计算机体系结构 (1)

第一章参考答案：1．应用语言级高级语言级汇编语言级操作系统级机器语言级微程序语言级。2．从上而下从下到上专用机通用机3．软、硬件交界面计算机系统的性能/价格比4．1TFLOPS的计算能力1TByte的主存容量1TByte／s的I／O带宽5．虚拟机实际机器6．统一高级语言模拟仿真系列机7．控制流数据流SISDSIMDMISDMIMD8．汇编语言程序员9．任务单一化操作重叠化吞吐匹配化程序多道化指令系统数据表示中断系统存储系统I/O系统10．指令系统数据表示中断系统存储系统I/O系统11.C12.D13.A14.B15.A16.B17.D18.A19.答：1)在现有器件的条件下，系统要有较高的性能价格比；2)不要不合理地限制各种组成、实现技术的采用；3)硬件的设计要考虑如何为软件提供更好的支持。20.答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，但是，在性能、价格、实现的难易程度上却是各不相同的，硬件执行速度快，软件灵活性好。即软件和硬件在物理意义上是不等效的。第二章参考答案：1．标志符描述符2．基地址向量长度位移量起始地址有效向量长度3．数的个数数的范围精度稀密度4．A5.B6.D7．指尾数右移过程中丢掉的溢出位8．查表舍入法、舍入法恒置1法截断法。9．指令使用频度不同时采用不等长编码10．D11.D12．寄存器堆栈主存13．程序员编程用的地址物理14．逻辑物理动态再定位15．2FFF16．A17.D18.D19.A20.C1.解：1）两级描述符：21011610116101000000a00000a01:a33:.000000b00000b01:b33:.第一级第二级21011610116101:第一级第二级a00a01...a33b00b01...b33或：2）三级描述符b30b31b32b33210141014101第一级第二级41014101410141014101410141014101第三级B第三级Aa00a01a02a03a30a31a32a33b00b01b02b032.解：1）规格化浮点数表：rm=2时，P=2，m=4正尾数、规格化、非负阶时共有32个规格化浮点数mp0000010100111001011101111004/84/44/2481632641015/85/45/25102040801106/86/46/26122448961117/87/47/27142856112rm=8时，共有56个规格化浮点数mp0000010100111001011101110011/8181*821*831*841*851*860102/82162*822*832*842*852*860113/83243*823*833*843*853*861004/84324*824*834*844*854*861015/85405*825*835*845*855*861106/86486*826*836*846*856*861117/87567*827*837*847*857*862）规格化浮点数表：rm=2时，规格化浮点数共有4*8=32个rm=8时，规格化浮点数共有7*8=56个，在[0.5，112]中，有数19个（上表中红的数字表示）。rm规格化浮点数个数数的表示范围e2320.5～11218560.125～18350080.6++*-*CBEFA+-D/GHI3题:（A+B）*（C-D）+（E/F）-（G+H)*I解：1）数学表达式的树结构2）逆波兰表达式AB+CD-*EF/+GH+I*-4题解：1）画Huffman－A方案的树结构I1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I130000001111110011100010112）分别写出等长法、H-A、扩展法编码方案：IiPi等长法H-A扩展法OPliOPliOPliI1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I13I140.150.150.140.130.120.110.040.040.030.030.020.020.010.01000000010010001101000101011001111000100110101011110011014010110111011110111110111111011111110111111110111111111011111111110111111111110111111111111011111111111111234567891011121313000001010011100101110001100111010110111110011101111101111135信息等效平均码长44.543.4L3）∵扩展码时L最小，即L扩展=3.444.54∴选用扩展法5.解：1）4444三地址指令12条两地址指令62条单地址指令31条零地址指令32条∵(((24-12）×24-62)×24-31)×24=1632∴不能满足32条零地址指令的要求，为保证32条零地址指令可减少一条单地址指令。即(((24-12）×24-62)×24-30)×24=322）①12条三地址指令0000┇A1A2A31011OPA1A2A3OPA1A2OPOPA1②62条两地址指令00001100┇1111┇┇00001110┇A1A2111100001111┇1101③30条单地址指令000011111110┇11110000A111111111┇1101④32条零地址指令1111111111100000┇1111111111111111第三章参考答案：1.采用何种方法以获取总线的使用权分布式集中式2.串行链接独立请求定时查询串行链接与独立请求相结合独立请求串行链接3.专用非专用4.B5.D6.A7.A8.D9.B10.C11.D12.C13.A14.同一时钟周期15.中断级屏蔽16.响应处理程序17.同级及更低级的其它18.低单字节19.高定长块20.优先级高的中高可变长块1.解1）处理顺序为1-3-4-22）中断响应处理时空图主程序中断处理程序②③2Δt响②一二三四t嵌套中断请求1Δt3Δt3Δt①④3Δt嵌套嵌套恢复恢复恢复返回主程序2.解：（1）结构示意图（2）L=log264=6所需独立线数：6+2=8（3）①有部件请求时，请求信号送C；②C收到请求后，将当前计数器的计数值，通过6条代码线同时送到各部件；③若与此计数值编号相同的部件已提出请求，则该部件建立忙电平，C收到忙电平后，停止向下计数，表示该部件接管总线。④若与此计数值相同编号的部件未提出请求，等待一个计数脉冲周期后，计数器将进行+1计数，此时C又将下一个计数值又同时发往各部件，余类推。集中控制器CU0U63U1...6条定时查询代码线请求忙6位统一计数器3.解：1）①fb=100+40+40+10+10=200(KB/s)②Tbj=1/fj第j个子CH提供一个字节的时间③计算完整申请周期：上述5个时间的最小公倍数是100μs。子CH12345Tb(μs)102525100100子CH543210102030405060708090100t(μs)