计算机组成原理课后习题解答(第五版 白中英)
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)第一章1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。
数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。
模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。
数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。
2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4．主要设计思想是：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据存放在同一存储器中，计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部，指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。
主要组成部分有：:运算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。
5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字。
6．计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。
7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。
8．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，内存和外存共同用来保存二进制数据。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。
9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。
系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；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．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。
11．第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令；第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统；第三级是操作系统级，它由操作系统实现；第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性；第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置的。
用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制，而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。
12．因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硬件完成，也可以由软件来完成。
实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
13．计算机应用和应用计算机在概念上是不等价的。
计算机应用是计算机学科与其他学科相结合的交叉学科，是计算机学科的组成部分，分为数值计算和非数值应用两大领域。
应用计算机是借助计算机为实现特定的信息系统功能的手段。
在计算机系统的层次结构中，应用计算机是多级计算机系统层次结构的最终目标，是高级语言级之上的服务层次。
第二章1．（1）35−=2（−100011）[35]10100011−=原 [35]11011100−=补 [35]11011101−=反（2）[127]原＝01111111 [127]反＝01111111 [127]补＝01111111（3）127−=2（−1111111）[127]11111111−=原 [127]10000001−=补 [127]10000000−=反（4）10000000−=2（−1） [1]10000001−=原 [1]11111111−=补 [1]11111110−=反2．[x]补 = a 0. a 1a 2…a 6 解法一、（1） 若a 0 = 0, 则x > 0, 也满足x > -0.5此时a 1→a 6可任意（2） 若a 0 = 1, 则x <= 0, 要满足x > -0.5, 需a 1 = 1即a 0 = 1, a 1 = 1, a 2→a 6有一个不为0解法二、-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000（1） 若x >= 0, 则a0 = 0, a 1→a 6任意即可[x]补 = x = a 0. a 1a 2…a 6（2） 若x < 0, 则x > -0.5只需-x < 0.5, -x > 0[x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000 即[-x]补 < 01000000010000001**6210<+…a a a a 00111111**6210<…a a a a110000006210>…a a a a即a 0a 1 = 11, a 2→a 6不全为0或至少有一个为1（但不是“其余取0”）3．字长32位浮点数，阶码8位，用移码表示，尾数23位，用补码表示，基为2（1） 最大的数的二进制表示E = 11111111Ms = 0, M = 11…1（全1）1 11111111 01111111111111111111111 （2） 最小的二进制数E = 11111111Ms = 1, M = 00…0（全0）1 11111111 1000000000000000000000 （3） 规格化范围正最大 E = 11…1， M = 11…1， Ms = 0 8个 22个即：72212(12)2−−×−正最小 E = 00…0， M = 100…0， Ms = 0 8个 21个即：71222−−×负最大 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 1 8个 21个（最接近0的负数）即：71222(22)2−−−×+−负最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =1 8个 22个即：712(1)2−×−规格化所表示的范围用集合表示为： [71222−−× , 72212(12)2−−×−] [712(1)2−×−,71222(22)2−−−×+−]4．在IEEE754标准中，一个规格化的32位浮点数x 的真值表示为：X = (1)s−×（1.M ）×1272E −（1）27/64=0.011011=1.1011×22−E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 0 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示为：0 01111101 10110000000000000000000 （2）-27/64=-0.011011=1.1011×22−E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 1 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000 最后表示为：1 01111101 10110000000000000000000 5．（1）用变形补码进行计算：[x]补=00 11011 [y]补=00 000116（2）[x]补=00 10111 [-y]补=11 00101（3）[x]补=00 11011 [-y]补=00 100117．（1）用原码阵列乘法器：[x]原=0 11011 [y]原=1 11111因符号位单独考虑，|x|=11011 |y|=111111 1 0 1 1×) 1 1 1 1 1——————————————————————————1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]原=1 1101000101用补码阵列乘法器：[x]补=0 11011 [y]补=1 00001乘积符号位为：1|x|=11011 |y|=111111 1 0 1 1×) 1 1 1 1 1——————————————————————————1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]补=1 0010111011(2) 用原码阵列乘法器：[x]原=1 11111 [y]原=1 11011因符号位单独考虑，|x|=11111 |y|=110111 1 1 1 1×) 1 1 0 1 1——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 11 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]原=0 1101000101用补码阵列乘法器：[x]补=1 00001 [y]补=1 00101乘积符号位为：1|x|=11111 |y|=110111 1 1 1 1×) 1 1 0 1 1——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]补=0 11010001018．(1) [x]原=[x]补=0 11000 [-∣y∣]补=1 00001被除数X0 11000+[-|y|]补 1 00001----------------------------------------------------余数为负 1 11001 →q0=0左移 1 10010+[|y|]补 0 11111----------------------------------------------------余数为正0 10001 →q1=1左移 1 00010+[-|y|]补 1 00001----------------------------------------------------余数为正0 00011 →q2=1左移0 00110+[-|y|]补 1 00001----------------------------------------------------余数为负 1 00111 →q3=0左移0 01110+[|y|]补 0 11111----------------------------------------------------余数为负 1 01101 →q4=0左移0 11010+[|y|]补 0 11111----------------------------------------------------余数为负 1 11001 →q5=0+[|y|]补 0 11111----------------------------------------------------余数0 11000故 [x÷y]原=1.11000 即 x÷y= −0.11000余数为 0 11000(2) [∣x∣]补=0 01011 [-∣y∣]补=1 00111被除数X0 01011+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为负 1 10010 →q0=0左移 1 00100 +[|y|]补 0 11001---------------------------------------------------- 余数为负 1 11101 →q1=0 左移 1 11010 +[|y|]补 0 11001---------------------------------------------------- 余数为正 0 10011 →q2=1 左移 1 00110 +[-|y|]补 1 00111---------------------------------------------------- 余数为正 0 01101 →q3=1 左移 0 11010 +[-|y|]补 1 00111---------------------------------------------------- 余数为正 0 00001 →q4=1 左移 0 00010 +[-|y|]补 1 001119-4-4x-y=2-2*0.110001(2) x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110 [x]浮= 11011,-0.010110 [y]浮= 11100,0.010110Ex-Ey = 11011+00100 = 11111规格化处理: 0.101100 阶码 11010-6规格化处理: 1.011111 阶码 11100 x-y=-0.100001*2-410．(1) Ex = 0011,Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100114位加法器如上图，111)−−−==+i i i i i C C B CC 1 = G 1+P 1C 0 其中：G 1 = A 1B 1 P1 = A 1⊕B 1（A 1＋B 1也对） C 2 = G 2+P 2C 1 G 2 = A 2B 2 P 2 = A 2⊕B 2 C 3 = G 3+P 3C 2 G 3 = A 3B 3 P 3 = A 3⊕B 3 C 4 = G 4+P 4C 3 G 4 = A 4B 4 P 4 = A 4⊕B 4 (2)并行进位方式 C 1 = G 1+P 1C 0C 2 = G 2+P 2G 1+P 2P 1C 0C 3 = G 3+P 3G 2+P 3P 2G 1+P 3P 2P 1C 0C 4 = G 4+P 4G 3+P 4P 3G 2+P 4P 3P 2G 1+P 4P 3P 2P 1C 012．(1)组成最低四位的74181进位输出为：C 4 = C n+4 = G+PC n = G+PC 0， C 0为向第0位进位其中，G = y 3+y 2x 3+y 1x 2x 3+y 0x 1x 2x 3，P = x 0x 1x 2x 3，所以 C 5 = y 4+x 4C 4C 6 = y 5+x 5C 5 = y 5+x 5y 4+x 5x 4C 4 (2)设标准门延迟时间为T ，“与或非”门延迟时间为1.5T ，则进位信号C 0，由最低位传送至C 6需经一个反相器、两级“与或非”门，故产生C 0的最长延迟时间为 T+2*1.5T = 4T(3)最长求和时间应从施加操作数到ALU 算起：第一片74181有3级“与或非”门（产生控制参数x 0, y 0, C n+4），第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门（进位链），第四片74181求和逻辑（1级与或非门和1级半加器，设其延迟时间为3T ），故总的加法时间为：t 0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T13．设余三码编码的两个运算数为X i 和Y i ，第一次用二进制加法求和运算的和数为S i ’，进位为C i+1’，校正后所得的余三码和数为S i ，进位为C i+1，则有： X i = X i3X i2X i1X i0 Y i = Y i3Y i2Y i1Y i0 S i ’ = S i3’S i2’S i1’S i0’根据以上分析，可画出余三码编码的十进制加法器单元电路如图所示。
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第4章习题参考答案
第4章习题参考答案1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？答：不合理。
指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。
一个字符的ASCII 是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。
2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。
答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。
双操作数指令单操作数指令无操作数指令3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1) 单字长二地址指令。
(2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3) 源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄存器中。
(4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。
4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 9 8 7 4 3 0答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)双字长二地址指令，用于访问存储器。
(2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数在主存中。
有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（选择16个之一）内容加上位移量。
5．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄存器构成，寄存器均有8个，寻址方式均有8种。
根据寻址方式的不同，指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型；(2)因为OP为4位，所以最多可以有16种操作。
白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解复习答案
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第1章计算机系统概论
1.1复习笔记
1.2课后习题详解
第2章运算方法和运算器
2.1复习笔记
2.2课后习题详解
第3章多层次的存储器
3.1复习笔记
3.2课后习题详解
第4章指令系统
4.1复习笔记
4.2课后习题详解
第5章中央处理器
5.1复习笔记
5.2课后习题详解
第6章总线系统
6.1复习笔记
6.2课后习题详解
第7章外存与I/O设备
7.1复习笔记
7.2课后习题详解
第8章输入输出系统
8.1复习笔记
8.2课后习题详解
第9章并行组织与结构
9.1复习笔记
9.2课后习题详解
第10章课程教学实验设计
第11章课程综合设计。
计算机组成原理答案 白中英
计算机组成原理答案白中英计算机组成原理答案-白中英计算机组成原理（答案）第一章答案1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。
求解：演示计算机的特点：数值由已连续量去则表示，运算过程就是已连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（线性量）去则表示，运算按十一位展开。
两者主要区别见到p1表中1.1。
2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？求解：分类：数字计算机分成专用计算机和通用型计算机。
通用型计算机又分成巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机存有那些主要应用领域？4．冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？求解：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想就是：存储程序和程序控制。
存储程序：将解题的程序（指令序列）放置至存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分存有：控制器、运算器、存储器、输出设备、输出设备。
5．什么就是存储容量？什么就是单元地址？什么就是数据字？什么就是指令字？求解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位kb、mb、gb去度量，存储容量越大，则表示计算机所能够存储的信息量越多，充分反映了计算机存储空间的大小。
单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。
数据字：若某计算机字就是运算操作方式的对象即为代表必须处置的数据，则表示数据字。
指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。
6．什么是指令？什么是程序？求解：指令：计算机所继续执行的每一个基本的操作方式。
程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。
7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为为数据信息。
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第3章习题参考答案
1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问
(1)该存储器能存储多少字节的信息？
(2)如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少片？
(3)需要多少位地址作芯片选择？
解：
(1)该存储器能存储：
(2)需要
(3)用512K8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
(1)画出地址译码方案。
(2)将ROM与RAM同CPU连接。
解：
(1)由于RAM芯片的容量是8K×8，要构成40K×16的RAM区域，共需要
，分为5组，每组2片；8K=213，故低位地址为13位：A12~A0
每组的2片位并联，进行字长的位扩展
有5组RAM芯片，故用于组间选择的译码器使用3:8译码器，用高3位地址A15~A13作译码器的选择输入信号
(1)循环程序由6条指令组成，重复执行80次。
(2)循环程序由8条指令组成，重复执行60次。
解：设取指周期为T，总线传送周期为τ，每条指令的执行时间相等，并设为t0，存储器采用四体交叉存储器，且程序存放在连续的存储单元中，故取指令操作采用流水线存取方式，两种情况程序运行的总的时间分别为：
(1)t = (T+5τ+6t0)*80 = 80T+400τ+480 t0
(2)每个内存条内共有 个芯片
(3)主存共需多少 个RAM芯片，共有4个内存条，故CPU选择内存条用最高两位地址A24和A25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K×8位的DRAM芯片构成64K×32位存储器，要求：
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第3章习题参考答案
第3章习题参考答案1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问 (1) 该存储器能存储多少字节的信息？(2) 如果存储器由512K ×8位SRAM 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用16448163264=⨯=⨯⨯K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理第五版白中英（详细）第3章习题答案
第3章习题答案1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问 (1) 该存储器能存储多少字节的信息？ (2) 如果存储器由512K ×8位SRA M 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K(3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DR A M 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少D RAM 芯片? (3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需内存条条4641664226=⨯⨯M (2) 每个内存条内共有个芯32846416=⨯⨯M M 片 (3) 主存共需多少个RAM 1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DR A M 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DR A M 芯片构成64K ×32位存储器，需要用个芯16448163264=⨯=⨯⨯K K 片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D0~D 7、D 8~D 15、D 16~D23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第3章习题参考答案
24位的内存地址格式如下：
tag
行号
字地址
8位
14位
2位
16.下述有关存储器的描述中，正确的是( B、D )
A.多级存储体系由Cache、主存和虚拟存储器构成
B.存储保护的目的是：在多用户环境中，既要防止一个用户程序出错而破坏系统软件或其它用户程序，又要防止用户访问不是分配给他的主存区，以达到数据安全与保密的要求。
解：
主存4K个块，每块128个字，共有4K128=219个字，故主存的地址共19位；
共4K个块，故块地址为12位；每块128个字，故块内的字地址为7位
Cache有64行，每组4行，共16组，故组号4位，组内页号2位
组相联方式是组间直接映射，组内全相联映射方式；
所以主存的块地址被分为两部分：低4位为在cache中的组号，高8位为标记字段，即19位内存地址的格式如下：
C.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、能动态连接。
D.空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接。
19.某虚拟存储器采用页式存储管理，使用LRU页面替换算法，若每次访问在一个时间单位内完成，页面访问序列如下：1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。已知主存只允许放4个页面，初始状态时4个页面是全空的，则页面失效次数是___6____。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M×8位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问；
(1)若每个内存条为16M×64位，共需几个内存条?
(2)每个内存条内共有多少DRAM芯片?
(3)主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各内存条?
计算机组成原理第五版_白中英(详细)第3章习题答案
第3章习题答案1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问 (1) 该存储器能存储多少字节的信息？(2) 如果存储器由512K ×8位SRAM 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K (3) 用512K ⨯8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。
所以只需一位最高位地址进行芯片选择。
2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片?(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。
3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用16448163264=⨯=⨯⨯K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A 0~A 6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展，用高两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择一组。
计算机组成原理白中英第五版
计算机组成原理白中英第五版一、选择题1.在RISC访问指令中，操作数的物理位置通常按（）排列。
a栈顶和次栈顶b两个主存单元C一个主存储器单元和一个通用寄存器D两个通用寄存器2．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，另一个常需采用（）。
堆栈寻址模式B立即寻址模式C隐式寻址模式D间接寻址模式3。
在寄存器间接寻址模式下，操作数位于（）。
a通用寄存器b主存单元c程序计数器d堆栈4.在指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是（）a实现存储程序和程序控制B缩短指令长度，扩展寻址空间，提高编程灵活性。
C可以直接访问外部存储器d提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度5.在堆栈寻址模式下，将a设置为累加器，SP设置为堆栈指示器，MSP设置为SP指示的堆栈顶部单元。
如果堆栈输入操作的动作是：（a）→ MSP（SP）-1→ SP，堆栈退出操作的动作是（）a（msp）→a，（sp）＋1→spb（sp）＋1→sp，（msp）→ac（sp）－1→sp，（msp）→ad（msp）→a，（sp）－1→sp6.在以下各项中，不符合RISC指令系统的特性有（）a指令长度固定，指令种类少B.寻址方式应尽量减少，指令功能应尽可能强。
C.增加寄存器数量，以尽量减少内存访问次数d选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令二、填空1．形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（）寻址，遇到转移指令时（）寻址。
2.RISC指令系统最大的特点是只有（）和（）指令访问内存，其余指令的操作均在寄存器之间进行。
3.在双地址指令中，操作数的物理位置有三种形式：type（）、（）和（）。
4．一个较完善的指令系统，应当有（）、（）、（）、（）四大类指令。
5.机器指令对四种类型的数据进行操作。
这四种数据类型包括（）类型数据、（）类型数据、（）类型数据和（）类型数据。
三、简答题1.列出并比较CISC处理器和RISC处理器的特点。
计算机组成原理答案 白中英
计算机组成原理答案白中英计算机组成原理答案-白中英计算机组成原理（答案）第一章答案1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。
解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。
两者主要区别见p1表1.1。
2.数字计算机是如何分类的？分类的依据是什么？解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据：根据计算机操作的效率、速度、价格、经济性和适应性，分为专用和通用。
通用机器的分类主要基于体积、简单性、功耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？4.冯：诺依曼电脑的主要设计理念是什么？主要成分是什么？解：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。
存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器按顺序执行存储的程序，并根据命令功能控制整机协同完成操作任务。
主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位kb、mb、gb来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。
单位地址：单位地址缩写为地址。
内存中的每个存储单元都有一个唯一的地址号，称为单元地址。
数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。
指令字：如果计算机字代表指令或指令的一部分，则称为指令字。
6.什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。
指令序列的计算称为程序的求解。
7.指令和数据存储在内存中。
计算机如何将它们与指令或数据区分开来？解决方案：一般来说，在取指周期中从存储器中读出的信息是指令信息；并在执行周期中从内存中读取信息即为数据信息。