計算機組成原理1-3習題ppt課件

計算機組成原理1-3章習題,姓名：楊慧晶單位：軟件學院Email：yanghuijing,.,一、已知計算機框圖如下圖所示，以加法指令“ADDM”（M為主存地址）為例，寫出完成該指令的信息流程（從取指令開始）。,第一章習題,.,二、設主存儲器容量為64K32位，并且指令字長、存儲字長、機器字長三者相等。寫出下圖中各寄存器的位數(shù)，并指出哪些寄存器之間有信息通路。三、指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？,第一章習題,.,第一章習題,一、已知計算機框圖如下圖所示，以加法指令“ADDM”（M為主存地址）為例，寫出完成該指令的信息流程（從取指令開始）。指令“ADDM”的真實含義是將地址為M的存儲單元中的加數(shù)取出并送至運算器中，然后和存放在運算器的被加數(shù)通過ALU（算邏部件）相加，結果仍放在運算器中。結合圖1.1，設運算器中ACC存放被加數(shù)，X存放加數(shù)，求和結果存放在ACC中。故完成“ADDM”指令的信息流程為：取指令PCMARMMDRIR分析指令OP(IR)CU執(zhí)行指令Ad(IR)MARMMDRXACCALU，同時XALUALUACC,.,第一章習題,二、設主存儲器容量為64K32位，并且指令字長、存儲字長、機器字長三者相等。寫出上圖中各寄存器的位數(shù)，并指出哪些寄存器之間有信息通路。由主存容量為64K32位得21664K.故MAR為16位，PC為16位，MDR為32位。因指令字長存儲字長機器字長則IR、ACC、MQ、X均為32位寄存器之間的信息通路有：PCMARAd(IR)MARMDRIR取數(shù)MDRACC，存數(shù)ACCMDRMDRX,.,第一章習題,三、指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？通常完成一條指令可分為取指階段、分析階段和執(zhí)行階段。在取指階段通過訪問存儲器可將指令取出；在執(zhí)行階段通過訪問存儲器可將操作數(shù)取出。這樣，雖然指令和數(shù)據(jù)都是以0、1代碼形式存在存儲器中，但CPU可以判斷出在取指階段訪存取出的0、1代碼是指令；在執(zhí)行階段訪存取出的0、1代碼是數(shù)據(jù)。例如，完成ADDM指令需兩次訪存：第一次訪存是取指階段，CPU根據(jù)PC給出的地址取出指令；第二次訪存是執(zhí)行階段，CPU根據(jù)存于IR的指令中M給出的地址取出操作數(shù)。可見，CPU就是根據(jù)取指階段和執(zhí)行階段的訪存性質不同來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)的。這一概念隨著學習的深入，會逐步加深印象。另外也可通過地址來源區(qū)分，從PC指出的存儲單元取出的是指令，由指令地址碼部分提供操作數(shù)地址。,.,第三章習題,一、（1）某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設一個總線周期等以一個時鐘周期，總線的時鐘頻率為33MHz，問總線的帶寬是多少？（2）如果一個總線周期中并行傳送64位數(shù)據(jù)，總線時鐘頻率為66MHz，則總線的帶寬是多少？（3）分析哪些因素影響帶寬？二、一個16位的總線系統(tǒng)中，若時鐘頻率為100MHz，總線數(shù)據(jù)周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數(shù)據(jù)傳輸率。三、在異步串行傳輸系統(tǒng)中若每個數(shù)據(jù)幀包括包括1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結束位，比特率為160b/s，求波特率為多少。,.,第三章習題,四、在異步串行傳輸系統(tǒng)中，假設每秒可傳送20個數(shù)據(jù)幀，一個數(shù)據(jù)幀包括1個起始位、7個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結束位，試計算其波特率和比特率。五、畫圖說明用異步串行傳輸方式發(fā)送8位二進制數(shù)據(jù)（十六進制表示為95H）。要求字符格式為：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位偶校驗位，1位終止位。六、試比較鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式各自的特點。七、畫一個具有雙向傳送功能的總線邏輯框圖。,.,第三章習題,一、（1）某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設一個總線周期等以一個時鐘周期，總線的時鐘頻率為33MHz，問總線的帶寬是多少？（2）如果一個總線周期中并行傳送64位數(shù)據(jù)，總線時鐘頻率為66MHz，則總線的帶寬是多少？（3）分析哪些因素影響帶寬？（1）總線帶寬=4B33106/S=132MB/S（2）總線帶寬=8B66106/S=528MB/S（3）總線的帶寬是總線能夠提供的數(shù)據(jù)傳送速率，通常用每秒種傳送信息的字節(jié)數(shù)來表示。影響總線帶寬的主要因素有，總線的寬度、傳送的距離、總線發(fā)送和接收電路的工作頻率限制以及數(shù)據(jù)傳送的形式。,.,第三章習題,二、一個16位的總線系統(tǒng)中，若時鐘頻率為100MHz，總線數(shù)據(jù)周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數(shù)據(jù)傳輸率。T=1/F=0.01uS5T=0.05uS每次傳送字節(jié)數(shù)=16/8=2數(shù)據(jù)傳送率=2B/0.05uS=40MB/S三、在異步串行傳輸系統(tǒng)中若每個數(shù)據(jù)幀包括包括1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結束位，比特率為160b/s，求波特率為多少。波特率：總線上每秒種傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。比特率：總線上每秒種傳送的有效數(shù)據(jù)位數(shù)。每秒種傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀數(shù)為160/8=20波特率=（1+8+1+1）20=220b/s,.,第三章習題,四、在異步串行傳輸系統(tǒng)中，假設每秒可傳送20個數(shù)據(jù)幀，一個數(shù)據(jù)幀包括1個起始位、7個數(shù)據(jù)位、1個奇校驗位、1個結束位，試計算其波特率和比特率。波特率=（1+7+1+1）20=200b/s比特率=720=140b/s五、畫圖說明用異步串行傳輸方式發(fā)送8位二進制數(shù)據(jù)（十六進制表示為95H）。要求字符格式為：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位偶校驗位，1位終止位。異步串行傳送在起始位之后傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)位的最低位（95H的最低位D0=1），而且數(shù)據(jù)位的最高位（95H的最高位D7=1）傳輸之后傳輸校驗位，最后是終止位。數(shù)據(jù)95H的偶校驗位為0，其波形圖如圖所示。,.,第三章習題,六、試比較鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式各自的特點。鏈式查詢方式只需1根總線請求線（BR），1根總線忙線（BS）和1根總線同意線（BG）。BG線像鏈條一樣，串連所有的設備，設備的優(yōu)先級是固定的，結構簡單，容易擴充設備，但對電路故障十分敏感，一旦第i個設備的接口電路有故障，則第i個設備以后的設備都不能進行工作。計數(shù)器定時查詢方式的總線請求（BR）和忙（BS）線是各設備共用的，但還需log2N（N設備數(shù)）根設備地址線實現(xiàn)查詢。設備的優(yōu)先級可以不固定，控制比鏈式查詢復雜，電路故障不如鏈式查詢方式敏感。獨立請求方式控制線數(shù)量多，N個設備共有N根總線請