1存储芯片地址空间分配为：0～8191为系统程序区；8192～32767为用户程序区;2指出选用的存储芯片类型及数量；3详细画出片选逻辑;1二进制地址码20～8191 为系统程序区,选用1 片8K×8 位ROM 芯片8192～32767 为用户程序区,选用3 片8K ×8 位RAM 芯片;3存储器片选逻辑图2、1.设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ作访存控制信号低电平有效,用WR作读写控制信号高电平为读,低电平为写;现有下列芯片及各种门电路门电路自定,如下图所示;其中有2K×8位、4K×8位、8K×8位、32K×8位的ROM芯片；1K×4位、2K×8位、8K×8位、16K×1位、4K×4位的RAM芯片,画出CPU与存储器的连接图,要求：（1）存储芯片地址空间分配为：最小4K地址空间为系统程序区,相邻的4K地址空间为系统程序工作区,与系统程序工作区相邻的是24K用户程序区；2指出选用的存储芯片类型及数量；3详细画出片选逻辑;2选出所用芯片类型及数量最小4K 地址空间为系统程序区,选用1 片4K ×8 位ROM 芯片;相邻的4K 地址空间为系统程序工作区,选用2 片4K ×4 位RAM 芯片与系统程序工作区相邻的24K 为用户程序区,选用3 片8K×8 位RAM 芯片;3CPU 与存储芯片的连接图如图所示3、某机器中,已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域;现在再用一个RAM芯片8K×8形成40K×16位的RAM区域,起始地址为6000H,假定RAM芯片有和信号控制端;CPU的地址总线为A15-A0,数据总线为D15-D0,控制信号为R/读/写, 访存,要求：1 画出地址译码方案;2 将ROM与RAM同CPU连接;4、设某计算机主存容量为64K×32位;要求完成以下设计内容：1画出主机框图要求画到寄存器级并指出图中各寄存器的位数；2写出组合逻辑控制器完成STA XX为主存地址指令发出的全部微操作命令及节拍安排;3若采用微程序控制,还需要哪些微操作5、已知待返回指令的含义如下图所示;写出机器在完成待反转指令时,取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排,如果采用微程序控制需增加哪些微操作命令6、假设CPU在中断周期用堆栈保存程序断点,而且进栈时指针减1,出栈时指针加1,分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回指令时,取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排;三、应用题1、设机器A的主频为8MHz,机器周期含4个时钟周期,且该机的平均指令执行速度是,试求该机的平均指令周期和机器周期;每个指令周期包含几个机器周期如果机器B的主频为12MHz,且机器周期也含4个时钟周期,试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS2、设某机有四个中断源A、B、C、D,其硬件排队器的优先次序为A＞B＞C ＞D,现要求将中断处理次序改为D＞A＞C＞B. 按下图的时间轴给出的四个中断源请求时刻.1写出每个中断源对应的屏蔽字;2画出CPU执行程序的轨迹;设每个中断源的中断服务程序的执行时间是20us3、某机主存容量为4M×16位,且存储字长等于指令字长,若该机的指令系统具备97种操作;操作码位数固定且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式;本小题6分1画出一地址指令格式并指出各字段的作用；2该指令直接寻址的最大范围十进制表示；3一次间址的寻址范围十进制表示；4相对寻址的位移量十进制表示;4、某计算机字长32位,有16个通用寄存器,主存容量为1M字,采用单字长二地址指令,共有64条指令,试采用四种寻址方式寄存器、直接、变址、相对设计指令格式;5、有一个１６K×16位的存储器,由1K×4位的DRAM芯片构成芯片是64×64结构;问：1共需要多少RAM芯片2存储体的组成框图3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4如采用集中刷新方式,存储器刷新一遍最少用多少读／写周期死时间率是多少6、已知：两浮点数x = ×210,y = ×201求：x + y7、已知：x= ,y = - ,求 ： 21x 补, 41 x 补, - x 补,21y 补,41y 补, - y 补 ,x + y = , x – y =8、某机字长32位,定位表示,尾数31位,数符1位,问： 1定点原码整数表示时,最大正数是多少最小负数是多少 2定点原码小数表示时,最大正数是多少最小负数是多少。
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第五章微处理器总线与时序
习题与答案
1.总线周期的含义是什么?8088／8086基本总线周期由几个时钟周期组成？
解：总线周期是指CPU从存储器或I／O端口存取一个字节所需的时间。
8088／8086基本总线周期由4个时钟周期组成。
2.从引脚信号来看，8086和8088有什么不同？
解：从引脚信号来看，8086的地址引脚与数据引脚复用，引脚为AD0～AD15，而8088同样也采用了地址引脚与数据引脚复用，但引脚为AD0～AD7。
3.试说明8086／8088工作在最小方式下和最大方式下系统基本配置的差别。
在最大组态
下，8086／8088的外围电路由哪些器件组成？它们的作用是什么？
解：8086／8088工作在最大方式下时，需要使用8288总线控制器，但是工作在最小方式下时不需要使用。
8086／8088工作在最大方式下时，外围电路包括8284时钟发生器、8286数据发送／接收器、8282地址锁存器以及8288总线控制器。
8284将晶体振荡器的振荡频率分频，向8086／8088以及计算机系统提供符合定时要求的时钟信号、准备好信号和系统复位信号。
8286数据发送／接收器增加数据总线的驱动能力。
8282地址锁存器用来锁存CPU 地址信号，特别是地址－数据线、地址－状态线上出现的地址信号。
8288根据CPU要执行的指令提供的状态信号建立控制时序，输出读写控制命令。
4.8086／8088数据信号与地址信号是共用引脚的，怎样把这两种不同的信号分离出来？
解：8086／8088工作时，对数据信号与地址信号的公用引脚进行分时复用，采用8282地址锁存器来分离数据与地址信号。
在T1状态时，CPU提供ALE地址锁存允许信号，将地址信号锁存到8282地址锁存器。
然后，在T2、T3、T W状态，用作传送数据信号。
5.在总线周期的T1、T2、T3、T4状态，CPU分别执行什么动作？什么情况下需要插入等
待状态T W？T W在哪儿插入？怎样插入？
解：CPU在T1、T2、T3、T4 这四个状态完成一个总线周期。
在T1状态，把地址信息从地址线A19～A16，A15～A8和AD7～AD0上输出，且立即发出地址锁存信号ALE，把在A19～A16上出现的高4位地址和在AD15～AD0（8088则是AD7～AD0）上出现的地址，在外部地址锁存器上锁存。
在T2状态，CPU发送读写等控制命令。
在T3、T4状态，CPU发送或接收数据，并在T4状态结束此总线周期。
当外部存储器或I/O端口的时序不能与CPU的时序相配合时，就需要插入T W周期。
因此，在CPU中设计了一条准备就绪READY输入线，即存储器或I/O端口输给CPU的状态线。
CPU在T3采样READY线，若为高电平，则在T3状态后进入T4状态。
若存储器或I/O端口来不及在T4状态的前沿把数据准备好，则当CPU在T3状态采样时应使READY线为低电平，并在T3状态后插入一个等待状态T W。
6.8086／8088在最大组态下的存储器读/写周期和I/O周期中，8288发出的控制信号为什
么能够和8086／8088发出的地址信号相配合？
解：8288总线控制器根据CPU 要执行的指令提供的状态信号建立控制时序，输出读写控制命令。
8288总线控制器接收8086／8088的状态信号0S ，1S ，2S ，以确定CPU 执行何种操作，发出相应的控制命令信号，以控制系统中有关部件的工作。
7. 在T 1状态下，8088／8086CPU 数据／地址线上是什么信息?用哪个信号可将此信息锁存
起来？数据信息是什么时候送出的？在最大组态下，怎样使系统地址总线和系统数据总线上同时分别存在地址信息和数据信息？
解：在T1状态下，8088／8086CPU 数据／地址线上是地址信息。
用ALE 信号可将地址信息锁存起来。
数据信息在T 2开始以后送出。
在最大组态下，AD 15～AD 0在8288发出的ALE 下降沿控制下将地址信息锁存后送系统地址总线A 15～A 0
（对8088则为AD 7～AD 0）。
A 19／S 6～A 16／S 3 经ALE 下降沿控制锁存后送系统地址总线A 19～A 16；CPU 的AD 0～AD 7在8288发出的DT/R (数据收发控制信号)和DEN （数据允许信号）信号控制下，经双向总线驱动器连接到系统数据总线D 7～D 0，这样，实现了地址和数据及状态信号的分离，使地址信号和数据信号同时分别出现在系统地址总线和数据总线上。
8. RESET 信号来到后，8086／8088系统的CS 和IP 分别等于多少?
解：CS ＝FFFFH ，IP ＝0000H
9. 在中断响应过程中，8086／8088往8259A 发的两个INTA 信号分别起什么作用?
解：CPU 在每一个中断响应地机器周期，都给出中断响应信号INTA 。
在第一个机器周期，使AD 0～AD 7浮空。
在第二个机器周期，被响应地外设（或接口片子）应向数据线上输送一个字节的中断向量类型，CPU 把它读入后，就可以在中断向量表上找到该设备的服务程序的入口地址，转入中断服务。
10. 总线保持过程是怎样产生和结束的？画出时序图并说明。
解：总线保持过程包括总线保持请求和保持响应操作。
当一个系统中具有多个总线主模块时，除CPU 之外的其它总线主模块为了获得对总线的控制，需向CPU 发出总线保持请求信号，当CPU 接到此请求信号，并在同意让出总线时，就向发该请求的主模块发响应信号。
具体过程是：在最小模式下，CPU 在每个时钟周期的上升沿处，对HOLD 引脚进行检测，若HOLD 已变为高电平(有效状态)，则在总线周期的T 4状态或空闲状态T I 之后的下一个状态，由HLDA 引脚发出响应信号。
同时CPU 将把对总线的控制权转让给发出HOLD 的设备，到发出HOLD 信号的设备再将HOLD 变为低电平(无效)时，CPU 才又收回总线控制权。
时序图如下：
R
、DT/DEN 、IO M/、WR 、RD /S A A 61915。