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数量，并画出产生片选信号的译码逻辑。
解：地址空间为0000H—3FFFH的用户程序区，即16KB，可选用2片8K×8位的SRAM芯片；地址空间为D000H—DFFFH的系统程序工作区，即4KB，可选用1片4K×8位的SRAM芯片；地址空间为E000H—FFFFH的系统程序区(ROM)，即8KB，可选用1片8K×8位的EPROM芯片。
产生片选信号的译码逻辑,可参考课本P137的存储器组成实例【例3.1】，此处略。
4.若某磁盘装置的平均找道时间为10毫秒，平均旋转等待时间为8毫秒，数据传输率为2.5M字节/秒。磁盘机上存放着100个文件，每个文件的平均长度是1M字节。现需将所有文件独一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要2毫秒的额外处理时间。问：
(1) 检查并更新所有文件需要占用多少秒的时间？
(2) 若磁盘机有4个记录面，某一文件的容量大于一条磁道的容量但不大于一个柱面的容量，则在更新过程中，应将文件记录在同一个记录面上还是在同一个柱面上？为什么 【解】
(1) 每次磁盘读或写的时间＝找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为
?(10?10?3?8?10?3?1/2.5)?2?2?10?3??100?83.8(秒)?1.4(分钟)
(2) 应将文件记录在同一个柱面上，可以不必再次找道，避免再次找道耗费时间。
5.设磁盘的平均找道时间是ts秒，平均等待时间是tw秒,数据传输率是R字节/秒，试分析写入一块字节数为B的数据所需的时间TB是多少秒?
解：读/写一块字节数为B的数据所需的时间为tB，则
tB?ts?tw?B/R
第4章 指令系统
一. 填空题
1．机器指令的基本结构主要有 操作码字段 和 地址码字段 两部分。 2．存储器堆栈包括的主要硬件有_内存储区_和_堆栈指针SP_，通常用PUSH、POP指令完成进栈和出栈操作。
3．指令的寻址方式有 顺序寻址方式 和 跳跃寻址方式 两类。
4. 在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在 寄存器 中，而操作数存放在 主存单元 中。
5．二地址指令按操作数的来源不同，可分为 RR 型、 RS 型和SS型等三种类型的指令。 二. 选择题
1．下列几项中，不符合RISC指令系统的特点是（ B ）。
A．指令长度固定，指令种类少
B．寻址方式种类尽量减少，指令功能尽可能强 C．增加寄存器的数目，以尽量减少访存次数
D．选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令
2．堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指针，Msp为SP指示的栈顶单元，如果进栈操作的动作是：先(A) →Msp，后(SP)-1→SP，则出栈操作的动作应为（ B ）。
A．先(Msp)→A，后(SP)+1→SP
B．先(SP)+1→SP，后(Msp)→A C．先(SP)-l→SP，后(Msp) →A
3.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( D )。
A.堆栈寻址 B.程序的无条件转移
C.程序的条件转移 D. 程序的条件转移或无条件转移 4. 寄存器间接寻址方式中，操作数是在( C )中。
A.程序计数器 B.通用寄存器 C.主存单元
5. 为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用( C )。 A. 通用寄存器 B. 控制存储器 C. 堆栈
三. 问答题
1．指令系统按功能划分，可分为哪几类？
答：指令系统按功能可划分为：1）数据传送类指令：实现主存单元和主存单元之间、主存和寄存器之间，寄存器和寄存器之间的数据传送。 2）算术/逻辑运算类指令：完成定点/浮点数的四则运算，以及求补等运算；完成逻辑运算、移位操作等。
3）程序控制类指令：改变程序执行顺序。
4）输入输出类指令：实现外设和主机之间，外围设备之间的信息交换。
5）其他指令：例如字符串处理指令、特权指令、程序状态字寄存器置位复位指令、测试指令、暂停指令等。字符串处理指令是非数值处理指令，包括字符串传送、转换、比较、查找和替换等。特权指令是指具有特殊权限的指令，它主要用于系统资源的分配和管理，一般不直接提供给用户使用。
2．在计算机中，有哪两种堆栈的结构？并说明堆栈有哪些应用。 答：在计算机中，有寄存器堆栈和存储器堆栈两种堆栈的结构，
1）寄存器堆栈是在CPU中设置一组专门的具有对位串联的若干个寄存器
组成堆栈。
2）存储器堆栈的硬件组成：
(1). 在内存开辟一个专用的存储区作为堆栈。
(2). 堆栈指针SP（堆栈指示器，堆栈地址计数器）提供“压入”或“弹出”数据的地址。 堆栈指令PUSH (进栈), POP(出栈) 堆栈的应用
1）. 为零地址指令提供操作数；
2）．存放返主地址，实现子程序嵌套； 3）．存放多级中断的有关信息，实现多级中断的嵌套。
四. 分析题
1．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式的特点。
15 10 7 4 3 0 目标寄存器 源寄存器 OP
其中OP为操作码。
6
解：指令为单字长二地址指令；可指定多达2＝64种指令；两个操作数都是来自寄存器，属于RR型指令；这种指令多用于算术逻辑运算。
2.已知计算机指令字长为16位，内存储器按字编址，其双操作数指令的格式如下：
15 10 9 8 7 0 OP R D
其中OP为操作码，R为通用寄存器地址，试说明在下列各种情况下能访问的最大主存区为多少机器字?
① D为直接操作数； ② D为直接主存地址；
③ D为间接地址(一次间址)；
④ D为变址的形式地址，假定变址寄存器为R1 (字长为16位)。 解：① D为直接操作数，可给定8位二进制数据； ② D为直接主存地址，可访问28＝256个存储单元；
③ D为间接地址(一次间址)，可访问内存，从中得到16位字长的地址码，能访问的最大主存区是216＝64K；
④ D为变址的形式地址，假定变址寄存器为R1 (字长为16位)，有效地址E＝(R1)+D ，能访问的最大主存区是216＝64K 。
第5章 中央处理器
一. 填空题
1.CPU的主要功能包括指令控制、操作控制、_时间控制_和_数据加工_等四个方面。
2．设计启停控制电路的两个基本要求：一是启动时，一定要从第一个节拍电位的前沿开始工作；二是 停机时，一定要在指令最末一个节拍脉冲结束后才关闭时序发生器 。
3. 在微命令的字段编码表示法中， 相斥性 的微命令可编在同一字段中；相容性 的微命令应编在不同的字段中。
4．微指令的基本结构主要包括 操作控制字段 和 顺序控制字段 两部分。
5．CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器是 指令寄存器（IR） ，
保存下一条指令地址的寄存器是 程序计数器（PC） 。
6．在微程序控制器中， 控制存储器(CM) 用来存放完成机器指令系统功能的微程序，它一般是高速的 只读 存储器，这个存储器的地址称为微地址 7. 计算机中时序信号的作用是为计算机各部分的协调工作提供时序标志 ，时序信号的基本体制是 电位-脉冲制 。
8.在组合逻辑控制器中，时序信号通常采用_主状态（CPU）周期－节拍电位－节拍脉冲__三级体制；而在微程序控制器中，一般采用_节拍电位－节拍脉冲二级体制。
9.并行处理技术已成为计算机技术发展的主流。并行性的含义一是 同时性，即指两个或两个以上的事件在同一时刻发生；二是_并发性__，即指两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生。 二. 选择题
1．CPU内通用寄存器的位数，通常取决于（ C ）。
A．存储单元的位数 B．程序计数器PC的位数 C．机器字长
2．在采用微程序控制的计算机中，（ B ）。
A．每条指令由一条微指令来执行 B．每条指令由一段微程序来执行
C．每条微指令由一条机器指令来执行 D．每一段微程序由一条机器指令来执行 3. 以下说法错误的是（ B ）。
A. 指令执行过程的第一步都是取指令操作
B. 为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令 C. 取指令操作是控制器自动进行的
D. 在指令长度相同的情况下，所有取指令的操作都是相同的
三. 问答题
1．时序信号的作用是什么？总清信号的作用又是什么？
答：时序信号的作用是为计算机各部分的协调工作提供时序标志。
总清信号的作用主要是使计算机处于正常的初始状态，例如把时序电路的有关触发器和I/O接口电路中的设备状态触发器预置为正确的初始状态等，这些触发器的状态在开机时是随机的，不能保证启动后计算机能正常工作。为此必须有总清信号，它在机器启动时由电源电路产生或按下总清开关产生。
2.什么叫指令周期？在组合逻辑（硬布线）控制器中，通常采用的是哪三级的时序体制？
答：取出并执行一条指令所需的时间，称为指令周期。通常，指令周期的长短与指令的复杂程度有关。
组合逻辑控制器通常采用三级的时序体制：即主状态(CPU)周期-节拍电位-节拍脉冲。
3． CPU对整个计算机系统的运行是极其重要的，试谈谈CPU所具有的四个方面的功能。