计算机组成原理答案 下载本文

(2) 第一片0000H~1FFFH,第二片2000H~3FFFH,??,第八片E000H~FFFFH (3) 说明译码器有误,第六根线的输出始终是0。

24、答:

见下图

30、答:

配奇:1010100,0111101,1111110,0010111 配偶:0111100,1010101,0010110,1111111

31、答:

1100100第6位错,1100111第7位错,1100000第3位错,1100001第4位错

32、答:

1100000欲传送代码是1000,1100010欲传送代码是0110,1101001欲传送代码是0001, 0011001欲传送代码是1000,1000000欲传送代码是0010,1110001欲传送代码是1001

35、答:

1101100

36、答:

1001110

第五章 思考题与习题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

I/O有哪些编址方式?各有何特点?

简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式?它们分别用于什么场合? I/O与主机交换信息时,共有哪几种控制方式?简述它们的特点。

试比较程序查询方式、程序中断方式和 DMA方式对CPU工作效率的影响。 图形显示和图像显示有何区别?

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? 试比较针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。

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。字符信息的格式为一位起始位、七位数据位、一位检验位和一位停止位。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?

什么是多媒体技术?简要说明研制多媒体计算机的关键技术。 什么是 I/O接口?为什么要设置 I/O接口?I/O接口如何分类? 简述 I/O接口的功能和基本组成。

结合程序查询方式的接口电路,说明其工作过程。 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。

在什么条件下,I/O设备可以向CPU提出中断请求? 什么是中断允许触发器?它有何作用?

在什么条件和什么时间,CPU可以响应I/O的中断请求?

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?

试用键盘设备为例,结合中断接口电路,说明其工作过程。

在程序中断方式中,磁盘申请中断的优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时,磁盘申请中断请求。试问是否要将打印机输出停下来,等磁盘操作结束后,打印机输出才能继续进行?为什么?

试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程,说明他们不同的原因。 DMA方式有何特点?什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式,举例说明。 CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样?为什么? 结合DMA接口电路说明其工作过程。

DMA的工作方式中,CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同,画图说明。

假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40K次/秒,而相应的中断处理程序其执行 时间为40μs,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?

设磁盘存储器转速为3 000转/分,分8个扇区,每扇区存储1K字节,主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位(即每次传送16位)。假设一条指令最长执行时间是 25μs,是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案,为什么?若不行,应采取什么方案?

试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。 (1) 数据传送依赖软件还是硬件: (2) 传送数据的基本单位: (3) 并行性; (4) 主动性; (5) 传输速度; (6) 经济性; (7) 应用对象。

解释周期挪用,分析周期挪用可能会出现的几种情况。 试从五个方面比较程序中断和 DMA方式有何区别。 什么是多重中断?实现多重中断的必要条件是什么?

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

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20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.

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第五章 输入输出系统习题部分答案

1、答:

I/O的编制方式有两种:统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看作是存储器地址的一部分。不统一编址就是将I/O地址和存储器地址分开,所有对I/O的访问必须有专用的I/O指令。统一编址占用了存储空间,减少了主存容量,但无需专用的I/O指令。不统一编址由于不占用主存空间,所以不影响主存容量,但是需要设置I/O专用指令。

2、答:

CPU与I/O之间传递信息可以采用以下3种联络方式。第一种是立即响应方式,它适用于一些工作速度十分缓慢的I/O设备。第二种是异步工作采用应答信号联络,这种方式适用于I/O设备与主机工作速度不匹配时的情况。第三种是同步工作采用同步时标联络,这种方式用于I/O设备与CPU的工作速度完全同步。

3、答:

(1) 程序查询方式。特点是主机与I/O串行工作,CPU启动I/O后,时刻查询I/O是否准备好,若设备准备就绪,CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序;若设备没有准备就绪,则CPU反复查询,踏步等待,直到I/O准备就绪为止,这种方式CPU效率很低。

(2) 程序中断方式。特点为主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后,不必时刻查询I/O是否准备好,而是继续执行程序,当I/O准备就绪时,向CPU发出中断信号,CPU在适当的时候相应I/O的中断请求,暂停现行的程序为I/O服务,此方式消除了踏步现象,提高了CPU的效率。

(3) DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作,主存和I/O之间有一条直接数据通路,CPU启动I/O后,不必查询I/O是否准备好,当I/O准备就绪后,发出DMA请求,此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交换,只是把外部总线的使用权暂时交付DMA,仍然可以完成自身内部的操作,所以不必中断现行程序,只需暂停一个存取周期访存,CPU效率更高。

(4) 通道方式,通道是一个具有特殊功能的处理器,CPU把部分权力下放给通道,由它实现对外围设备的同意管理和外围设备与内存之间的数据交换,大大提高了CPU的效率,但是它是以花费更多的硬件为代价的。

(5) I/O处理机方式。他是通道方式的进一步发展,CPU将I/O的操作以及外围设备的管理全部给I/O处理机,其实质是多机系统,因而效率有很大的提高。

4、答:

程序查询方式要求CPU时刻查询I/O,直到I/O准备好为止,这种方式CPU工作效率很低。程序中断方式比程序中断方式提高了CPU的工作效率,消除了“踏步”现象。DMS方式中CPU的工作效率是这三种之中最高的一个。CPU启动I/O后,不必查询I/O是否准备好,当I/O准备就绪后,发出DMA请求,此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交换,只是把外部总线的使用权暂时交付DMA,仍然可以完成自身内部的操作,所以不必中断现行程序,只需暂停一个存取周期访存,CPU效率更高。

5、答:

图形显示器是用点、线、面组合而成的平面或立体图形。并可以做平移、比例变化、旋转、坐标变换、投影变换、透视变换、透视投影、轴侧投影、单点透视、两点或三点透视以及隐线处理等操作。主要用于CAD和CAM等。图形显示器所显示的图形是由计算机用一定的算法形成的点、线、面、阴影等,它来自主观世界,因此又称主观图像或叫做计算机图像。图像显示器所显示的图像通常来自客观世界,故又称客观图像。图像显示器是把由计算机处理后的图像,以点阵列的形式显示出来。

6、答:

(1) 缓冲存储器做为显示存储器,存放欲显示的字符的ASII码,其容量与显示屏能显示的字符个数有关,每个字符所在存储单元的地址与字符所在荧光屏上的位置一一对应。

(2) 只读存储器做为字符发生器,将ASII码转变为一组光点矩阵信息ROM的个数与显示器所能显示的字符种类有关。

7、答:

针式打印机、激光打印机和喷墨打印机都配有一个字符发生器,它们的共同特点是都能将字符编码信息变为点阵信息,不同的是这些点阵信息的控制对象不同。点阵针式打印机的字符点阵用于控制打印机的驱动电路;激光打印机的字符点阵脉冲信号用于控制激光束;喷墨打印机的字符点阵信息控制墨滴的运动轨迹。

此外,点阵针式打印机是属于击打式打印机,可以逐字打印也可以逐行打印,喷墨打印机只能逐字打印,激光打印机数据页式输出设备,后两种都属于非击打式打印机。

不同种类的打印机其性能和价格差别很大,用户可以根据不同的需要合理选用。要求印字质量高的场合可以选用激光打印机;要求价格便宜的或是只需要具有文字处理功能的个人用计算机,可配置串行点阵针式打印机;要求处理的信息量很大,速度要求快,应该配置行式打印机或是高速激光打印机。

8、答:

数据传送速率为480×(1+7+1+1)=4800位/秒

9、答:

多媒体技术是指强调计算机与声音、活动图像和文字相结合的技术。 多媒体技术的关键技术主要有:视频和音频数据的压缩和解压缩技术、多媒体专用芯片、大容量存储器、适用于多媒体技术的软件。

第六章 思考题与习题

1.最少用几位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数?

2.已知X=0.a1a2a3a4a5a6(ai为0或1),讨论下列几种情况时ai各取何值。 (1)X>

1(2)X≥81412

(3)

3.设x为整数,[x]补=1,x1x2x3x4x5,若要求x<-16,试问x1~ x5应取何值?

4.设机器数字长为8位(含1位符号位在内),写出对应下列各真值的原码、补码和反码。 ,100,-87 5.已知[x]补,求[x]原和x

[x]补=1.1100;[x]补=1.1001;[x]补=0.1110;[x]补=1.0000 [x]补=1,0101;[x]补=1,1100;[x]补=0,0111;[x]补=1,0000

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。

7.设x为真值,x*为绝对值,说明[-x*]补=[-x]补能否成立。 8.讨论若[x]补>[y]补,是否有x>y?

9.当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时,所对应的十进制数各为多少(设机器数采用一位符号位)。

10.在整数定点机中,设机器数采用一位符号位,写出±0的原码、补码、反码和移码,得

出什么结论?

11.已知机器数字长为4位(其中1位为符号位),写出整数定点机和小数定点机中原码、

补码和反码的全部形式,并注明其对应的十进制真值。

?136429,1281≥X>16