计算机组成原理附标准答案(白中英)
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第五章1. IR、AR、DR、AC2. STA R1,(R2)4.5.T 1 = T 2 = 2112213 T 1用与门实现,T 2和T 3则用C 2的Q 端和C 1的Q 端加非门实现,其目的在于保持信号输出时延时间的一致性并与环形脉冲发生器隔离。
T 3 T 2 T 18*)13*80(=+ 7. M = GS3 = H+D+FS2 = A+B+H+D+E+F+G S1 = A+B+F+G C = H+D+Ey+Fy+G φ8. 经分析,(d, i, j )和(e, f, h )可分别组成两个小组或两个字段,然后进行译码,可得六个微命令信号,剩下的a, b, c, g四个微命令信号可进行直接控制,其整个控制字段组成如下:a b c g01d10 i 10 f11 j 11 h9. P1 = 1,按IR6、IR5转移P2 = 1,按进位C转移C,D外,11. (1)故该字段为4(48-4-9)=35(2)址字,存器。
地址转移逻辑的输入是指令寄存器的OP码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志(某一位为1),其输出修改微地址寄存器的适当位数,从而实现微程序的分支转移。
就是说,此处微指令的后继地址采用断定方式。
12. (1)流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑,即流水线时钟周期性ns i 100}max{==ττ(2)(3) 13. (1)(2)H (3)17.415205*20)1(=-+=-+==ττn K K n Tp Ts S 14.WBEX ID IF空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2非流水线时间图WBEXID IF 空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2流水线时间图I 3I 3I 3I 3I 4I 4I 4I 4I 5I 5I 5I5如上两图所示,执行相同的指令,在8个单位时间内,流水计算机完成5条指令,而非流水计算机只完成2条,显然,流水计算机比非流水计算机有更高的吞吐量。
计算机组成原理附标准答案(⽩中英)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:存储程序通⽤电⼦计算机⽅案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输⼊和输出设备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.每⼀个基本操作称为⼀条指令,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指令流。
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。
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。
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:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备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.每一个基本操作称为一条指令,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指令流。
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。
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:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备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.每一个基本操作称为一条指令,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指令流。
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。
计算机组成原理第三章参考答案⽩中英主编第三章参考答案[1题] 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个字节的信息?(2)如果存储器由512K×8的SRAM芯⽚组成,需要多少⽚?(3)需要多少地址作为芯⽚选择?[解](1)该存储器能存储220×32=220×22×8=222×8=4MB(2)(1024K×32)/(512K×8)=(1024/512)×(32/8)=2×4=8(⽚)(3)需要1根地址线作为⽚选。
[2题]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256K×16位的DRAM芯⽚组成该机允许的最⼤主存空间,并选⽤模板块结构形式,问:(1)若每个模板块为1024K×64位,共需要⼏个模板?(2)每个模板块共有多少⽚DRAM?(3)主存共需多少⽚DRAM?CPU如何选择各模块板?[解]:(1)226×64=26×220×64=64M×64=(64×1024K)×64需要的板的块数=(64×1024K/1024K)×(64/64)=64(块)(2)每个模板需要的256K×16位的芯⽚数=(1024K/256K)×(64/16)=4×4=16(⽚)(3)每个主存需要64×16=1024(⽚)DRAM板内地址为A0~A19,每个板需要⼀个⽚选,共需64个选择信号,所以⽤6-64译码器,即A20~A25作为译码地址线输⼊,产⽣64个板选信号。
[3题]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图。
(2)设存储器读/写周期为0.5µs,CPU在1µs内⾄少要访问内存⼀次,试问采⽤哪种刷新⽅式⽐较合理?两次刷新最⼤时间间隔是多少?全部刷新⼀遍所需要的实际刷新时间是多少?(1)(64K×32)/(16K×8)=(64K/16K)×(32/8)=4(组容量扩展)×4(⽚堆叠)(2)CPU要1µ内访问内存⼀次(频繁)整个存储器的平均读写与单个存储芯⽚的读写周期差不多,采⽤异步刷新⽅式⽐较合适。
第二章1.(1) 35 =−100011)[ 35]原10100011[ 35]补11011100[ 35]反11011101 (2)[127]原=01111111[127]反=01111111[127]补=01111111 (3) 127 =−1111111)[ 127]原11111111[ 127]补10000001[ 127]反10000000 (4) 1 =−00000001)[ 1]原10000001( 2= ==( 2===( 2===[ 1]补 11111111[ 1]反 111111102.[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;(2) [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 < 01000000a 0 * a 1 * a 2 a 6 + 1 < 01000000a 0 * a 1 * a 2 a 6 < 00111111a 0 a 1a 2 a 6 > 11000000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 2EsE 1→E 8MsM 21M 0(1) 最大的数的二进制表示E = 11111111Ms = 0, M = 11…1(全 1)⋅ (1 2 )即: 2 2 ⋅ 2 (最接近 0 的负数)即: 2 2 ⋅ (2 + 2[ 2 2 ⋅ 2⋅ (1 2 ) ] [ 22 1 ⋅ ( 1) , 2 2 ⋅ (2 1 + 2 ) ]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 = 08 个22 个即: 227122正最小E = 00…0, M = 100…0, Ms = 08 个7121 个负最大E = 00…0, M = 011…1, Ms = 18 个21 个负最小7 1E = 11…1, M = 00…0, Ms =18 个22 个22 )即: 22⋅ ( 1)规格化所表示的范围用集合表示为:71, 227122 7 7 224计算机组成原理第五版习题答案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)× 2 E 127(1)27/64=0.011011=1.1011× 22E= -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× 22E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 1 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示为:1 01111101 101100000000000000000005.(1)用变形补码进行计算:[x]补=00 11011 [y]补=00 00011[x]补= [y]补= [x+y]补=00 11011 + 00 0001100 11110结果没有溢出,x+y=11110 (2) [x]补=00 11011 [y]补=11 01011[x]补= [y]补= [x+y]补=00 11011 + 11 0101100 00110结果没有溢出,x+y=00110(3)[x]补=11 01010 [y]补=11 111111[x]补= [y]补= [x+y]补=00 01010 + 00 1111111 01001结果没有溢出,x+y=−101116.[x-y]补=[x]补+[-y]补(1)[x]补=00 11011 [-y]补=00 11111[x]补= 00 11011[-y]补= + 00 11111[x-y]补= 01 11010结果有正溢出,x−y=11010(2)[x]补=00 10111 [-y]补=11 00101[x]补= 00 10111[-y]补= + 11 00101[x-y]补= 11 11100结果没有溢出,x−y=−001005计算机组成原理第五版习题答案(3)[x]补=00 11011 [-y]补=00 10011[x]补= 00 11011[-y]补= + 00 10011[x-y]补= 01 01110结果有正溢出,x−y=100107.(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 16计算机组成原理第五版习题答案1 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 17计算机组成原理第五版习题答案1 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X 0 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[∣x∣]补=0 01011 [-∣y∣]补=1 00111(2)被除数X 0 01011+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为负 1 10010 →q0=08计算机组成原理第五版习题答案左移 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 00111----------------------------------------------------余数为负 1 01001 →q5=0+[|y|]补0 11001----------------------------------------------------余数0 00010x÷y= −0.01110余数为0 000109.(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110)[x]浮= 11101,0.100101[y]浮= 11110,-0.011110Ex-Ey = 11101+00010=11111[x]浮= 11110,0.010010(1)x+y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 1 1. 1 0 0 0 1 01 1. 1 1 0 1 0 0 (1)规格化处理: 1.010010 阶码11100-4 -4x-y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 0 0. 0 1 1 1 1 00 0 1 1 0 0 0 0 (1)规格化处理: 0.110000 阶码11110x-y=2-2*0.110001(2) x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110[x]浮= 11011,-0.010110[y]浮= 11100,0.0101109 x+y= 1.010010*2 = 2 *-0.101110计算机组成原理第五版习题答案Ex-Ey = 11011+00100 = 11111[x]浮= 11100,1.110101(0)x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1+ 0 0. 0 1 0 1 1 00 0. 0 0 1 0 1 1规格化处理: 0.101100x+y= 0.101100*2阶码-611010x-y 1 1.1 1 0 1 0 1+ 1 1.1 0 1 0 1 01 1.0 1 1 1 1 1规格化处理: 1.011111 阶码11100x-y=-0.100001*2 -410.(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100Ez = Ex+Ey = 0111Mx*My 0. 1 1 0 1* 0.1 0 0 10110100000000000110100000001110101规格化:26*0.111011(2) Ex = 1110, Mx = 0.011010Ey = 0011, My = 0.111100Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011 [Mx]补= 00.011010[My]补= 00.111100,[-My]补= 11.00010010计算机组成原理第五版习题答案00011010+[-My] 110001001101111010111100+[My] 001111000.01111100011110000+[My] 001111000.010010110001011000+[-My] 110001000.0110001110000111000+[-My] 11000100111111000.011011111000+[My] 001111000.011010011010001101000+[-My] 1 1 0 00 1 0 00 0 1 0 1 10 0 0.01101商= 0.110110*2-6,4 位加法器如上图,11.C i = A i B i + A i C i 1 + B i C i 1= A i B i + ( A i + B i )C i 1= A i B i + ( A i B i )C i 1(1)串行进位方式余数=0.101100*2-6C1 = G1+P1C0 C2 = G2+P2C1 C3 = G3+P3C2 C4 = G4+P4C3 其中:G1 = A1B1G2 = A2B2G3 = A3B3G4 = A4B4P1 = A1⊕B1(A1+B1也对)P2 = A2⊕B2P3 = A3⊕B3P4 = A4⊕B4(2)并行进位方式C1 = G1+P1C0C2 = G2+P2G1+P2P1C0C3 = G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4 = G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C011计算机组成原理第五版习题答案12.(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’s i3s i2s i1s i0Ci+1FAFAFAFA十进校正+3VF As i3'FA s i2'FA“s i1'FAs i0'二进加法X i3 Y i3 X i2 Y i2X i1 Y i1 X i0 Y i0当 C i+1’ = 1 时,S i = S i ’+0011并产生 C i+1当 C i+1’ = 0 时,S i = S i ’+1101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。
计算机组成原理附标准答案白中英第一篇:计算机组成原理概述计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门基础课程,主要涉及计算机硬件系统的组成、功能及其相互关系。
它研究计算机系统是如何通过使用各种硬件和软件资源来执行指令,并最终完成各种任务的。
计算机组成原理的学习内容包括:计算机硬件系统组成与功能、数据的表示与存储、指令系统与指令执行、中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统、系统总线、计算机系统性能指标等。
在计算机系统中,CPU是整个系统的“大脑”,它负责执行指令,控制计算机系统的运行和协调各个部件的工作。
存储器用于存储程序和数据,包括主存储器和辅助存储器两种。
I/O系统则用于计算机与外部设备的信息交互。
而系统总线则用于连接CPU、存储器和I/O系统等各个部件,是系统中起连接作用的硬件。
指令系统是计算机硬件系统的重要组成部分,它定义了计算机系统可以执行的指令,包括指令格式、寻址方式、操作码等。
指令执行则是指计算机根据指令系统中规定的指令进行计算和处理,从而完成用户所需的功能。
指令执行包括取指令、指令译码和指令执行三个步骤。
计算机系统性能指标包括:处理器时钟频率、指令执行时间、吞吐量、响应时间等。
处理器时钟频率是指处理器每秒钟发生的时钟脉冲数,通常以GHz为单位。
指令执行时间是指一条指令完成所需的时间,吞吐量是指单位时间内系统完成的任务数,响应时间是指系统对任务请求的响应时间。
总之,计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门重要课程,掌握它可以帮助我们深入了解计算机硬件系统的组成与功能,更好地理解计算机系统的工作原理,从而进一步提高计算机系统设计与开发的水平。
第二篇:CPU与指令执行CPU是计算机系统中最重要的部件之一,它负责执行计算机系统中的指令。
CPU由控制器和运算器两部分组成。
控制器用于控制CPU的工作,它根据指令系统中的规定执行指令,包括取指令、指令译码、指令执行等几个步骤。
取指令是指控制器从指令存储器中读取指令,指令译码是指控制器将指令中的操作码、寻址方式等信息进行解析和分析,指令执行则是指控制器根据指令中的操作码及其操作数完成运算或处理。
一、选择题1从器件角度看,计算机经历了五代变化。
但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机。
A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2某机字长32位,其中1位表示符号位。
若用定点整数表示,则最小负整数为(A)。
A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)3以下有关运算器的描述,( C )是正确的。
A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4 EEPROM是指(D )A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由(B )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A cache-主存B 主存-辅存C cache-辅存D 通用寄存器-cache6 RISC访指令中,操作数的物理位置一般安排在(D )A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器7当前的CPU由(B )组成。
A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。
和具备m个并行部件的CPU相比,一个m段流水CPU的吞吐能力是(A )。
A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者9在集中式总线仲裁中,(A )方式响应时间最快。
A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链D 分布式仲裁10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是(C )。
A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器11从信息流的传输速度来看,(A )系统工作效率最低。
A 单总线B 双总线C 三总线D 多总线12单级中断系统中,CPU一旦响应中断,立即关闭(C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A 中断允许B 中断请求C 中断屏蔽D DMA请求13下面操作中应该由特权指令完成的是(B )。
计算机组成原理附标准答案(白中英)计算机组成原理是计算机科学技术中非常重要的基础学科。
它研究的是计算机硬件系统的组成和工作原理。
在今天这个信息时代,计算机迅速发展,计算机的重要性日益凸显,同时,计算机的硬件技术也发生了翻天覆地的变化。
那么,计算机组成原理是如何实现这些技术变化的呢?本文将从计算机组成的角度阐述计算机变化的原因以及计算机组成原理的重要性,并附上标准答案。
一、计算机组成原理的重要性计算机组成原理是计算机科学和技术的基础,涉及计算机硬件系统的各个方面:从计算机系统的逻辑结构和体系结构、处理器的基本构成和工作原理、存储器和输入输出设备的组成和工作原理、计算机总线和总线结构的设计、计算机操作系统的设计、以及计算机网络系统的组成和工作原理等方面。
因此,计算机组成原理是计算机科学和技术研发的基础和核心。
只有深入理解计算机组成原理,才能够对计算机技术的发展和优化进行深入理解和研究。
计算机组成原理既是计算机硬件设计的基础,也是计算机软件设计的基础。
只有对计算机硬件系统的组成和工作原理有充分的理解,才能够针对特定的软件设计出高效的计算机体系结构;同时,由于计算机的硬件和软件是相互作用的,因此,在计算机系统的设计和开发中,计算机组成原理也需要与计算机操作系统、编译器等软件技术及应用相关领域进行紧密的结合和协同工作。
二、计算机变化的原因计算机的发展和变化是由三个主要因素驱动的:计算机技术的发展、计算机应用环境的变化以及计算机用户需求的变化。
1. 计算机技术的发展是驱动计算机变化的主要因素之一。
计算机硬件和软件技术的不断更新换代,使得计算机的性能、功能和效率都呈现出快速的增长。
从最初的大型机器、小型机器、到现在的个人电脑、手机、智能手表等,计算机的类型和形态都在不断地发生变化。
2. 计算机应用环境的变化是影响计算机变化的另一个重要因素。
随着计算机应用范围的不断扩大,计算机发展方向也在不断拓展。
例如,从最初的数据处理和科学计算,到现在的互联网、人工智能、机器学习、大数据分析等,计算机的应用领域已经广泛到各个方面。
第二章运算方法和运算器1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示(用8位二进制数)。
其中MSB是最高位(又是符号位)LSB是最低位。
如果是小数,小数点在MSB之后;如果是整数,小数点在LSB之后。
(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解:(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数:(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-6)2=(-0.100011)2令x=-0.100011B∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001[x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数:(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011B∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011[x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011(3) 先把十进制数-127写成二进制小数:(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000[x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001(4) 令x=-1.000000B∴ 原码、反码无法表示[x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000(5) 令Y=-1=-0000001B∴ [Y]原=10000001 [Y]反=11111110[Y]补=11111111 [Y]移=011111115.已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。
(2)X=0.11011 Y= -0.10101解:x+y = 0.00110无溢出6.已知X 和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
人教版高一历史暑假作业:作业9资本主义经济政策的调整学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、判断题1.1929~1933年由美国首先爆发的经济大危机席卷整个资本主义世界,西方主要国家纷纷加强对经济的干预,加紧对国际市场的争夺。
2.1929~1933年空前严重的经济危机,重创了资本主义经济。
为迅速摆脱危机,美国总统罗斯福力主由政府对经济进行积极的干预和调节。
3.罗斯福政府加强对工业的计划指导,要求工业制定本行业的公平经营章程,规定生产规模、价格水平,将生产的无序状态纳入国家的有序管理,防止盲目竞争,调整企业关系。
4.罗斯福说:“为了永远纠正我们经济体制中的严重缺点,我们依靠的是旧民主秩序的新应用。
”这表明罗斯福新政的实质是,在维护资本主义制度的前提下对资本主义生产关系进行了局部调整。
5.二战后,西方国家普遍实行“福利国家”政策,这一政策的实质是西方国家干预社会财富的再分配,是资本主义对自身的调节。
6.20世纪90年代,美国经济高速增长,出现了高通货膨胀和低失业率并存的局面,这意味着美国进入了“新经济”时代。
二、单选题7.据《美国通史》记载:仅纽约一市,1931年记录在案的饿死街头事件,就有2000起;1932年,纽约《晚画报》报道了一系列饿死人的事件。
造成这一现象的主要原因是A.自然灾害频发导致农业歉收B.生产相对过剩引发经济危机C.产业结构调整挫伤农民积极性D.通货膨胀引发粮食价格上涨8.有学者统计,1933年1月的美国,橡胶价格仅为1929年1月的13%,羊毛为22%,丝为28%,棉花为34%,大米和咖啡为41%,小麦为42%,食糖为50%。
这主要说明A.空前严重的经济危机肆虐横行B.资本主义国家之间的矛盾激化C.工人和资本家之间的矛盾尖锐D.凯恩斯主义失灵,出现“滞胀”9.1933年,美国政府说服农民耕掉1000万亩棉花,以换取津贴;1934年,美国国会通过班克黑德棉花控制法,授权农业调整局规定棉花销售定额,并对超定额出售棉花征收寓禁税(寓意在于禁止的税收),结果使1934年棉花减产340多万包。
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:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备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.每一个基本操作称为一条指令,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指令流。
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.从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。
采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成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成分,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,是高级语言级至上的服务层次。
《 第二章 》 1.3.字长32位浮点数,阶码10位,用移码表示,尾数22位,用补码表示,基为2(1) 最大的数的二进制表示 E = 111111111Ms Es E 1→E 9 M 20 M 0Ms = 0, M = 11…1(全1)表示为: 11…1 011…1 10个 21个即:)21(221129---⨯(2) 最小的二进制数E = 111111111Ms = 1, M = 00…0(全0)(注意:用10….0来表示尾数-1) 表示为: 11…1 100…0 10个 21个即:)1(2129-⨯-(3)规格化范围正最大 E = 11…1, M = 11…1, Ms = 0 10个 21个即:)21(222119---⨯正最小 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个即:12922--⨯负最大 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1 10个 20个(最接近0的负数)即:)22(221129---+⨯-负最小 E = 11…1, M = 00…0, Ms =1 10个 21个即:5111292)1(2-=-⨯-规格化所表示的范围用集合表示为:[12922--⨯ ,)21(222119---⨯] [5111292)1(2-=-⨯-,)22(221129---+⨯-] (3) 最接近于0的正规格化数、负规格化数(由上题可得出)正规格化数 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个12922--⨯负规格化数 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 110个 20个)22(221129---+⨯-9.(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110)[x]浮 = 11101,0.100101 [y]浮 = 11110,-0.011110Ex-Ey = 11101+00010=11111规格化处理: 1.010010 阶码 11100x+y= 1.010010*2-4 = 2-4*-0.101110 规格化处理: 0.110000 阶码11110 x-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浮 规格化处理: 0.101100 阶码 11010x+y= 0.101100*2-6 规格化处理: 1.011111 阶码11100 x-y=-0.100001*2-4 10.(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100(2) 11.4x+y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1) + 1 1. 1 0 0 0 1 0 1 1. 1 1 0 1 0 0 (1)x-y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 0 0. 0 1 1 1 1 00 0 1 1 0 0 0 0 (1)x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1 + 0 0. 0 1 0 1 1 0 0 0. 0 0 1 0 1 1x-y 1 1.1 1 0 1 0 1 + 1 1.1 0 1 0 1 0 1 1.0 1 1 1 1 11111)()(----⊕+=++=++=i i i i i i i i i i i i i i i i i C B A B A C B A B A C B C A B A C(1)串行进位方式C 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 2C 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 0 12.(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’i3i3i2i2i1i1i0i0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。
第三章1. (1)字节M 4832*220= (2)片84*28*51232*1024==K K(3)1位地址作芯片选择3. (1)根据题意,存储总容量为64KB ,故地址总线需16位。
现使用16K*8位DRAM 芯片,共需16片。
芯片本身地址线占14位,所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器,其组成逻辑图如图所示,其中使用一片2:4译码器。
(2)根据已知条件,CPU 在1us 内至少访存一次,而整个存储器的平均读/写周期为0.5us ,如果采用集中刷新,有64us 的死时间,肯定不行 如果采用分散刷新,则每1us 只能访存一次,也不行 所以采用异步式刷新方式。
假定16K*1位的DRAM 芯片用128*128矩阵存储元构成,刷新时只对128行进行异步方式刷新,则刷新间隔为2ms/128 = 15.6us ,可取刷新信号周期15us 。
刷新一遍所用时间=15us ×128=1.92ms片328*12832*1024=K K (2)CS 3 CS 2 CS 0 CS 1 D 0~D 713~A 0(3)如果选择一个行地址进行刷新,刷新地址为A 0-A 8,因此这一行上的2048个存储元同时进行刷新,即在8ms 内进行512个周期。
刷新方式可采用:在8ms 中进行512次刷新操作的集中刷新方式,或按8ms/512 = 15.5us 刷新一次的异步刷新方式。