发布时间 : 星期四 文章计算机组成原理答案更新完毕开始阅读
第一章 计算机系统概论
5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8
? ? ? ? ? ?
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； 指令和数据均用二进制表示；
指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；
指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。
第3章 系统总线
1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？ 答：P41.总线是多个部件共享的传输部件。
总线传输的特点是：某一时刻只能有一路信息在总线上传输，即分时使用。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。
2. 2．总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分几类？它们各有何作用？是单向的还
是 双向的？它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？
①分类：按数据传输方式，可分为并行传输总线和串行传输总线。 按使用范围，可分为计算机总线，控制总线，网络通信总线。 按连接部件，可分为片内总线，系统总线，通信总线。
②系统总线指 CPU，主存，I/O 各大部件之间的信息传输线。
按系统总线传输信息的不同，分为数据总线，地址总线，控制总线。
数据总线： 用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线， 其位数与机器字长， 存储字长有关，一般为 8 位，16 位或 32 位。
地址总线： 用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址， 是单向传输的， 其位数与存储单元的个数有关
4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
答：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题；
常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求；
特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。
7．画图说明异步通信中请求与回答有那几种互锁关系？
不互锁、半互锁、全互锁
14. 设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？ 解：总线宽度 = 16位/8 =2B 总线带宽 = 8MHz×2B =16MB/s
15. 在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHz，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？ 解答：总线工作频率 = 66MHz/4 =16.5MHz 总线最大数据传输率 =16.5MHz×4B =66MB/s 若想提高总线的数据传输率，可提高总线的时钟频率，或减少总线周期中的时钟个数，或增加总线宽度
第 四 章
4. 说明存取周期和存取时间的区别。
解：存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。即：
存取周期 = 存取时间 + 恢复时间
5. 什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？
解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。
存储器带宽 = 1/200ns ×32位 = 160M位/秒 = 20MB/秒 = 5M字/秒 注意：字长32位，不是16位。（注：1ns=10s） 9. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。 解：刷新：对DRAM定期进行的全部重写过程；
刷新原因：因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；
常用的刷新方法有三种：集中式、分散式、异步式。
集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新，存在CPU访存死时间。 分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间。 异步式：是集中式和分散式的折衷。
17. 写出1100、1101、1110、1111对应的汉明码。 解：有效信息均为n=4位，假设有效信息用b4b3b2b1表示
校验位位数k=3位，（2>=n+k+1）
设校验位分别为c1、c2、c3，则汉明码共4+3=7位，即：c1c2b4c3b3b2b1 校验位在汉明码中分别处于第1、2、4位 c1=b4⊕b3⊕b1 c2=b4⊕b2⊕b1 c3=b3⊕b2⊕b1
当有效信息为1100时，c3c2c1=011,汉明码为1110100。 当有效信息为1101时，c3c2c1=100,汉明码为0011101。 当有效信息为1110时，c3c2c1=101,汉明码为1011110。 当有效信息为1111时，c3c2c1=010,汉明码为0110111。
18. 已知收到的汉明码（按配偶原则配置）为1100100、1100111、1100000、1100001，检查上述代码是否出错？第几位出错？
解：假设接收到的汉明码为：c1’c2’b4’c3’b3’b2’b1’
纠错过程如下：
P1=c1’⊕b4’⊕b3’⊕b1’
k
-9
P2=c2’⊕b4’⊕b2’⊕b1’ P3=c3’⊕b3’⊕b2’⊕b1’
如果收到的汉明码为1100100，则p3p2p1=011，说明代码有错，第3位（b4’）出错，有效信息为：1100
如果收到的汉明码为1100111，则p3p2p1=111，说明代码有错，第7位（b1’）出错，有效信息为：0110
如果收到的汉明码为1100000，则p3p2p1=110，说明代码有错，第6位（b2’）出错，有效信息为：0010
如果收到的汉明码为1100001，则p3p2p1=001，说明代码有错，第1位（c1’）出错，有效信息为：0001
28. 设主存容量为256K字，Cache容量为2K字，块长为4。 （1）设计Cache地址格式，Cache中可装入多少块数据？ （2）在直接映射方式下，设计主存地址格式。
（3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。 （4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。
（5）若存储字长为32位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式 解：（1）cache地址长度为11位，块内地址长度为2位。主存地址位数为18位 9位 2位 缓存块号 块内地址 Cache可装入2^9=512个块 （2）直接映射方式 7位 9位 缓存块号 2位 块内地址 标记 （3）四路组相连 9位 7位 标记 （4）全相连 16位 标记 （5） 直接映射方式 7位 标记 缓存块号 四路组相连 9位 标记 全相连
16位
2位 块内地址 组地址 2位 块内地址 9位 4位 块内地址 7位 组地址 4位 块内地址 4位 标记 块内地址 32. . 设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联
映象（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织，要求： （1）画出主存地址字段中各段的位数；
（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？
（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？ 答：
（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下： 8 7 2 3 2
（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组x号块），主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组x号块）…… 主存读96号单元时，将12号块（96~103）调入Cache（12组x号块）。 ? 共需调100/8 13次，就把主存中的100个数调入Cache。除读第1遍时CPU需访问主存13次外，以后重复读时不需再访问主存。则在800个读操作中： 访Cache次数=（100-13）+700=787次 ? 0.98 ? Cache命中率=787/800 98%
（3）设无Cache时访主存需时800T（T为主存周期），加入Cache后需时： （131.167+13）T?T/6+13T′787 144.167T? 5.55倍?则：800T/144.167T
有Cache和无Cache相比，速度提高4.55倍左右。
38. 磁盘组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22厘米，外径33厘米，道密度为40道/厘米，内层密度为400位/厘米，转速2400转/分，问： （1）共有多少存储面可用？ （2）共有多少柱面？ （3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据传输率是多少？ 解：
（1）若去掉两个保护面，则共有： 6 × 2 - 2 = 10个存储面可用； （2）有效存储区域 =（33-22）/ 2 = 5.5cm
柱面数 = 40道/cm × 5.5= 220道 =p （3）内层道周长=22 69.08cm 道容量=400位/cm×69.08cm = 3454B
面容量=3454B × 220道 = 759，880B
盘组总容量 = 759，880B × 10面 = 7，598，800B