计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解 下载本文

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解:常用的I/O编址方式有两种: I/O与内存统一编址和I/O独立编址。 特点:I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式,I/O设备和主存占用同一个地址空间,CPU可像访问主存一样访问I/O设备,不需要安排专门的I/O指令。

I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码,此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间,CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。

6. 字符显示器的接口电路中配有缓冲存储器和只读存储器,各有何作用? 解:显示缓冲存储器的作用是支持屏幕扫描时的反复刷新;只读存储器作为字符发生器使用,他起着将字符的ASCII码转换为字形点阵信息的作用。

8. 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为1位起始位、7位数据位、1位校验位和1位停止位。若要求每秒钟传送480个字符,那么该设备的数据传送速率为多少? 解:480×10=4800位/秒=4800波特 波特——是数据传送速率波特率的单位。

10. 什么是I/O接口,与端口有何区别?为什么要设置I/O接口?I/O接口如何分类?

解:I/O接口一般指CPU和I/O设备间的连接部件,而端口是指I/O接口内CPU能够访问的寄存器,端口加上相应的控制逻辑即构成I/O接口。

I/O接口分类方法很多,主要有:

(1)按数据传送方式分有并行接口和串行接口两种;

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(2)按数据传送的控制方式分有程序控制接口、程序中断接口、DMA接口三种。

13. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。 解:中断向量地址和入口地址的区别:

向量地址是硬件电路(向量编码器)产生的中断源的内存地址编号,中断入口地址是中断服务程序首址。

中断向量地址和入口地址的联系:

中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器(入口地址的地址),通过它访存可获得中断服务程序入口地址。 (两种方法:在向量地址所指单元内放一条JMP指令;主存中设向量地址表。参考8.4.3)

14. 在什么条件下,I/O设备可以向CPU提出中断请求?

解:I/O设备向CPU提出中断请求的条件是:I/O接口中的设备工作完成状态为1(D=1),中断屏蔽码为0 (MASK=0),且CPU查询中断时,中断请求触发器状态为1(INTR=1)。

16. 在什么条件和什么时间,CPU可以响应I/O的中断请求?

解:CPU响应I/O中断请求的条件和时间是:当中断允许状态为1(EINT=1),且至少有一个中断请求被查到,则在一条指令执行完时,响应中断。

17. 某系统对输入数据进行取样处理,每抽取一个输入数据,CPU就要中断处理一次,将取样的数据存至存储器的缓冲区中,该中断处理需P秒。此外,缓

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冲区内每存储N个数据,主程序就要将其取出进行处理,这个处理需Q秒。试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求?

解:这是一道求中断饱和度的题,要注意主程序对数据的处理不是中断处理,因此Q秒不能算在中断次数内。

N个数据所需的处理时间=P×N+Q秒

平均每个数据所需处理时间= (P×N+Q)/N秒

求倒数得:该系统跟踪到的每秒中断请求数=N/(P×N+Q)次。 31. 假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40 000次/秒,而相应的中断处理程序其执行时间为40?s,试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息,为什么?

解:该设备向CPU传送信息的时间间隔 =1/40000=0.025×10-3=25 ? s < 40?s

则:该外设不能用程序中断方式与主机交换信息,因为其中断处理程序的执行速度比该外设的交换速度慢。 5. 已知[x]补,求[x]原和x。

[x1]补=1.1100; [x2]补=1.1001; [x3]补=0.1110; [x4]补=1.0000;

[x5]补=1,0101; [x6]补=1,1100; [x7]补=0,0111; [x8]补=1,0000; 解:[x]补与[x]原、x的对应关系如下: [x]补 1.1100 1.0100 1.1001 1.0111 0.1110 0.1110 1.0000 无 1,0101 1,1011 1,1100 1,0100 0,0111 0,0111 1,0000 无 [x]原 20

x -0.0100 -0.0111 0.1110 -1 -1011 -100 0,0111 -10000

6. 设机器数字长为8位(含1位符号位在内),分整数和小数两种情况讨论真

值x为何值时,[x]补=[x]原成立。

解:当x为小数时,若x? 0,则 [x]补=[x]原成立;

若x < 0,当x= -1/2时,[x]补=[x]原=1.100 0000,则 [x]

补=[x]原成立。

当x为整数时,若x?0,则 [x]补=[x]原成立;

若x< 0,当x= -64时,[x]补=[x]原=1,100 0000,则 [x]补

=[x]原成立。

7. 设x为真值,x*为绝对值,说明[-x*]补=[-x]补能否成立。

解:当x为真值,x*为绝对值时,[-x*]补=[-x]补不能成立。原因如下:

(1)当x<0时,由于[-x*]补是一个负值,而[-x]补是一个正值,因此此时[-x*]

补=[-x]补不成立;

(2)当x?0时,由于-x*=-x,因此此时 [-x*]补=[-x]补的结论成立。

12. 设浮点数格式为:阶码5位(含1位阶符),尾数11位(含1位数符)。写出51/128、-27/1024、7.375、-86.5所对应的机器数。要求如下:

(1)阶码和尾数均为原码。 (2)阶码和尾数均为补码。