发布时间 : 星期二 文章计算机系统结构课后习题答案(1)更新完毕开始阅读
(1)按RISC一般原则设计，即确定指令系统时，选最常用基本指令，附以少数对操作系统等支持最有用的指令，使指令精简。编码规整，寻址方式种类减少到1、2种。
(2)逻辑实现用硬联和微程序相结合。即大多数简单指令用硬联方式实现，功能复杂的指令用微程序实现。 (3)用重叠寄存器窗口。即：为了减少访存，减化寻址方式和指令格式，简单有效地支持高级语言中的过程调用，在RISC机器中设有大量寄存嚣，井让各过程的寄存器窗口部分重叠。
(4)用流水和延迟转移实现指令，即可让本条指令执行与下条指令预取在时间上重叠。另外，将转移指令与其前面的一条指令对换位置，让成功转移总是在紧跟的指令执行之后发生，使预取指令不作废，节省一个机器周期。 (5)优化设计编译系统。即尽力优化寄存器分配，减少访存次数。不仅要利用常规手段优化编译，还可调整指令执行顺序，以尽量减少机器周期等。
14.简要比较CISC机器和RISC机器各自的结构特点，它们分别存在哪些不足和问题?为什么说今后的发展应是CISC和RISC的结合?
答： CISC结构特点：机器指令系统庞大复杂。
RISC结构特点：机器指令系统简单，规模小，复杂度低。 CISC的问题：
(1)指令系统庞大，一般200条以上； (2)指令操作繁杂，执行速度很低；
(3)难以优化生成高效机器语言程序，编译也太长，太复杂；
(4)由于指令系统庞大，指令的使用频度不高，降低系统性能价格比，增加设计人员负担。 RISC的问题；
(1)由于指令少，在原CISC上一条指令完成的功能现在需多条RISC指令才能完成，加重汇编语言程序设计负担，增加了机器语言程序长度，加大指令信息流量。 (2)对浮点运算和虚拟存储支持不很强。 (3)RISC编译程序比CISC难写。
由于RISC和CISC各有优缺点,在设计时，应向着两者结合，取长补短方向发展。
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第三章 总线、中断与输入输出系统
1.简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠性。 答：
控制方
优点
式
(1)对“总线可用”线及其有关电路失效敏感。
(1)选择算法简单。
(2)灵活性差，如果高优先级的部件频繁要求
缺点
串行链(2)控制线数少，只需要3使用总线，离总线控制器远的部件就难以获接 根，且不取决于部件数量。 得总线使用权。
(3)可扩充性好。
(3)“总线可用”信号顺序脉动地通过各个部件，总线的分配速度慢。
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(4)受总线长度的限制，增减和移动部件受限制。
(1)灵活性强，部件的优先
(1)总线的分配速度不能很高。
次序由程序控制。
定时查
(2)可靠性高，不会因某个询
部件失效而影响其它部件
(4)可扩充性差。
使用总线。
(1)灵活性强，部件的优先次序由程序控制。
独立请
(2)能方便地隔离失效部件(2)控制线数多，要控制N个设备，需要有求
的请求。
(3)总线的分配速度快。
2.设中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下：
中断处理程序级别 第1级 第2级 第3级 第4级
(1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序是什么?
(2)如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2，3级中断请求，过两个单位时间，又同时发生第1，4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。 答：
(1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序为1→3→4→2。 (2)
中断级屏蔽位 1级 2级 3级 4级 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
2N+1根控制线。 (1)控制较为复杂。
(3)控制线数多，需要2+log2N根。 (2)控制较为复杂。
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3.若机器共有5级中断,中断响应优先次序为1→2→3→4→5,要求其实际的中断处理次求序1→4→5→2→3。 (1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位(令“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽);
(2)若在运行用户程序时，同时出现第4，2级中断请求，而在处理第2级中断未完成时，又同时出现第1，3，5级中断请求，请画出此程序运行过程示意图。 答： (1)中断级屏蔽位设置如下图：
中断级屏蔽位 中断处理程序级别 12345级 级 级 级 级 第1级 第2级 第3级 第4级 第5级 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 (2)中断过程示意图：如图
2、4中断同时出现，进行排队器。
首先响应第2级中断请求，屏蔽字为01100，表明其对第4级中断请求开放，所以转去响应第4级中断请求并进行处理。
响应4，中断4运行结束，回2。 1、3、5进入排队器。
第2级中断请求的处理请求被中断，转去响应第1级中断请求并进行处理。
响应第5级中断请求并进行处理。
继续响应并处理第2级中断处理请求，结束后返回用户程序。
最后处理第3级中断请求。
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