王万生《计算机组成原理实用教程》课后习题答案.pdf 27页

'习题1参考答案一、选择题1．微型计算机的分类通常是以微处理器的D来划分。A．芯片名B.寄存器数目C．字长D.规格2.将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称为A。A．数据处理B.辅助设计C．实时控制D.数值计算3．计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循这一位科学家提出的基本原理D。A.爱因斯坦B.爱迪生C.牛顿D.冯·诺伊曼4．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是A。A．按地址访问并顺序执行指令B．堆栈操作C．选择存储器地址D．按寄存器方式工作5．目前的CPU包括_A_和cache。A.控制器、运算器B.控制器、逻辑运算器C.控制器、算术运算器D.运算器、算术运算器二、填空1.数字式电子计算机的主要外部特性是快速性、准确性、通用性、逻辑性。2.世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年。3.第一代电子计算机逻辑部件主要由电子管组装而成。第二代电子计算机逻辑部件主要由晶体管组装而成。第三代电子计算机逻辑部件主要由集成电路组装而成。第四代电子计算机逻辑部件主要由大规模集成电路组装而成。4.当前计算机的发展方向是网络化计算机系统、分布式计算机系统和智能化计算机系统等方向发展。5.电子计算机与传统计算工具的区别是自动化程度高。6.冯·诺依曼机器结构的主要思想是1.采用二进制代码表示数据和指令；2．采用存储程序的工作方式；3．计算机的硬件系统由五大部分组成。7.冯·诺依曼机器结构由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部分组成。8.中央处理器由运算器和控制器两部分组成。9.计算机中的字长是指机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数）。10.运算器的主要部件是算术逻辑运算单元ALU。11.控制器工作的实质是指挥和协调机器各个部件有条不紊工作。12.存储器在计算机中的主要功能是存储程序和数据。1 13.计算机的兼容性是指：一台计算机上的程序不加任何修改可在另一台计算机上正确运行的特性。14.表示计算机硬件特性的主要性能指标有:字长、主频、存储容量、兼容性、数据处理速度、可靠性、数据传送速率。（填5个以上）15．可由硬件直接识别和执行的语言是机器语言。16．与机器语言相比汇编语言的特点是编程容易、修改调试方便。17．计算机系统的软硬件界面是指令系统。18．软硬件逻辑功能等效是指计算机系统的某功能可以由硬件实现也可以由软件实现，在逻辑功能上是等价的。由硬件实现功能的特点是速度快、价格高。由软件实现功能的特点是灵活性好、但速度较慢。19．计算机厂家在发展新机种时，遵循兼容的原则。20．计算机的字长决定寄存器、运算部件和数据总线的位数。习题2参考答案一、选择题1．下列数中，最小的数是A。A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．452．下列数中，最大的数是D。Ａ．(101001)2Ｂ．（５２）８Ｃ．（２Ｂ）16Ｄ．453．计算机中表示地址时使用__D____A.原码B.补码C.反码D.无符号数4．字长16位，用定点补码小数表示时，一个字能表示的范围是__A___-15-15A．-1～（1-2）B．0～（1-2）-15-15C．-1～+1D．-（1-2）～（1-2）5．若X补=10000000，则十进制真值为___C___。A、-0B、-127C、-128D、-16．定点整数16位，含1位符号位，原码表示，则最大正数为___C___1615A、2B、21516C、2-1D、2-17.当-10,则上商q1=101000000010部分余数和商一起左移2R2＋1100102R2-Y00001000011R3>0,则上商q2=100010000110部分余数同商一起左移2R3＋1100102R3-Y11011000110R4<0,则上商q3=010110001100部分余数同商一起左移2R4＋0011102R4+Y11101001100R5<0,则上商q4=0恢复余数＋001110R5+Y001000-4符号位=1○＋0=1，所以X÷Y=-0.1100(商)余数0.1000×24．已知被乘数X=-1011，乘数Y=-1101，利用原码一位乘法求：X×Y=？（要求写出具体乘法步骤）解：部分积乘数（最右边位为判断位）000001101+101101011右移一位001011110+000000101右移一位000101111+101101101右移一位001101111+1011100018 右移一位10001111符号位1○＋1=0（正）X×Y=10001111习题4参考答案一、选择题1．某计算机字长32位，存储容量8MB，若按双字编址，它的寻址范围是A。A．0～1MB.0～2MC．0～624KD.0～720K2．某计算机字长16位，存储容量2MB，若按半字编址，它的寻址范围是B。A．0～6MB.0～2MC．0～1MD.0～10M3．Cache是指A。A．高速缓冲存储器B.主存C．ROMD.外部存储器4．磁盘按盘片的组成材料分为软盘和B。A．磁带B.硬盘C．磁鼓D.磁泡5．磁表面存储器是以B作为记录信息的载体。A．塑料介质B.磁介质C．材料D.磁头6．对磁盘上存储的信息的访问是通过它所在磁道号和B实现的。A．扇型区域B.扇区号C．柱面号D.标记7．内存若为16MB，则表示其容量为___D___KB.A．16B．1024C．16000D．163848．若CPU的地址线为25根，则能够直接访问的存储器的最大寻址空间是___D___。A．1MB．5MC．16MD．32M9．CPU可以直接访问的存储器是___C___。A．磁带B．磁盘C．主存储器D．外存10．某RAM芯片，其存储容量为1024×16位，该芯片的地址线和数据线数目分别为__A__。A.10，16B.20，189 C.18，20D.19,2111．计算机的存储器系统是指___D___。A.RAMB.主存储器C.ROMD.Cache、主存储器和外存储器12．若存储体中有1K个存储单元，采用双译码方式时要求译码输出线为___A___A.64B.32C.560D.913．某计算机字长32位，存储容量为1MB，若按字编址，它的寻址范围是__B___A.0～512KB.0～256KC.0～256KWD.0～1K14.内存储器容量为256KB时，若首地址为00000H，那么地址的末地址的十六进制表示是____D____A.2FFFFHB.4FFFFHC.1FFFFHD.3FFFFH15．RAM芯片串联时可以___C____A．提高存储器的速度B．降低存储器的价格C．增加存储单元的数量D．增加存储器的字长16．与动态MOS存储器相比，双极性半导体存储器的特点是___A__A．速度快，功耗小B．集成度高C．速度慢D．容量大17．下列元件中存取速度最快的是___A___A．寄存器B．内存C．外存D．cache18．对于没有外存储器的计算机来说，监控程序可以存放在___C___A．CPUB．RAMC．ROMD．RAM和ROM19．评价磁记录方式的基本要素一般有___D___、同步能力、可靠性。A．密度B．记录方式C．控制方式D．记录密度20．某一SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源线、接地线和刷新线外，该芯片的最小引脚数目应为___D___。A．24B．26C．50D．1921．计算机的主存容量与地址总线的__A____有关，其容量为__A__。地址根树地址根树A．根数，2B．频率，2C．速度，2GD．电压，1024KB22．三级存储器系统是指____A___这三级。10 A．高缓、外存、内存B．高缓、外存、EPROMC．外存、内存、串口D．高缓、内存、EPROM23．在大量数据传送中常用且有效的检验方法是__D___。A．奇偶校验法B．海明码校验C．判别校验D．CRC校验24.组成2M×8bit的内存，可以使用___C___进行并联。A．2M×16bitB．4×8bitC．2M×4bitD．4×16bit二、填空1.存储器的作用是以二进制形式存放程序和数据。2．对存储器可进行的基本操作有两个:读出操作和写入操作。3．如果任何存储单元的内容都能被随机访问，且访问时间和存储单元的物理位置无关，这种存储器称为随机存储器。4．内存是计算机主机的一个组成部分，它用来存放正在使用的或经常使用的程序和数据。5．在断电后信息即消失的存储器称为非永久记忆（或易失性）的存储器。半导体读写存储器RAM属于非永久性存储器。6．由高速缓冲存储器、主存和外存组成一个完整的存储系统是一种常见的三级存储系统结构。7．外存（或辅存）中的信息不能被CPU直接访问。8．外存用于存储备用的、不经常使用且断电后能长期保存的信息。9．MOS型半导体随机存储器可分为静态存储器和动态存储器两种，后者在使用过程中每2ms内要刷新一次。10．只读存储器ROM的特点是通过一定方式将信息写入以后，信息就固定在ROM中，即使电源切断之后，信息也不会丢失。11．只读存储器主要用来存放一些不需要修改的信息，如微程序、子程序、某些系统软件、用户软件和数据表格等。12．按照制造工艺的不同，可将ROM分为三类：掩膜式只读存储器MROM、可编程只读存储器PROM、可擦除可编程只读存储器EPROM。13．MROM中的内容由芯片制造厂家在芯片生产过程中按要求做好。14．PROM中的内容一旦写入，就无法改变了，属于一次可编程存储器。15.主存与辅存的区别主要是CPU可以直接访问主存不能直接访问辅存，主存中的信息掉电后不能保存，辅存中的信息掉电后不会丢失。16．双极型半导体工作速度比MOS型半导体快，因此Cache就是由双极型半导体构成。17．计算机内存储器可以采用RAM和ROM(即内存和ROMBIOS。注意内存储器不是指内存)。18．常用的刷新控制方式有：集中刷新控制方式、分散刷新控制方式和异步刷新控制方11 式三种。19．一个16K×32位的存储器,地址线和数据线的总和是46。20．一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是27。21．一个16K×16位的存储器,地址线和数据线的总和是30。22．某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,该机的寻址范围是32K。23．某计算机字长是64位它的存储容量是1MB,按字编址,该机的寻址范围是128K。24．某计算机字长是32位它的存储容量是64KB,按字编址,该机的寻址范围是16K。25．某一RAM芯片其容量为512×8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是18（或19读写分开）。26．某RAM存储器容量为32K×16位则地址线为15根,数据线为16根。27．某RAM存储器容量为128K×16位则地址线为17根,数据线为16根。28.存储器与其他部件之间主要通过数据线，地址线和读、写控制线进行连接。29．内存容量为256KB时，若首地址为00000H，那么末地址为3FFFFH。30．16位机中，若存储器的容量为1MB，则访存时所需地址线应有20根。31．存储器芯片并联的目的是为了增加存储器的字长。32．存储器串联的目的是为了增加存储器的单元数。33．存储器串联时，需要将地址码分成两个部分，一部分送芯片地址线，一部分经译码后送存储芯片的片选位。34．要组成容量为4M×8位的存储器，需要8片4M×1位的芯片，或需4片1M×8位的存储芯片。35．构成32MB的存储器，需要1M×1位的芯片256片36．Cache是指介于CPU与主存间速度快容量较小的高速缓冲存储器。37．在图4-28多级存储系统中，上一层次的存储器比下一层次存储器速度快、容量小，每一字节存储容量的成本高。38．Cache介于主存与CPU之间，其速度比主存快，容量比主存小。39．引入cache的目的是弥补CPU与主存间存在的速度差。40．将辅存当作主存用，扩大程序可访问的存储空间，这样的结构称为虚拟存储器。41．虚拟存储器的建立主要用来解决主存容量不足问题。42．选择替换算法的主要依据是命中率高和容易实现。43．常用的替换算法有LRU（最近最少使用法），FIFO（先入先出法）和OPT（最佳置换法）三种。三、计算题1．某主存容量为1MB，用256K×1位/每片RAM组成，应使用多少片？采用什么扩展方式？应分成几组？每组几片？2010解：总片数1MB/（256K×1）=1×2×8/（256×2×1）=4×8=32片采用混联（并+串联）扩展方式；应分成4组；每组8片。12 2．某主存容量为256KB，用256K×1位/每片RAM组成，应使用多少片？采用什么扩展方式？应分成几组？每组几片？1010解：总片数256KB/（256K×1）=256×2×8/（256×2×1）=1×8=8片采用并联扩展方式；应分成1组；每组8片。习题5参考答案一、选择题1．通常指令编码的第一个字段是__C__A.操作B.指令C.操作码D.控制码2．堆栈常用于_D_A.程序转移B.输入输出C.数据移位D.保护程序现场3.在堆栈中保持不变的是_B_A.栈指针B.栈底C.栈顶D.栈中数据4．设寄存器R=1000，地址1000处的值为2000，2000处为3000，PC的值为4000，用相对寻址方式，-2000（PC）的操作数是__B__A．4000B．3000C．5000D．70005．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入__A__A．PCB．累加器C．存储器D．地址寄存器6．以下的D不能支持数值处理。A.算术运算类指令B.移位操作类指令C.字符串处理类指令D.输入输出类指令二、填空题1．计算机硬件能够识别并直接执行的指令称为机器指令。2．指令系统是计算机硬件所能识别的系统，它是计算机软、硬件之间的接口。3.一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机的指令系统。4．汇编程序的功能是将汇编源程序转换成目标代码。5．高级语言编译后生成的目标代码与汇编生成的代码比较，前者代码长，执行速度慢6.指令系统的完备性是指用指令系统中的指令编制各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件实现。7．单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数13 常需采用隐含寻址方式给出。8．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自堆栈（或隐含给出）。9.在一地址指令格式中，可能有一个操作数，也可能有两个操作数10．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性。11．用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寄存器直接寻址。12．寄存器间接寻址方式中，操作数处在主存单元中。13.变址寻址方式中，操作数的有效地址等于变址寄存器内容加上形式地址。14．指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现程序的条件转移或无条件转移。15．每条指令由两部分组成，即_操作码_，_操作数_。16．零地址指令是不带_地址码_的机器指令，其操作数是由__堆栈（或隐含方式）提供的。17．指令中的地址码即是操作数的实际地址，这种寻址方式称作_直接寻址_。若指令中的地址码即是实际的操作数，这种寻址方式称作_立即寻址_。18．在存储器堆栈中，需要一个堆栈指针SP，用它来指明栈顶的变化。19．在下表括号中正确填入每个地址位数，以及相应的可寻址空间。指令地址码机器字（位）操作码（位）每个地址位（位）可寻址空间（字节）三地址164（4）（16）单地址164（12）（4096）20．在下列寻址方式中为了取出操作数，需访问内存几次。A.立即寻址__0_次B.直接寻址_1_次C.一级间接寻址_2_次D.二级间接寻址__3_次21．RISC是精简指令系统计算机的简称。22．CISC是复杂指令系统计算机的简称。习题6参考答案一、选择题1．目前的CPU包括A和cache。A.控制器、运算器B.控制器、逻辑运算器C.控制器、算术运算器D.运算器、算术运算器2．若A机的CPU主频为8MHZ，则A机的CPU主振周期是_C_A．0.25微秒B．0.45微秒C．0.125微秒D．1.6微秒3．同步控制是_C_。A．只适用于CPU的控制的方式14 B．只适用于外部设备的控制的方式C．由统一的时序信号控制的方式D．所有指令执行的时间都相同的方式4．异步控制常作为_D_的主要控制方式。A．微型机的CPU控制中B．微程序控制器C．组合逻辑控制的CPUD．单总线结构计算机中访问主存与外围设备时5．为协调计算机系统各部分工作，需有一种器件提供统一的时钟标准，这个器件是_B_。A.总线缓冲器B.时钟发生器C.总线控制器D.操作指令产生器6．在CPU中存放当前正在执行指令的的寄存器是_C_。A.主存地址寄存器B.程序计数器C.指令寄存器D.程序状态寄存器7．计算机主频周期是指_B_A.指令周期B.时钟周期C.存取周期D.CPU周期8．CPU内通用寄存器的位数取决于AA．机器字长B．存储器容量C．指令字长D．速度9．一条转移指令的操作过程包括取指令、指令译码和_D_三部分。A.地址B.操作码C.机器周期D.计算地址10．任何指令周期的第一步必定是_B_周期。A.取数据B.取指令C.取状态D.取程序11．微程序入口地址是_B_根据指令的操作码产生的。A.计数器B.译码器C.计时器D.判断逻辑矩阵12．下列关于微处理器的描述中，正确的是_B_。A.微处理器就是主机B.微处理器可以用作微机的CPUC.微处理器就是微机系统D.微处理器就是一台微机13．微程序放在_B_中。A．RAMB．控制存储器C．指令寄存器D．内存储器14．微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数_C_，用它编写的微程序C_。A．较多，较长B．较少，较短C．较长，较短D．较短，较少15 二、填空1．中央处理器是指运算器和控制器。2．在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是程序计数器PC(或指令指针IP)。3．PC属于控制器。4．CPU中通用寄存器的位数取决于机器字长。5．CPU主要包括控制器、运算器、cache。6．指令周期是指取出并执行一条指令所需的时间。7．任何一条指令的指令周期的第一步必定是取指周期。8．CPU取出一条指令并将其执行完毕所需的时间是指令周期。9．指令周期一般由取指、取操作数（包括取源操作数和取目的操作数）和执行三个部分组成。10．有些机器将机器周期定为存储周期的原因是存储操作操作时间最长。11．同步控制是由统一时序信号控制的方式。12．异步控制常用于两个速度差异较大的设备之间通信时采用的主要控制方式（或在单总线结构计算机中访问主存与外围设备时）作为其主要控制方式。13．指令异步控制方式的特点是每条指令，每个操作控制信号需要多长时间就占用多长时间。14．时序信号的定时方式，常用的有同步控制、异步控制、联合控制三种方式。15.构成控制信号序列的最小单位是微命令。16．硬布线器的设计方法是：先画出指令执行的流程图，再利用流程图找出函数关系并写出综合逻辑表达式，然后用门电路等器件实现。17．硬布线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是指令操作码的译码输出、时序信号和状态信号的逻辑函数。18．在硬布线控制器中，把控制部件看作为产生微命令信号的逻辑电路。19．控制器的控制方式有_同步,_异步和_联合_三种形式。其中_异步_方式最节省时间，同步方式最浪费时间，而_联合_方式介于两者之间。20．在硬布线控制器中，某一微操作控制信号由微命令信号发生器产生。21．微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行。22．采用微程序控制方法，使原来的组合逻辑变成了存储逻辑。23．微程序是若干条微指令的有序集合。24．与微程序控制相比，组合逻辑控制的速度较快。25．计算机的核心部件是CPU，控制着计算机内信息流和数据流的操作。26．现代计算机的运算器结构一般使用总线来组织，基本分为单总线、双总线、多总线三种结构形式。其中多总线操作速度最快，而单总线操作速度最慢。27．根据机器指令与微指令之间概念上的某种对应关系，请在下面括号种填入适当名称。指令微指令16 命令（微命令）（程序）微程序主存（控制存储器）地址（微地址）（指令寄存器IR）微命令寄存器三、简答题1．什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？答：指令周期是执行一条指令的时间。执行一条指令的时间又用若干个CPU周期（机器周期）来表示，如FT，ST，DT，ET。一个CPU周期又分为若干个时钟周期（节拍脉冲）。2．微程序控制器有何特点（基本设计思想）？答：设计比较规范，容易扩充，修改方便，由于用软件的方法实现，执行速度较慢。3．什么叫组合逻辑控制器？它的输入信号和输出信号有哪些？答：完全有硬件电路实现的（组合逻辑电路）的控制器称为组合逻辑控制器。输入信号有：指令译码器的输出；时序信号；由PSW给出的标志。输出信号：微操作控制信号（即微命令），如Write、Read以及CPU内部各种控制信号。4．以模型机组成为背景，试分析下面指令，写出指令的操作流程。（1）.SUBR1，X（R3）解：FT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→IRST：R1→BUS→SRDT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→X（ALU的A端）R3→BUS，ADD，ALU→Z→BUS→MARREADM→MDR→BUS→DRET：DR→BUS→X（ALU的A端）SR→BUS（ALU的B端）SUBALU→Z→BUS→MDRWRITEM（2）.ADDX(R1),(R2)17 解：FT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→IRST：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→X（ALU的A端）R1→BUS，ADD，ALU→Z→BUS→MARREADM→MDR→BUS→SRDT：R2→BUS→MARREADM→MDR→BUS→MARREADM→MDR→BUS→DRET：DR→BUS→X（ALU的A端）SR→BUS（ALU的B端）ADDALU→Z→BUS→MDRWRITEM（3）.NEG@（R6）+解：FT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→IRDT：R6→BUS→MAR|→R6+1→R6READM→MDR→BUS→MARREADM→MDR→BUS→DRET：/DR→BUS（ALU的B端）CLEARX（ALU的A端置0）1→C0ADDALU→Z→BUS→MDRWRITEM（4）.ADD（R2）+，R3解：FT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→IRST：R2→BUS→MAR|→R2+1→PCREADM→MDR→BUS→SRDT：R3→BUS→DRET：SR→BUS→X（ALU的A端）DR→BUS（ALU的B端）18 ADDALU→Z→BUS→R3（5）.DECX（R6）解：FT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→IRDT：PC→BUS→MAR|→PC+1→PCREADM→MDR→BUS→X（ALU的A端）R6→BUS，ADD，ALU→Z→BUS→MARREADM→MDR→BUS→DRET：DR→BUS（ALU的B端）CLEARX（ALU的A端置0）1→C0SUBALU→Z→BUS→MDRWRITEM习题7参考答案一、选择题1．总线__A__技术可以使不同的信号在同一条信号线上传输，分时使用。A.复用B.分时C.分频D.带宽2．在菊花链方式下，越接近控制器的设备优先级__A__A.越高B.越低C.越困难D.越容易3．根据连线的数量，总线可分为串行总线和__A__总线A.并行B.多C.控制D.地址4．总线控制方式可分为集中式和__B_（A也是对的）式两种A.分散B.分布C.控制D.遥测5．串行总线与并行总线相比__A__A．并行总线成本高，速度快B.并行总线成本低，速度慢C.串行总线成本高，速度快D.串行总线成本高，速度慢6．为协调计算机系统各部分工作，需有一种器件提供统一的时钟标准，这个器件是__B__。A.总线缓冲器B.时钟发生器C.总线控制器D.操作指令产生器19 7．总线的电气特性包括每一条信号线的信号传递方向，信号的时序特性和__A__特性。A.电平B.时间C.电流D.安全8．串行传送方式中，一个数据的帧通常包括起始位、数据位、__C__、结束位和空闲位。A.检测位B.查询C.校验位D.控制位9．PC机中PCI总线的数据通道宽度是__A__位的。A.32B.64C.8D.1610．双向传输的总线，又可分为__C__。A．信号和全双工B．信息和半双工C．全双工和半双工D．信息和PC二、填空题1．系统总线是一组传输公共信息信号线的集合。2．总线的共享性，即总线所连接的部件都可通过它传递信息。3．总线协议一般包括：信号线定义、数据格式、时序关系、信号电平、控制逻辑等。4．总线的物理特性是指总线的物理连接方式，包括总线的根数，总线的插头、插座的形状和引脚线的排列方式。5．衡量总线性能的重要指标是总线带宽。6．系统总线由一组导线和相关的控制驱动电路组成。7．总线带宽是总线本身所能达到的最高传输速率。8．总线的时间特性定义了每根线在什么时间起作用。9．对总线通信进行定时可以分为同步和异步两种数据传送方式。10．按总线所处的位置不同可以分为片内总线，片间总线，内总线，外总线。11．按总线传送信息的类型可将总线分为：地址线，数据线，控制线，电源线和地线。12．按数据传送格式，可将总线分为并行总线与串行总线。13．串行总线有两根数据线，分别实现两个方向的数据传输，称为双工通信。14．按时序控制方式，可分为同步总线与异步总线。15．外总线较多采用串行总线，以节省通信线路的成本、实现远距离传输。16．根据连接方式不同，常见的计算机系统总线结构可分为单总线结构、双总线结构和三总线结构（多总线结构）。17．双总线结构中有两组总线。一组总线是CPU与主存储器之间进行信息交换的公共通路，称为存储总线。18．面向主存储器的双总线结构它保留了单总线结构的优点，即所有设备和部件均可通过系统总线交换信息。19．三总线结构是指在计算机系统中各部件用主存总线，I/O总线，DMA总线三条各自20 独立的总线构成信息通路。20．DMA总线，即直接主存访问总线，它负责高速外部设备与主存的信息传送。21．总线结构对计算机系统性能的影响有最大存储容量、指令系统和吞吐量三个方面。22．计算机系统的吞吐量是指流入处理和流出系统的信息的速率。23．系统总线包括地址线、数据线、控制线和各种电源线。24．现在的微机中最流行、最常见的系统总线有ISA总线、PCI总线（PCIE）和AGP总线。25．系统总线已成为整个计算机系统的通信瓶颈，这是因为：①微处理器运行速度不断提高，超过了系统总线提供的通信能力；②先进的存储器和外设接口极大地提高了数据传输率；③越来越多的外围设备需要高速系统总线支持，如网络适配器、硬盘驱动器、图形适配器及各种专用。26．在集中式总线仲裁中，独立请求方式响应时间最快。27．在集中式总线仲裁中，菊花链方式对电路故障最敏感。28．同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信不需要应答信号。29．异步控制常用于单总线结构计算机中访问主存与外围设备的系统中，作为其主要控制方式。30．总线控制方式分为集中方式与分布方式两类。31．集中式总线控制主要有菊花链查询方式、定时计数器查询方式、独立请求方式。32．总线通信分为同步和异步两种。33．菊花链式查询的主要优缺点是控制简单，对电路故障最敏感且设备的优先级是固定的。34．主控部件与被控部件采用同一定时系统称为同步通信。35．主控部件与被控部件不采用同一定时系统称为异步通信。三、解答题1．什么是总线？它有什么用途？试举例说明。答：总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线。用途：实现部件之间的信息传输。如ISA，PCIAGP等总线2．总线通信采用的方式有哪几种？各有什么优缺点？答：一般采用三种方式：同步通信方式、异步通信方式、半同步通信方式。通信双方由统一的时钟控制数据传送称同步通信方式。这种通信方式的优点是规则明确、统一，缺点是在时间上必须完全要求同步一致、通信双方必须速度完全相同。异步通信方式没有统一的时钟，为了协调发送和接收双方的数据通信，通信双方采用应答方式。主设备发出请求（Request）信号后，一直等待从设备的响应Ack（Acknowledge）信号，然后才开始通信。适合速度差异较大的设备之间的通信。半同步通信结合了同步通信与异步通信的优点，既保留了同步通信的基本特点，同21 时又像异步通信，允许不同速度的设备和谐地工作。3．什么叫信号线的分时复用？试比较采用专用信号线和分时复用信号线各自的优缺点？答：信号线分时复用是指在同一信号线上，不同的时间传送不同的信息，例如，地址/数据分时复用总线，在一段时间上传输地址信息，另一段时间上传输数据信息。专用信号线的优点是速度快，缺点是成本高；复用信号线优点是成本低，缺点是速度慢。4．在异步通信中，握手信号的作用是什么？答：握手信号的作用是保证通信双方都已准备就绪，可以进行数据传输而不会丢失数据。5．什么情况下需要总线仲裁？总线仲裁的目的是什么？有哪几种常用的仲裁方式？各有什么特点？答：当多个设备同时要求使用总线时需要总线仲裁；总线仲裁的目的决定哪个主控设备优先使用总线。有集中控制方式和分布控制方式。集中控制方式是在系统中设置一个独立的硬件设备—总线控制器来分配总线时间。集中仲裁又可以分为菊花链查询方式、计数器定时查询方式和独立总线请求访问仲裁方式。分布控制方式没有总线控制器，每个设备都包含访问控制逻辑，这些模块共同作用分享总线。习题八参考答案一、选择题1．CRT显示器上构成图像的最小单元称为__D____。A．元素B．亮点C．单位D．像素2．外围设备的定时方式分为同步定时与___A__两种方式。A．异步应答B．异步C．应答D．控制二、填空题1．目前市面上流行的鼠标器有两种：光机式和光学式。（也即平时大家简称为机械鼠标和光电鼠标）。22 2．在计算机硬件系统中不是主机的设备都属于外部设备,外部设备也叫外围设备。3．常用的几种输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。4．触摸屏系统分成：触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置。5．触摸屏根据其采用的技术，分为：电阻式、电容式、红外线式、表面声波技术和底坐式矢量压力测力技术。6．按所显示的信息内容分类，显示设备可分为字符显示器、图形显示器和图像显示器三大类。7．CRT是一个电真空器件，由电子枪、偏转装置和荧光屏构成。8．平板显示器(FPD)一般是指显示器的深度小于显示屏幕对角线1／4长度的显示器件，有液晶显示(LCD)、等离子体显示(PDP)、场发射显示(FED)、电致发光显示(ELD)等。9．LCD的应用领域有便携式电子产品、监视器和消费类电子产品三类。10．由称作像素的光点组成的不可人为改动的描述叫图形。由称作像素的光点组成的可以改动的描述叫图像。11．显示设备所能表示的像素个数叫分辨率。所显示像素点的亮暗差别叫灰度级，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。12．为了使人眼能看到稳定的图像，就必须在图像消失之前使电子束不断地重复扫描整个屏幕，这个过程叫做刷新。13．控制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符叫随机扫描。全屏扫描而产生字符和图象叫光栅扫描。14．光栅扫描显示器的特点是把对应于屏幕上每个像素的信息都用存储器存起来，然后按地址顺序逐个地刷新显示在屏幕上。15．利用机械作用使印字机构与色带和纸相撞击而打印字符叫击打式打印机。采用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法印刷字符叫非击打式打印机。16．针式打印机由打印头与字车、输纸机构、色带机构和控制器四部分组成。17．激光印字过程分带电、曝光、显影(显像)、转印、定影(固定)和清除残像6个步骤。18．产生墨滴的机构，可采用不同的技术，流行的有压电式和热电式。19．汉字输出有打印输出和显示输出两种形式。三、简述题1．简述打印机的发展趋势？答：打印机由击打式向非击打式发展已成为定局。针式打印机随着市场需求的变化也在调整其产品方向。目前除大型宽行报表打印仍维持其优势外，逐渐转向微型打印机和特种打印机。打印机的另一重要发展趋势是从文本打印方式向图形打印方式转变，从单色打印向彩色打印转变。2．简述普通显示器和显示终端的区别？23 答：显示终端是将显示与键盘输入控制作为一个整体的；普通显示器这两部分是分开的。3．某显示器的分辨率为1024×768，24位真彩，试计算为达到这一显示，需要多少字节的显示缓冲区？答：需要的显示缓冲区=1024×760×24÷8bit=2304KB习题9参考答案一、选择题1．主机、外设不能并行工作的方式是___D___。A.中断方式B.DMA方式C.通道方式D.程序查询方式2．在关中断状态，不可响应的中断是___B___。A.硬件中断B.可屏蔽中断C.软件中断D.不可屏蔽中断3．中断系统是由___C___实现的A.仅用软件B.仅用硬件C.软、硬件结合D.以上都不对4．DMA方式数据的传送是以____D___为单位进行的。A.字B.位C.字节D.数据块5．中断向量地址是___A_____。A.中断服务程序入口地址的指示器B.子程序入口地址C.中断返回地址D.中断服务程序的入口地址6．根据连线的数量，总线可分为串行总线和_____A___总线A.并行B.多C.控制D.地址7．禁止中断的功能可以由____A__来完成。A.中断允许触发器B.中断触发器C.中断屏蔽触发器D.中断禁止触发器8.下面不属于内部中断的是___D___。A.除数为0B.非法指令C.非法数据格式D.非法地址9．DMA方式是在____C____。A.CPU与主存B.外设与外设C.主存与外围设备D.CPU内部24 10．实现输入输出数据传送的方式分为三种：直接存储器访问（DMA）方式、__A___方式和通道方式。A.程序控制B.测试C.检测D.位控11．CPU响应中断时，最先完成的两个步骤是__C___和保护现场信息。A.开中断B.恢复现场C.关中断D.不可屏蔽中断二、填空题1．主机与外设通过I/O接口进行信息交换。2．I/O接口是主机与外设的中间部分。3．通常主机与外设之间传递的信息有：数据信息、状态信息和控制信息三类。4．在一个I/O接口中，可能有数据端口、控制端口、和状态端口。5．按I/0接口传输数据信息的格式分为：并行接口和串行接口两类。6．CPU对I/O的编址方式有独立I/O编址方式与统一I/O编址方式两种。7．Intel8086/8088可对64K个I/O端口进行编址。8．直接I/O端口寻址方式，端口的地址由一个8位二进制数直接指定。9．寄存器间接I/O端口寻址方式，端口的地址由十六位寄存器DX中的内容指定。10．常用的I/O控制方式有：程序直接控制方式、程序中断控制方式、直接存储器存取控制方式（或DMA方式）、通道控制方式和I/O处理机方式五种。11．程序直接控制方式中又分：无条件传送方式和条件传送方式两种。12．MOVAL，34H；34H是立即数。INAL，34H；34H是直接I/O端口地址。13．数据缓冲寄存器是用来暂存主机传送到外设或外设传送到主机的数据信息。14．中断是指计算机在正常执行程序的过程中，由于种种原因，使CPU暂时停止当前程序的执行，而转去处理临时发生的事件，处理完毕后，再返回继续执行被暂停的程序的过程。15．中断技术的主要应用是故障处理、实时处理和提供程序调试的方法。16．中断源是指提出中断申请的部件或事件。17．根据中断源的位置，可将中断分为：内中断和外中断两类。发生在主机内部的中断请求称为内中断。凡是由主机外部事件或部件引起的中断称为外中断。18．按中断请求的是否可预期分：中断可分为强迫中断和自愿中断两种。19．按中断请求能否被屏蔽，中断可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。20．CPU停止执行现行程序，转向处理中断请求的过程称为中断响应。21．中断向量就是中断服务子程序的入口地址（有的机器还包括程序状态字）。22．确定中断源的方法大致有四种：软件查询法、串行排队菊花链法、独立请求法和向量中断法。23．当CPU响应中断时，如果硬件直接产生的一个固定地址即向量地址，由向量地址指25 出每个中断源的中断服务程序入口，这种方法通常称为向量中断法。24．独立请求方式中每个中断源有自己的中断请求线，在优先级（权）高的中断源提出中断申请时，该信号用硬件封锁了优先级低的中断请求。25．软件中断查询法适用于低速和中速设备。26．在IBMPC中，256个中断服务子程序入口地址以表格的形式按中断类型号的次序存放在以0000H为起始地址的1KRAM存储区中，这个表格就是中断向量表。27．每个中断服务程序入口地址的四个字节的内容是代码段基值（CS）与偏移地址（IP）两部分。28．直接存储器存取控制方式的基本工作原理是由DMA控制器直接控制I/O传输。29．DMA控制器的功能是控制输入和输出。30．DMA控制器与CPU分时使用主存的控制方式有停止CPU访问主存、周期挪用和主存交替访问三种。31．DMA传送操作分准备阶段、DMA传送阶段和传送结束阶段三个阶段。32．通道是通过通道程序来控制I/O操作的处理器。通道结构的进一步发展，出现了I/O处理机和外围处理机两种计算机I/O系统结构。33．通道的功能是通过通道程序来控制I/O操作的。34．CPU通过I/O指令以及处理来自I/O的中断对通道进行管理。二．解答题1．比较程序直接控制方式、程序中断控制方式、直接存储器存取控制方式（或DMA方式）的特点。？答：①程序直接控制方式：直接通过I/O指令传输数据，控制简单；不能实行CPU与外设并行工作；系统中存在大量高速外设会造成数据丢失。②程序中断控制方式：通过中断方式传输数据。能实行CPU与外设、外设与外设并行工作；可以处理复杂事务、实现故障处理提高系统的可靠性；可以实现人机对话方便用户使用计算机。适合低速设备。③直接存储器存取控制方式（或DMA方式）：数据传输过程中完全有DMA控制器控制，占用CPU时间最少；只能实现简单的数据传送不能进行复杂的事务处理。适合高速成块数据传输。2．为什么在保存现场和恢复现场的过程中，CPU必须关中断？答：防止新的更高级的中断响应造成保存（恢复）现场时出错。3．USB接口的主要特点？答：传输速度快（480Mb/s）；支持热插拔；可以给USB设备提供电源等。4．某外设通过RS-232串行口与主机相连，采用异步通信方式。若传输速率1200波特，26 1位起始位、2未终止位、1位奇偶位、8位数据位。传输一个字节需要时间为多少？答：传输一个字节实际传输了12位。传输速率1200波特时每秒实际传输1200/12=100字节/S传输一个字节需要时间=1/100=0.01S27'