計算機(jī)組成原理第六章答案

1、第6章習(xí)題參考答案1比較單總線、多總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。答：單總線結(jié)構(gòu)：它是用單一的系統(tǒng)總線連接整個計算機(jī)系統(tǒng)的各大功能部件，各大部件之間的所有的信息傳送都通過這組總線。其結(jié)構(gòu)如圖所示。單總線的優(yōu)點(diǎn)是允許I/O設(shè)備之間或I/O設(shè)備與內(nèi)存之間直接交換信息，只需CPU分配總線使用權(quán)，不需要CPU干預(yù)信息的交換。所以總線資源是由各大功能部件分時共享的。單總線的缺點(diǎn)是由于全部系統(tǒng)部件都連接在一組總線上，所以總線的負(fù)載很重，可能使其吞吐量達(dá)到飽和甚至不能勝任的程度。故多為小型機(jī)和微型機(jī)采用。多總線結(jié)構(gòu)：多總線結(jié)構(gòu)是通過橋、CPU總線、系統(tǒng)總線和高速總線彼此相連，各大部件的信息傳送不是只通過系統(tǒng)總線；體現(xiàn)了

2、高速、中速、低速設(shè)備連接到不同的總線上同時進(jìn)行工作，以提高總線的效率和吞吐量，而且處理器結(jié)構(gòu)的變化不影響高速總線。2說明總線結(jié)構(gòu)對計算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。答：(1)簡化了硬件的設(shè)計。從硬件的角度看，面向總線是由總線接口代替了專門的I/O接口，由總線規(guī)范給出了傳輸線和信號的規(guī)定，并對存儲器、I/O設(shè)備和CPU如何掛在總線上都作了具體的規(guī)定，所以，面向總線的微型計算機(jī)設(shè)計只要按照這些規(guī)定制作CPU插件、存儲器插件以及I/O插件等，將它們連入總線即可工作，而不必考慮總線的詳細(xì)操作。 (2)簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，連線少，底板連線可以印刷化。 (3)系統(tǒng)擴(kuò)充性好。一是規(guī)模擴(kuò)充，二是功能擴(kuò)充。規(guī)

3、模擴(kuò)充僅僅需要多插一些同類型的插件；功能擴(kuò)充僅僅需要按總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計一些新插件。插件插入機(jī)器的位置往往沒有嚴(yán)格的限制。這就使系統(tǒng)擴(kuò)充既簡單又快速可靠，而且也便于查錯。 (4)系統(tǒng)更新性能好。因為CPU、存儲器、I/O接口等都是按總線規(guī)約掛到總線上的，因而只要總線設(shè)計恰當(dāng)，可以隨時隨著處理器芯片以及其他有關(guān)芯片的進(jìn)展設(shè)計新的插件，新的插件插到底板上對系統(tǒng)進(jìn)行更新，而這種更新只需更新需要更新的插件，其他插件和底板連線一般不需更改。 3用異步通信方式傳送字符“A”和“8”，數(shù)據(jù)有7位，偶校驗1位，起始位l位，停止位1位，請分別畫出波形圖。答： “A”的ASCII碼為41H = 01000001B，1的

4、個數(shù)為偶數(shù)，故校驗位為0；“8”的ASCII碼為38H = 00111000B，1的個數(shù)為奇數(shù)，故校驗位為1。停止位起始位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位校驗位停止位起始位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位校驗位停止位0 1 2 3 4 5 60 1 2 3 4 5 6 4. 總線上掛兩個設(shè)備，每個設(shè)備能收能發(fā)，還能從電氣上和總線斷開，畫出邏輯圖，畫出邏輯圖，并作簡要說明。5畫出菊花鏈方式的優(yōu)先級判決邏輯電路圖。總線仲裁器設(shè)備接口0設(shè)備接口1設(shè)備接口nBGA地址線D數(shù)據(jù)線BRBS菊花鏈查詢方式6畫出獨(dú)立請求方式的優(yōu)先級判決邏輯電路圖。總線仲裁器設(shè)備接口0設(shè)備接口1設(shè)備接口nA

5、地址線D數(shù)據(jù)線BR0獨(dú)立請求方式BG0BR1BG1BRnBGn7畫出分布式仲裁器邏輯電路圖。8同步通信之所以比異步通信具有較高的傳輸頻率，是因為同步通信 C 。 A不需要應(yīng)答信號 B總線長度較短 C用一個公共時鐘信號進(jìn)行同步 D各部件存取時間比較接近9在集中式總線仲裁中， B 方式響應(yīng)時間最快， A 方式對 C 最敏感。A菊花鏈方式 B獨(dú)立請求方式 C電路故障 D. 計數(shù)器定時查詢方式10采用串行接口進(jìn)行7位ASCII碼傳送，帶有一位奇校驗位、1位起始位和1位停止位，當(dāng)波特率為9600波特時，字符傳送速率為 A 。 A960 B873 C1371 D48011系統(tǒng)總線中地址線的功能是 D 。

6、A選擇主存單元地址 B選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備 C選擇外存地址 D指定主存和IO設(shè)備接口電路的地址12系統(tǒng)總線中控制線的功能是 A 。 A提供主存、IO接口設(shè)備的控制信號和響應(yīng)信號 B提供數(shù)據(jù)信息 C提供時序信號 D提供主存、IO接口設(shè)備的響應(yīng)信號13說明存儲器總線周期與IO總線周期的異同點(diǎn)。 答：存儲總線周期用于對內(nèi)存讀寫；I/O總線周期對接口中的端口進(jìn)行讀寫。14PCI是一個與處理器無關(guān)的 D ，它采用 C 時序協(xié)議和 A 式仲裁策略，并具有 B 能力。 A集中 B自動配置 C.同步 D高速外圍總線 15PCI總線的基本傳輸機(jī)制是猝發(fā)式傳送。利用 A 可以實(shí)現(xiàn)總線間的 B 傳送，使所有的存取

7、都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。PCI允許 D 總線 C 工作。 A橋 B猝發(fā)式 C并行 D多條16InfiniBand是一個高性能的 A 總線標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳送率高達(dá) B ，它可連接 C 臺服務(wù)器，適合于高成本的 D 計算機(jī)的系統(tǒng)。 AI/O B30GB/S C64000 D較大規(guī)模17PCI總線中三種橋的名稱是什么?橋的功能是什么?答：在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中有三種橋：即HOST橋、PCI/LAGACY總線橋、PCI/PCI橋。 橋在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中起著重要作用，它連接兩條總線，使彼此間相互通信。橋是一個總線轉(zhuǎn)換部件，可以把一條總線的地址空間映射到另一條總線的地址空間上，從而使系統(tǒng)中任意一個總

8、線主設(shè)備都能看到同樣的一份地址表。橋可以實(shí)現(xiàn)總線間的猝發(fā)式傳送，可使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。由上可見，以橋連接實(shí)現(xiàn)的PCI總線結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)充性和兼容性，允許多條總線并行工作。 18何謂分布式仲裁?畫出邏輯結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行說明。答：分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁號和仲裁器。當(dāng)它們有總線請求時，把它們唯一的仲裁號發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個仲裁器將仲裁總線上得到的號與自己的號進(jìn)行比較。如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應(yīng)，并撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。顯然，分布式仲裁是以優(yōu)先級仲裁策略為基礎(chǔ)。19總線的一次信息傳送過程大致分哪幾個階段?若采用同步定時協(xié)議，請畫出讀數(shù)據(jù)的同步時序圖。答：總線的一次信息傳送過程，大致可分為如下五個階段：請求總線，總線仲裁，尋址(目的地址)，信息傳