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1.机器数字长为8位（含1位符号位），当X=-127（十进制）时，其对应的二进制表示，(X)原表示，(X)反表示，(X)补表示，(X)移表示分别是多少？二进制表示为-01111111[X]原=11111111[X]反=10000000[X]补=10000001[X]移=000000012.已知x=0.1011,y=-0.0101,求x+y=?,x-y=?[x]补=00.1011[x]补=00.1011+[y]补=11.1011+[-y]补=00.010100.011001.0000x+y=+0.0110x-y产生溢出3.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框图。存储器容量为64K×16位，其地址线为16位（A15—A0），数据线也是16位（D15—D0）SRAM芯片容量为16K×8位，其地址线为14位，数据线为8位，因此组成存储器时须字位同时扩展。字扩展采用2：4译码器，以16K为一个模块，共4个模块。位扩展采用两片串接。4.提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。措施有：①采用高速器件，②采用cache（高速缓冲存储器），③采用多体交叉存储器，④采用双端口存储器，⑤加长存储器的字长。5.若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。操作码需用6位，操作数地址码需用10位。格式如下6101010OPD1D2D3OP:操作码6位D1：第一操作数地址，10位D2：第二操作数地址，10位D3：第三操作数地址，10位6.举例说明存储器堆栈的原理及入栈、出栈的过程。所谓存储器堆栈，是把存储器的一部分用作堆栈区，用SP表示堆栈指示器，MSP表示堆栈指示器指定的存储器的单元，A表示通用寄存器。入栈操作可描述为（A）→MSP,(SP-1)→SP出栈操作可描述为（SP+1）→SP,(MSP)→A7.试画出三总线系统的结构图。8.若显示工作方式采用分辨率为1024×768，颜色深度为3B,桢频为72Hz,计算刷新存储器带宽应是多少？解：刷存所需带宽=分辨率×每个像素点颜色深度×刷新速率，故刷存带宽为：1024×768×3B×72/s=165888KB/s=162MB/s.1.求十进制数-113的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7位）。原码11110001反码10001110补码10001111移码000011112.某机指令格式如图所示：OPXD15109870图中X为寻址特征位，且X=0时，不变址；X=1时，用变址寄存器X1进行变址；X=2时，用变址寄存器X2进行变址；X=3时，相对寻址。设（PC）=1234H，（X1）=0037H,(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址（均用十六进制表示，H表示十六进制）(1)4420H(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H（1）0020H（2）1166H（3）1256H（4）0058H（5）1257H3.将十进制数354５８转换成二进制数、八进制数、十六进制数和BCD数。（1）（354５８）10=（162.A）16（2）（354５８）10=（101100010.1010）2（3）（354５８）10=（542.5）8（4）（354５８）10=（001101010100.011000100101）BCD4.浮点数格式如下：1位阶符，6位阶码，1位数符，8位尾数，请写出浮点数所能表示的范围（只考虑正数值）。最小值2-111111×0.00000001最大值2111111×0.111111115.现有一64K×2位的存储器芯片，欲设计具有同样存储容量的存储器,应如何安排地址线和数据线引脚的数目，使两者之和最小。并说明有几种解答。设地址线x根，数据线y根，则2x·y=64K×2若y=1x=17y=2x=16y=4x=15y=8x=14因此，当数据线为1或2时，引脚之和为18共有2种解答6.异步通信方式传送ASCII码，数据位8位，奇校验1位，停止位1位。计算当波特率为4800时，字符传送的速率是多少？每个数据位的时间长度是多少？数据位的传送速率是多少？每个字符格式包含十个位，因此字符传送速率4800波特/10=480字符/秒每个数据位时间长度T=1/4800=0.208ms数据位传送速率8×480=3840位/秒7.已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用4K×4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问：（1）若每个模块条为32K×8位，共需几个模块条？（2）每个模块条内有多少片RAM芯片?（3）主存共需多少RAM芯片？CPU需使用几根地址线来选择各模块？使用何种译码器？(218×8）/（32k×8）=8，故需8个模块(32k×8）/（4k×4）=16，故需16片芯片共需8×16=128片芯片为了选择各模块，需使用3:8译码器即3根地址线选择模条。8.画出中断处理过程流程图。中断处理过程流程图如图C2.1所示。否是中断周期取指令中断响应中断关中断，即“中断屏蔽”置位转移到中断服务子程执行指令中断服务子程序图C2.11.#已知：X=0.1011,Y=－0.0101,求[X/2]补,[X/4]补[－X]补，[Y/2]补,[Y/4]补，[－Y]补解：[X]补=0.1011[X/2]补=0.01011[X/4]补=0.001011[－X]补=1.0101[Y]补=1.1011[Y/2]补=1.11011[Y/4]补=1.111011[－Y]补=0.01012.机器数字长8位（含1位符号位），若机器数为81（十六进制），当它分别表示原码、补码、反码和移码时，等价的十进制数分别是多少？原码：-1，补码：-127，反码：-126，移码：+1。3.用16K×16位的SRAM芯片构成64K×32位的存储器。要求画出该存储器的组成逻辑框图。所需芯片总数（64K×32）÷（16K×16）=8片因此存储器可分为4个模块，每个模块16K×32位，各模块通过A15、A14进行2：4译码保存CPU现场设备服务恢复CPU现场开中断，即“中断屏蔽”复位4.#指令格式如下所示，其中OP为操作码，试分析指令格式特点：15107430OP源寄存器目标寄存器解：（1）操作数字段OP可以指定64种基本操作（2）单字长（16位）二地址指令（3）源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（各指定16个），所以是RR型指令，两个操作数均在通用寄存器中（4）这种指令结构常用于算术/逻辑运算类运算指令，执行速度最快。5.CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。(1)标明图中四个寄存器的名称。(2)简述指令从主存取到控制器的数据通路。(3)数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。图C3.1答：（1）a为数据缓冲寄存器DR，b为指令寄存器IR，c为主存地址寄存器AR，d为程序计数器PC；（2）PC→AR→主存→缓冲寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器（3）存储器读：M→DR→ALU→AC存储器写：AC→DR→M6.总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？若采用同步定时协议，画出读数据的同步时序图。分五个阶段：总线请求，总线仲裁，寻址（目的地址），信息传送，状态返回（或错误报告）。时序图：7.举出三种中断向量产生的方法。（1）由编码电路实现，直接产生。（2）由硬件产生一个“位移量”，再加上CPU某寄存器里存放的基地址（3）向量地址转移法：由优先级编码电路产生对应的固定地址码，其地址中存放的是转移指令，通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。8.CD－ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60分钟。请计算模式2情况下光盘存储容量是多少？解：扇区总数=60×60×75=270000模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为270000×2336/1024/1024=601MB.若浮点数X的二进制存储格式为（41360000）16，求其32位浮点数的十进制值。解：将16进制数展开后，可得二进制格式为01000001001101100000000000000000↑S阶码8位尾数23位指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=（3）10包括隐藏位1的尾数1.M=1.01101100000000000000000=1.011011于是有X=（-1）S×1.M×2e=+（1.011011）×23=+1011.011=（11.375）102.已知X=-0.01111,Y=+0.11001,求[X]补,[-X]补,[Y]补,[-Y]补,X+Y=?,X-Y=?解：[X]补=1.10001[-X]补=0.01111[Y]补=0.11001[-Y]补=1.00111[X]补=11.10001[X]补=11.10001+[Y]补=00.11001+[-Y]补=11.0011100.0101010.11000X+Y=+0.01010X-Y结果发生溢出3.设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：(1)该存储器能存储多少个字节的信息？(2)如果存储器由512k×8位的SRAM芯片组成，需多少片？(3)需多少位地址作芯片选择？（1）应为32位字长为4B，220=1M=1024K,存储器容量为220×4B=4MB，可存储4M字节的信息（2）SRAM芯片容量为512K×8位=512KB=0.5MB所需芯片数目为：4MB÷0.5MB=8片（3）因为219=512K，即芯片片内地址线19位，存储器容量为1M,地址线为20位，故需1位地址线作芯片片选选择（CS），用A19选第1个模块，用A19选第2个模块。4.指令格式如下所是，其中OP为操作码字段，试分析指令格式特点。15107430OP----------源寄存器基址存储器位移量（16位）解：（1）双字长二地址指令，用于访问存储器（2）操作码字段OP为六位，可以指定64种操作（3）一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由基址寄存器和位移量决定），所以是RS型指令。1.用时空图法证明流水CPU比非流水CPU具有更高的吞吐率。5.解：S1S2S3S4入→(a)指令周期流程IFIDEXWB图C4.1时空图法：假设指令周期包含四个子过程：取指令（IF）、指令译码（ID）、执行运算（EX）、结果写回（WB），每个子过程称为过程段（Si），这样，一个流水线由一系列串连的过程段组成。在统一时钟信号控制下，数据从一个过程段流向相邻的过程段。图C4.1（b）表示非流水CPU的时空图。由于上一条指令的四个子过程全部执行完毕后才能开始下一条指令，因此每隔4个单位时间才有一个输出结果，即一条指令执行结束。图C4.1（c）表示流水CPU的时空图。由于上一条指令与下一条指令的四个过程在时间上可以重叠执行，因此，当流水线满载时，每一个单位时间就可以输出一个结果，即执行一条指令。比较后发现：流水CPU在八个单位时间中执行了5条指令，而非流水CPU仅执行2条指令，因此流水CPU具有更强大的数据吞吐能力。2.画出单机系统中采用的三种总线结构。6.单总线结构：图C4.2双总线结构：图C4.3三总线结构：图C4.43.某双面磁盘每面有220道，内层磁道周长70cm，位密度400位/cm，转速3000转/分，问：(1)磁盘存储容量是多少？(2)数据传输率是多少？解：（1）每道信息量=400位/cm×70cm=28000位=3500B每面信息量=3500B×220=770000B磁盘总容量=770000B×2=1540000B（2）磁盘数据传输率（磁盘带宽）Dr=r×NN为每条磁道容量N=3500Br为磁盘转速r=3000转/60s=50转/s所以Dr=50/s×3500B=175000B/s4.某刷新存储器所需的带宽为160MB/S。实际工