1、12习题和解析第一部分计算机组成原理中各章习题的解析及补充题的解析。第 1 章 计算机系统概论11 习题解析一、 选择题1在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是 。A计算机可以存储大量信息B计算机能代替人的脑力劳动C计算机是一种信息处理机D计算机可实现高速运算解：答案为 C。21946 年 2 月，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机，它的名字叫 （1） ，1949 年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为 （2） 。（1）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-（2）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-解：答案为 C， A。3计算机硬件
2、能直接执行的只能是 。A符号语言 B机器语言C汇编语言 D机器语言和汇编语言解：答案为 B。4运算器的核心部件是 。A数据总线 B数据选择器 C累加寄存器 D算术逻辑运算部件解：答案为 D。5存储器主要用来 。A存放程序 B存放数据 C存放微程序 D存放程序和数据解：答案为 D。6目前我们所说的个人台式商用机属于 。A巨型机 B中型机C小型机 D微型机解：答案为 D。7至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是 。A节约元件 B运算速度快C物理器件性能决定 D信息处理方便解：答案为 C。8对计算机软、硬件资源进行管理，是 的功能。A操作系统 B数据库管理系统C语言处理程序 D用
3、户程序解：答案为 A。9企事业单位用计算机计算、管理职工工资，这属于计算机的 应用领域。A科学计算 B数据处理C过程控制 D辅助设计3解：答案为 B。10微型计算机的发展以 技术为标志。A操作系统 B微处理器C硬盘 D软件解：答案为 B。二、填空题1操作系统是一种 （1） ，用于 （2） ，是 （3） 的接口。（1）A系统程序 B应用程序 C用户程序 D中间件（2）A编码转换 B操作计算机 C管理和控制计算机的资源 D把高级语言程序翻译成机器语言程序（3）A软件与硬件 B主机与外设 C用户与计算机 D高级语言与机器语言机解：答案为 A C C。2计算机的硬件包括 、 、 、 、 五部分。解：答
4、案为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。3存储器分为 和 。在 CPU运行程序时，必须把程序放在 。解：答案为内（主）存储器，外（辅助）存储器，内存。4存储器的存储容量一般以 为单位，一台微机的内存容量是 128MB，应是 个这样的单位。解：答案为字节，1282 20字节。5计算机的运算精度主要由计算机的 决定， 越 ，则计算机的运算精度越高。解：答案为字长，字长，长。6冯诺依曼结构计算机的基本特点是 。解：答案为程序存储。7总线一般可分为三类，它们分别是 ， 和 。解：答案为数据总线、地址总线、控制总线。8计算机软件一般可分为 ， 和 。解：答案为系统软件、应用软件、工具软件。9邮局
5、对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是 。解：答案为模式识别。10微型计算机的分类以微处理器的 来划分。解：答案为规格。三简答题1会计电算化属于计算机应用的哪个领域？答：在计算机的应用领域中，会计电算化属于计算机数据处理方面的应用领域。2兼容性是计算机的一个重要性能，请解释一下何为向上兼容？答：所谓向上兼容是指旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。3按照冯诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？答：按照冯诺依曼原理，现代计算机应具备以下 5个功能： 输入输出功能：能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来（输入） ，把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输
6、出）给用户。 记忆功能：应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。4 计算功能：应能进行一些最基本的运算。这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。 判断功能：计算机在进行一步操作后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。 自我控制功能：计算机应能保证程序执行的正确性和各部件间的协调性。4答：计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界限。4如何理解软、硬件之间的等价性？答：计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、
7、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界限。5何谓绿色计算机？对它有哪些要求？答：绿色计算机是指不会对人类及其生存环境造成不良影响的计算机。对它的主要要求是： 节能：要求计算机的耗电量要低。 低污染：在生产、包装过程中尽量使用无毒、可再生材料，打印机噪声要降到最小，电磁辐射要符合环保标准。 易回收：生产、运输和使用等各环节所用的材料应容易销毁或回收。 符合人体工程学的要求。第 2章 数字电路基础和计算机中的逻辑部件本章将给出主教材计算机组成原理第 2 章的习题及补充题的解析。21 习题解析一判断题1触发器是一种时序电路，它是构成时序逻辑电路的基础。答：正确。2组合逻辑电路的特点是
8、它的输出状态仅与当时的输入状态有关，而与过去的输入状态无关。答：正确。3译码器是一种组合逻辑电路，而计数器是一种时序逻辑电路。答：正确。4移位寄存器除了能把存在其中的数据一位一位地向左或向右移动外，还可用它来判断最左边的位是 0还是 1。答：正确。5环形计数器不是用来计数的，而是用于发出顺序控制信号的。答：正确。6J-K 触发器是组成计数器的理想记忆元件。答：正确。7计数器除了能对输入脉冲进行计数，还能作为分频器用。答：正确。8PLA 中的“与”阵列和“或”阵列都是可编程的。答：正确。9在 PAL中， “与”阵列是可编程的，而“或”阵列是固定连接的。答：正确。10PROM 的“与”阵列是不可编
9、程的， “或”阵列是可编程的。答：正确。二选择题514 输入端“与非”门的某一输入端的输入为“0” ，那么它的输出值是 。A “0” B取决于其他输入端的输入C “1”解：答案为 C。 2CPU 中有若干寄存器，其中存放存储器中数据和指令地址的寄存器是 ，暂存数据和指令的寄存器是 ，存放 CPU将要执行的下一条指令地址的寄存器是 。A地址寄存器 B程序计数器C数据寄存器 D指令寄存器解：答案依次为 A，C，B。3状态寄存器中的各个状态标志位是依据 来置位的。A算术逻辑部件上次的运算结果 BCPU 将要执行的指令CCPU 已执行的指令 D累加器中的数据解：答案为 A。4触发器的状态由时钟脉冲的上
10、升沿时 D（数据）端的状态决定，而与触发器的原状态无关，这种触发器是 。AJ-K 触发器 BR-S 基本触发器CD 型触发器 DR-S 同步触发器解：答案为 C。5在总线中起数据暂存和缓冲作用的器件是 。A总线传输器 B三态门 C总线控制器 D总线缓冲器解：答案为 D。6为协调计算机各部件的工作，需要 来提供统一的时钟。A总线缓冲器 B时钟发生器C总线控制器 D操作命令发生器解：答案为 B。7逻辑表达式（A+B）.（A+B）可化简化（ ）（1）A （2）B （3）A （4）B （5）都不是解：答案为（2）B。把逻辑表达式展开并用公式进行化简。8正逻辑下的“或-非”门是负逻辑下的 。A “与”门
11、 B “或”门 C “与-非”门 D “异或”门解：答案为 C。三填空题1可编程序逻辑器件的 PLD实际上是 两级结构的器件。解：答案为“与”和“或” 。2计算机中常用的时序电路有 、 和 等。解：答案为触发器、计数器和寄存器。3 是构成时序电路的基础。解：答案为触发器。4设“异或”门的二个输入端为 A和 B，输出为 Y ，当 A接 1时，输出为，当 A接 0时，输出为。解：答案为 B，B。5计算机中常用的组合逻辑电路有 、 等。解：答案为译码器、数据选择器。66计算机中常用 或 来驱动总线。解：答案集电极开路门、三态门。 。7当时钟脉冲 CP到来时，各触发器的输入端的数据可被锁定至输出端以备
12、输出的寄存器是 。解：答案为并行寄存器。8 寄存器常用于乘、除法运算中。解：答案为移位寄存器。因为乘法需要对部分积和乘数进行右移操作，除法要对被除数和余数进行左移操作。四综合题1设 A，B，C 是三个二进制数码，用逻辑表达式写出 ABC 的判断条件。 （提示：先画出真值表） 。解：设判断函数为 F，则 F 与 A、 B、C 的关系用以下的真值表表示。ABC F ABC F00000101001110001001011101110001由此可得到 FABCABC2请画出下列函数的真值表： F 1(A,B,C)ABBC F 2(A,B,C)A B C解：函数的真值表如下：ABC F1 F2 ABC
13、 F1 F200000101001101001101100101110111011111113试用三种基本门（与、或、非门）组成下列逻辑电路 异或门 同或门 与非门 或非门解：要先写出这四种电路的逻辑表达式，再用三种基本电路搭接。以“与非”门为例， “与非”门的逻辑表达式是 FAB ，故电路连接如左图。其他三种情况的做法类似，略。4利用布尔代数的基本定律证明下列等式 ABC（AC）（AB） (ABC) A0解：证明 等式右边（AC）（AB）AAABCACBAABCACBA（1B）CACBA（1C）CBACB&A BF7等式左边因此，ACB（AC）（AB） 用摩尔定理，等式左边展开为 ABCAA
14、ABC0右边第 3章 信息表示与运算基础习题解析一、判断题1在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单。答：正确。2在所有的进位计数制中，整数部分最低位的权都是 1。答：正确。3某 R进位计数制，其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的 R倍。答：正确。4计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限。答：错误。5表示定点数时，若要求数值 0在计算机中唯一地表示为全 0，应采用补码。答：正确。6浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。答：正确。7CRC 校验码的生成和检验大多采用软件实现。答：正确。8若浮点数的尾数用补码表示，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高
15、位是 0（正数）或是1（负数） 。答：正确。9在实际应用中，奇偶校验多采用奇校验，这是因为奇校验中不存在全“0”代码，在某些场合下更便于判别。答：正确。10显示图形时要经过复杂的数学计算，因此占用的时间要比位图图像的时间长。答：正确。二、选择题1下列各种数制的数中最小的数是 。A(101001) 2 B （101001） BCD C(52) 8 D(233) H解：答案为 B。2下列各种数制的数中最大的数是 。A(1001011) 2 B75 C(112) 8 D(4F) H解：答案为 D。31010AH 是 。A表示一个二进制数 B表示一个十六进制数C表示一个十进制数 D表示一个错误的数解：
16、答案为 B。4二进制数 215转换成二进制数是 （1） ，转换成八进制数是 （2） ，转换成十六进制数是 （3 ） 。将二进制数 01100100转换成十进制数是 （4） ，转换成八进制数是 （5） ，转换成十六进制数是 （6） 。8（1）A11101011B B11101010B C10100001B D11010111B（2）A327 B26875 C252 D326（3）A137H BC6H CD7H DEAH（4）A101 B100 C110 D99（5）A123 B144 C80 D800（6）A64 B63 C100 D0AD解：答案依次为D A B B B A。5ASCII 码是
17、对 （1） 进行编码的一种方案，它是 （2） 的缩写。（1）A字符 B汉字 C图形符号 D声音（2）A余 3码 B十进制数的二进制编码 C格雷码 D美国标准信息交换代码解：答案依次为 A D。6在一个 8位二进制数的机器中，补码表示数的范围从（1） （小）到（2） （大） ，这两个数在机器中的补码表示分别为（3）和（4） ，而数 0的补码表示为（5） 。（1） 、 （2）：A-256 B-255 C-128 D-127 E0 F+127 G+128 H+255 I+256（3） 、 （4） 、 （5）： A00000000 B10000000 C01111111 D11111111E00000
18、000 或 10000000 F01111111 或 11111111G00000000 或 11111111 H10000000 或 01111111解：答案依次为 C，F ，B，C，A。7将十进制数 15/2表示成二进制浮点规格化数（阶符 1位，阶码 2位，数符 1位，尾数 4位）是 。A01101111 B01101110 C01111111 D11111111解：答案为 A。8十进制数 5的单精度浮点数 IEEE754代码为 。A01000000101000000000000000000000 B11000000101000000000000000000000 C01100000101
19、000000000000000000000D11000000101000000000000000000000解：答案为 A。9能发现两位错误并能纠正一位错的编码是 。ACRC 码 B海明码 C偶校验码 D奇校验码解：答案为 B。10在大量数据传送中常用的且有效的检验法是 。ACRC 码 B海明码 C偶校验码 D奇校验码解：答案为 A。三、填空题1计数制中使用的数据个数被称为 。答：基。2在用 表示的机器数中，零的编码是唯一的。答：补码。93信息的数字化编码是指 。答：是指用“0”或“1”的二进制编码，并选用一定的组合规则来表示信息。4一个定点数由 和 两部分组成。根据小数点位置不同，定点数据有
20、 和 两种表示方法。答：符号位，数值域，纯小数，纯整数（顺序可变） 。5BCD 码中，每一位十进制数字由 位二进制数码组成，用 ASCII码表示一个字符通常需要 位二进制数码。答：4，7。6移码常用来表示浮点数的 部分，移码和补码比较，它们除 外，其他各位都 。答：阶码，符号位，相同。7码距的定义是 。答：编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。88421 码用二进制求和时，当和超过 时，需要做 修正。答：9，加 6 调整。9有二进制数 D4D3D2D1，奇偶校验值用 p 表示，则奇校验为 ，偶校验为 ，奇偶校验只能检测 ，无法检测 。答：PD 4D 3D 2D 1 ， PD 4D
21、3D 2D 1 ，奇数个错，偶数个错。10在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于 1时，需要对结果进行 ，其操作是 。答：向右规格化，尾数右移一位，右边补一个 0，阶码减 1，直到尾数绝对值 0.5 。四、计算题1用二进制数表示一个四位十进制的整数最少需要几位（不含符号位） 。解：2 X 104，N41/214 位。2某机器字长 32位，定点表示，其中 31位表示尾数，1 位是符号位，问：定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？。解：定点原码整数表示时，最大正数（2 311） ；最小负数（2 311）定点原码小数表示时，
22、最大正数（12 -31） ；最小负数（12 -31）3写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。（1）1011 （2）01101 （3）0 解：（1011） 原 01011 （1011） 原 11011（1011） 反 01011 （1011） 反 10100（1011） 补 01011 （1011） 补 10101（1011） 移 11011 （1011） 移 00100（0.1101） 原 0.1101 （0.1101） 原 1.1101（0.1101） 反 0.1101 （0.1101） 瓜 1.0010（0.1101） 补 0.1101 （0.1101） 补 1.0011（0.1101
23、） 移 0.1101 （0.1101） 移 0.0011（0.0000） 原 00000 （00000） 原 10000（0.0000） 反 00000 （00000） 反 11111（0.0000） 补 00000 （00000） 原 00000（0.0000） 移 10000 （00000） 原 10000104某机器字长 16位，浮点表示时，其中含 1位阶符、5 位阶码、1 位尾符、9 位尾数，请写出它能表示的最大浮点数和最小浮点数。解：最大浮点数2 +21（12 -9）最小浮点数2 +31（12 -9） 。5字符“F”的 ASCII码为 46H，请写出它的奇校验码和偶校验码（假定校验位
24、加在最高位） 。解：字符“F”的 ASCII码为 46H，奇校验码为 10110110（B6H） ，偶校验码为 00110110（36H） 。6已知被校验的数据为 101101，求其海明校验码。提示：先决定校验位的位数 r=4，然后根据编码规则决定海明校验位的位置和数据位的位置，最后用偶校验法求出校验位的值。答案应为 1011100100。解：先定校验位的位数，当 r4 时，共有 16种状态，大于 kr111,故选用 r4,校验位至少取 4位。决定校验位的位置：按海明码生成法规定，海明校验位第 i位应放在 2i-1的海明位置上。决定数据位的位置：数据位应由低到高依次插空放在其他海明位上。即 D
25、6 D5 P4 D4 D3 P3D1 P2 P1。决定被校验数据位由哪几位校验位进行校验：按海明码生成法规定，每个数据位由多个校验位进行校验，但被校验数据的海明位号要等于校验该位数据的各位校验位的海明位号之和。决定各个校验位之值：按海明码生成法规定，用偶校验法生成校验位，校验位之值为各被校验位数据之和。P1 D1D 2 D4 D5P2 D1D 3 D4 D6P3 D2D 3 D4P4 D5D 6在本例中，被校数据为 101101，即 D11，D 20，D 31，D 41，D 50，D 61，故P1 D1D 2 D4 D50P2 D1D 3 D4 D60P3 D2D 3 D41P4 D5D 61
26、最后得到被校验数据 101101的海明码为 1011100100。7已知被检信息为 1010，选择的生成多项式是 G（X）为 X3X1，求 CRC校验码，并求循环余数，说明其校验原理。解： 生成多项式为 K1 位的 X3X1，即 G（X）1011。 确定校验位的位数为 K3。 在有效数据位后面添 3（K3）个 0，然后用它与 G（X）进行模 2除法运算，所得余数即为所求的校验位。运算过程如下：100110111010100101110001001011余数为 011，所以被检数据的 CRC校验码为 1010011。 求循环余数：在上述余数 011的基础上添 0继续进行模 2除法。余数循环如下：
27、011110111101001010100011。除法过程略。118将二进制数 1011010转换成 8421码。解：先把二进制数转换成十进制数， （1011011） 291（10010001） 8421。五、简答题1试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法。答：带符号数在计算机内部的表示方法有原码、反码、补码和移码。原码表示方法简单易懂，实现乘、除运算简单，但用它实现加、减运算比较复杂。补码的特点是加、减法运算规则简单，正负数的处理方法一致。反码通常只用来计算补码，由于用反码运算不方便，在计算机中没得到实际应用。移码由于保持了数据原有的大小顺序，便于进行比较操作，常用于浮点数中的阶码，使用
28、比较方便。2试述浮点数规格化的目的和方法。答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化，可以保证运算数据的精度。通常，采用向左规格化（简称左规） ，即尾数每左移一位，阶码减 1，直至规格化完成。3在检错码中，奇偶校验法能否定位发生错误的信息位？是否具有纠错功能？答： 在检错码中，奇偶校验法不能定位发生错误的信息位。 奇偶校验没有纠错能力。4简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。4简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。答：CRC 码是一种纠错能力较强的校验码。在进行校验时，先将被
29、检数据码的多项式用生成多项式G（X）来除，若余数为 0，说明数据正确；若余数不为 0，则说明被检数据有错。只要正确选择多项式G（X） ，余数与 CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。第 4章 存储系统41 习题解析一判断题1计算机的主存是由 RAM和 ROM两种半导体存储器组成的。答：正确。2CPU 可以直接访问主存，而不能直接访问辅存。答：正确。3外（辅）存比主存的存储容量大、存取速度快。答：错误。4动态 RAM和静态 RAM都是易失性半导体存储器。答：正确。5Cache 的功能全部由硬件实现。答：正确。6引入虚拟存储器的目的是为了加快
30、辅存的存取速度。答：错误。7多体交叉存储器主要是为了解决扩充容量的问题。答：错误。多体交叉存储器主要是为了提高存取速度，增加带宽。8Cache 和虚拟存储器的存储管理策略都利用了程序的局部性原理。答：正确。 9多级存储体系由 Cache、主存和辅存构成。12答：正确。10在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由编译器完成地址映射。答：错误（由操作系统完成） 。二选择题1主（内）存用来存放 。A程序 B数据 C微程序 D程序和数据解：答案为 D。2下列存储器中，速度最慢的是 。A半导体存储器 B光盘存储器 C磁带存储器 D硬盘存储器解：答案为 C。3某一 SRAM芯片，容量为 16K1位，则其地址线
31、有 。A14 根 B16K 根 C16 根 D32 根解：答案为 A。4下列部件（设备）中，存取速度最快的是 。A光盘存储器 BCPU 的寄存器 C软盘存储器 D硬盘存储器解：答案为 B。5在主存和 CPU之间增加 Cache的目的是 。A扩大主存的容量B增加 CPU中通用寄存器的数量C解决 CPU和主存之间的速度匹配D代替 CPU中的寄存器工作解：答案为 C。6计算机的存储器采用分级存储体系的目的是 。A便于读写数据 B减小机箱的体积C便于系统升级 D解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾解：答案为 D。7相联存储器是按 进行寻址的存储器。A地址指定方式 B堆栈存取方式C内容指定方式 D地址指
32、定与堆栈存取方式结合解：答案为 C。8某 SRAM芯片，其容量为 1K8位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为 。A23 B25 C50 D20解：答案为 D。9常用的虚拟存储器由 两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。A主存辅存 B快存主存 C快存辅存 D通用寄存器主存解：答案为 A。10在 Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到 Cache内的任意一快的位置上，则这种方法称为 。A全相联映射 B直接映射 C组相联映射 D混合映射解：答案为 A。三填空题131对存储器的要求是 、 、 ，为解决这三者的矛盾，计算机、采用 体系结构。答：速度快、容量大、成
33、本低，分级存储体系。2CPU 能直接访问 和 ，但不能访问 和 。答：主存、CACHE、外存、I/O 设备。3Cache 的映射方式有 、 和 三种。其中 方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。答：直接映象、全相联映象、组相联映象，组相联映象。4广泛使用的 和 都是半导体 存储器。前者的速度比后者快，不如后者高。它们的共同缺点是断电后 保存信息。答：依次为 SRAM、DRAM、随机读写、集成度、不能。5闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及 能力，为现有的 体系结构带来巨大变化，因此作为 用于便携式电脑中。答：瞬时启动、存储器、固态盘。6相联存储器不按地址而是按 访问
34、的存储器，在 Cache中用来存放 ，在虚拟存储器中用来存放 。答：内容，行地址表，段表、页表和快表。7虚拟存储器指的是 层次，它给用户提供了一个比实际 空间大得多的 。答：主-辅存，主存，虚拟地址。8磁盘的地址格式由 、 、 、 四部分组成。答：台号、柱面号（磁道号） 、盘面号（磁头号） 、扇区号。9温彻斯特硬盘的特点是 、 和 。答：固定盘片、活动磁头和密封结构。10一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中 又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备， 是磁盘机与主机的接口部件， 用于保存信息。答：驱动器、控制器、盘片。四计算题1设有一个具有 24位地址和 8位字长的存储器，求：（
35、1）该存储器能存储多少字节的信息？（2）若存储器由 4M1位的 RAM芯片组成，需要多少片？（3）需要哪种译码器实现芯片选择？解： 存储单元数为 22416M16777216，故能存储 16M字节的信息。 由于存储容量为 16MB（8 位字长） ，每 4M字节需要 4片（位并联方式） ，故需芯片数为16/4832 片。 若用 32片组成一个 16M（8 位字长） ，地址总线的低 22位可直接连到芯片的 A0-A21管脚，而地址总线的高 2位（A22，A23）需要通过 2：4 线译码器进行芯片选择。存储器组成方案为位并联和地址串联相结合的方式。2某计算机系统的内存由 Cache和主存构成，Cac
36、he 的存取周期为 45ns，主存的存取周期为200ns。已知在一段给定的时间内，CPU 共访问内存 4500次，其中 340次访问主存，求：（1）Cache 的命中率是多少？（2）CPU 访问内存的平均访问时间是多少？（3）Cache-主存系统的效率是多少？解： 命中率 H（4500340）/ 45000.92。14 CPU 访存的平均时间 T0.9245(10.92)20057.4ns cache-主存系统的效率 e45/57.4=783下图表示使用页表的虚实地址转换条件，页表存放在相联存储器中，其容量为 8个存储单元，求：页号 该页在主存中的起始地址33 4200025 380007 9
37、60006 600004 4000015 800005 5000030 70000（1）当 CPU按虚拟地址 1去访问主存时，主存的实地码是多少？（2）当 CPU按虚拟地址 2去访问主存时，主存的实地码是多少？（3）当 CPU按虚拟地址 3去访问主存时，主存的实地码是多少？解： 用虚拟地址为 1的页号 15作为页表检索项，查得页号为 15的页在主存中的起始地址为80000，故将 80000与虚拟地址中的页内地址码 0324相加，求得主存实地址码为 80324。 同理，主存实地址码96000012896128。 虚拟地址为 3 的页号为 48，查页表时，发现此页面没在页表中，此时操作系统暂停用户
38、作业程序的执行，转去查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不在主存中，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其主存中的起始地址写入页表。4页式存储器的逻辑地址由页号和页内地址两部分组成，若页面大小为 4KB，地址转换过程如图所示，图中逻辑地址 8644 用十进制表示，经页表转换后，该逻辑地址的物理地址（十进制）是多少？提示：把逻辑地址转换成二进制来做。页表长度 页表地址 8644页号012物理块号238 A逻辑地址物理地址解：第一步，已知页面大小为 4KB，故可算出页内地址为 12 位（2 124096） 。第二步：把逻辑地址 8644转换
39、成二进制地址 10000111000100，其中高 2位为页面号。第三步：查页表，2 号页面的物理块号为 8，由于逻辑地址和物理地址的页内地址部分是相同的，即可把15虚拟地址 页号 页内地址03247 012848 051612315页号与页内地址拼接，得到物理地址为 100000011100100。第四步：把 100000011100100转换成十进制数为 33220。5设某磁盘存储器的平均找道时间为 ts,转速每分钟 r转，每磁道容量为 N个字，每信息块为 n个字，试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间 tB的公式。解：t Bt s60/2r60n/rN。6一般，CD-ROM 光盘的外缘有
40、 5mm宽的范围不使用，故标准的播放时间为 60分钟。请计算模式 1和模式 2情况下光盘的存储容量是多少？提示：光盘的模式 1用于存放计算机的程序和数据，共有 270000个扇区，每个扇区 2048个字节，而模式 2用于存放声音、图像等多媒体数据，共有 270000个扇区，每个扇区 2336个字节。解：模式 1容量 C2700002048/1024/1024527MB模式二容量 C2700002336/1024/1024601MB7某磁盘组有 4个盘片，5 个记录面，每个记录面的内磁道直径为 22cm，外磁道直接为 33cm，最大位密度为 1600b/cm，道密度为 80道/cm，转速 720
41、0转速/分。 磁盘的总存储容量（非格式化）？ 最大数据传输率是多少？解： 总容量每面容量记录面数每面容量某一磁道容量磁道数某磁道容量磁道长本道位密度所以，最内圈磁道的容量1600223.14110528 字节/道磁道数存储器域长道密度（3322）/280253616000 字节 最大数据传输率转速某磁道容量7200/6011052813263360 字节/秒8假设某计算机的 cache采用直接映象，容量为 4096。若 CPU依次从主存单元 0，1，99 和4096，4097，4195 交替取指令，循环执行 10次，试求此时的命中率？解：此时 CPU的命中率为 0。第 5章 中央处理器习题解析
42、一判断题1一个指令周期由若干个机器周期组成。解：答案为正确。2非访内指令不需从内存中取操作数，也不需将目的操作数存放到内存，因此这类指令的执行不需地址寄存器参与。解：答案为错误。3组合逻辑控制器比微程序控制器的速度快。解：答案为正确。4流水线中的相关问题是指在一段程序的相邻指令之间存在某种信赖关系，这种关系影响指令的执行。解：答案为正确。5微程序控制控制方式与硬布线控制方式相比，最大的优点是提高了指令的执行速度。解：答案为正确。6微程序控制器中的控制存储器可用 PROM、EPROM 或闪存实现。解：答案为正确。7指令周期是指人 CPU从主存取出一条指令开始到执行这条指令完成所需的时间。解：答案
43、为正确。8控制存储器是用来存放微程序的存储器，它比主存储器速度快。16解：答案为正确。9机器的主频最快，机器的速度就最快。解：答案为正确。1080X86 的数据传送指令 MOV，不能实现两个内存操作数的传送。解：答案为正确。二选择题1指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是 。A. 实现程序控制和快速查找存储器地址B. 可以直接访问主存和外存C. 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性D. 降低指令译码难度解：答案为 C。2CPU 组成中不包括 。A指令寄存器 B地址寄存器C指令译码器 D地址译码器解：答案为 D。3程序计数器 PC在 中。A运算器 B控制器C存储器 DI/O 接口解：答案为 B。4计算机主频的周期是指 。A指令周期 B时钟周期CCPU 周期 D存取周期解：答案为 B。5CPU 内通用寄存器的位数取决于 。A存储器容量 B机器字长C指令的长度 DCPU 的管脚数解：答案为 B。6以硬布线方式构成的控制器也叫 。A组合逻辑型控制器 B微程序控制器C存储逻辑型控制器 D运算器解：答案为 A。7一个节拍脉冲持续的时间长短是 。A指令周期
