计算机组成原理习题答案.pdf

计 算 机 组 成 原 理 形 成 性 作 业 1 答 案 1.把 下 面 给 出 的 几 个 十 进 制 的 数 化 为 二 进 制 的数 （ 无 法 精 确 表 示 时 ， 小 数 点 后 取 3位 ） 、 八 进 制 的 数 、 十 六 进 制 的 数 ： 7+3/4， -23/64，27.5， -125.9375， 5.43 解 答 ：7+3/4=(111.11) 2=(7.6)8=(7.C)16-23/64=-(0.010111) 2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5=(11011.1) 2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375=-(1111101.1111) 2=-(175.74)8=-(7D.F) 165.43=(101.011) 2=(5.3)8=(5.6)162.把 下 面 给 出 的 几 个 不 同 进 制 （ 以 下 标 形 式 给 出 的 右 括 号 之 后 ） 的 数 化 成 十 进 制 的 数 ：(1010.0101) 2、 -(101101111.101)2、(23.47) 8、 -(1A3C.D)16解 答 ： (1010.0101)2=10.3125 -(101101111.101)2=-367.625 (23.47)8=19.71875 -(1A3C.D)16=-6716.8125 3.写 出 下 面 2组 数 的 原 、 反 、 补 表 示 ， 并 用 补 码计 算 每 组 数 的 和 、 差 。 双 符 号 位 的 作 用 是 什 么 ？ 它 只 出 现 在 什 么 电 路 之 处 ？ (1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X=10111101 Y=-00101011 解 答 ： X=0.1101 Y=-0.0111 X=10111101 Y=-00101011 X原 =00 1101 Y原 =11 0111 X原 =0010111101 Y原 =1100101011 X反 =00 1101 Y反 =11 1000 X反 =0010111101 Y反 =1111010100 X补 =00 1101 Y补 =11 1001 X补 =0010111101 Y补 =1111010101 X+Y补 =(00 1101+11 1001)MOD 2=(00 0110)MOD 2=0 0110 X-Y补 =(X补 +-Y补 )MOD 2 =(00 1101+00 0111)MOD2 =(01 0100)MOD 2(双 符 号 得 值 不 同 溢 出 ， 上 溢 ) X+Y补 =(00 10111101+11 11010101)MOD 2=(00 10010010)MOD 2=0 10010010X-Y 补 =(X补 +-Y补 )MOD 2=(00 10111101+00 00101011)MOD 2=0 11101000 双 符 号 位 能 容 易 检 查 加 减 运 算 中 的 溢 出 情 况 。 当 符 号 位 相 同 ， 数 值 结 果 正 确 ； 当 符 号 位 为 01或 10时 ， 表 示 数 值 溢 出 。 01表 示 两 个 正 数 相 加 之 和 1 的 情 况 ， 通 常 称 数 值 “ 上 溢 ” ； 为 10时 ， 表 示 两 个负 数 相 加 之 和 -1的 情 况 ， 通 称 数 值 “ 下 溢 ” 。 前 面 的 1个 符 号 位 是 正 确 的 符 号 位 。只 有 在 算 术 与 逻 辑 运 算 部 件 中 采 用 双 符 号 位 。 因 为 只 在 把 两 个 模 4补 码 的 数 值 送 往 算 术 与 逻 辑 运 算 部 件 完 成 加 减 计 算 时 ， 才 把 每 个 数 的 符 号 位 的 值 同时 送 到 算 术 与 逻 辑 运 算 部 件 的 两 位 符 号 位 ， 所 以 只 有 在 算 术 和 逻 辑 运 算 部 件 中 采 用 双 符 号 位 。 6.假 定 X=0.0110011*211,Y=0.1101101*2-10(此处 的 数 均 为 二 进 制 )。 （ 1） 浮 点 数 阶 码 用 4位 移 码 、 尾 数 用 8位 原 码 表示 （ 含 符 号 位 ） ， 写 出 该 浮 点 数 能 表 示 的 绝 对 值 最 大 、 最 小 的 （ 正 数 和 负 数 ） 数 值 ；（ 2） 写 出 X、 Y正 确 的 浮 点 数 表 示 （ 注 意 ， 此 处 预 设 了 个 小 陷 阱 ） ；（ 3） 计 算 X+Y； （ 4） 计 算 X*Y。解 答 ： （ 1） 绝 对 值 最 大 ： 1 111 0 1111111、 1 111 1 1111111；绝 对 值 最 小 ： 0 001 0 0000000、 0 001 1 0000000（ 2） X： 1 011 0 0110011、 Y： 0 110 0 1101101（ 3） 计 算 X+Y A： 求 阶 差 ： | E|=|1011-0110|=0101B： 对 阶 ： Y变 为 1 011 0 00000 1101101 C： 尾 数 相 加 ： 00 0110011 00000+ 00 000001101101=00 0110110 01101 D： 规 格 化 ： 左 规 ： 尾 数 为 0 1101100 1101， 阶码 为 1010 F： 舍 入 处 理 ： 采 用 0舍 1入 法 处 理 ， 则 有 00 1101100+1=00 1101101E： 不 溢 出 所 以 ， X+Y最 终 浮 点 数 格 式 的 结 果 ： 1 010 0 1101101， 即 0.1101101*210（ 3） 计 算 X*Y A： 阶 码 相 加 ： X+Y移 =X移 +Y补 =01 011+11 110=01 001（ 符 号 位 10第 1位 为 0， 不 溢 出 ； 00时 上 溢 ， 01 时 下 溢 ）B： 尾 数 相 乘 结 果 ： 0 1010110 110111 C： 已 满 足 规 格 化 要 求 ， 不 需 左 规 ， 尾 数 不 变 ，阶 码 仍 为 001 D： 舍 入 处 理 ： 按 0舍 1入 规 则 ， 尾 数 之 后 的 6位110111舍 去 ， 尾 数 +1=0 1010111 所 以 ， X*Y最 终 浮 点 数 格 式 的 结 果 ： 1 001 0 1010111， 即 0.1010111*21 计 算 机 组 成 原 理 形 成 性 作 业 2 答 案 1 .计 算 机 指 令 中 要 用 到 的 操 作 数 一 般 可 以 来 自 哪 些 部 件 ？ 如 何 在 指 令 中表 示 这 些 操 作 数 的 地 址 ？ 通 常 使 用 哪 些 寻 址 方 式 ？ 卓 越 人 社 区 0 GfBLm!K$ d 解 答 ： 计 算 机 指 令 中 要 用 到 的 操 作 数 一 般 可 以 来 自 ：1 . CPU内 部 的 通 用 寄 存 器 ， 此 时 应 在 指 令 字 中 给 出 用 到 的 寄 存 器 编 号 （ 寄 存 器 名 ） ， 通 用 寄 存 器 的 数 量 一 般 为 几 个 、 十 几 个 ， 故 在 指 令 字中 须 为 其 分 配 2 、 3 、 4 、 5 或 更 多 一 点 的 位 数 来 表 示 一 个 寄 存 器 ； 该 寄 存 器 的 内 容 ， 可 以 是 指 令 运 算 用 到 的 数 据 ， 也 可 能 用 作 为 一 个 操 作 数 的 地址 。 2 . 可 以 是 外 围 设 备 （ 接 口 ） 中 的 一 个 寄 存 器 ， 通 常 用 设 备 编 号 或 设备 入 出 端 口 地 址 或 设 备 映 像 地 址 来 表 示 ； qCz$ UU$ UUy3 . 可 以 是 内 存 储 器 的 一 个 存 储 单 元 ， 此 时 应 在 指 令 字 中 给 出 该 存 储 单 元 的 地 址 。计 算 机 的 寻 址 方 式 ： pPRv0 GM1 . 立 即 数 寻 址 ： 操 作 数 直 接 给 出 在 指 令 字 中 ， 即 指 令 字 中 直 接 给 出 的 不 同 再 是 操 作 数 地 址 ， 而 是 操 作 数 本 身 。 5 S|)B.Fe l2 . 直 接 寻 址 ： 操 作 数 地 址 字 段 直 接 给 出 操 作 数 在 存 储 器 中 的 地 址 。 卓 越 人 社 区 Zr.e* f n9 )xB!rWN 卓 越 人 社 区 H4 TT3 W 3 . 寄 存 器 寻 址 ： 指 令 字 中 直 接 给 出 操 作 数 所 在 的 通 用 寄存 器 的 编 号 。 4 . 寄 存 器 间 接 寻 址 ： 指 令 字 中 给 出 通 用 寄 存 器的 编 号 ， 在 寄 存 器 中 给 出 的 不 是 一 个 操 作 数 ， 而 是 操 作 数 地 址 时 ， 就 可 以 用 这 一 地 址 去 读 写 存 储 器 。 6 oN6 Z5 . 变 址 寻 址 ： 指 令 字 中 给 出 的 一个 数 值 （ 变 址 偏 移 量 ） 与 指 定 的 一 个 寄 存 器 （ 变 址 寄 存 器 ） 的 内 容 相 加 之 和 作 为 操 作 数 的 地 址 ， 用 于 读 写 存 储 器 。 QI OcBW 7 |?6 . 相 对 寻 址 ： 指 令 字 中 给 出 的 一 个 数 值 （ 相 对 寻 址 偏 移 量 ） 与 程 序 计 数 器 PC的 内 容 相 加 之 和 作 为 操 作 数 的 地 址 或 转 移 指 令 的 转 移 地 址 。7 . 基 地 址 寻 址 ： 把 在 程 序 中 所 用 的 地 址 与 一 个 特 定 的 寄 存 器 （ 基 地 址 寄 存 器 ） 的 内 容 相 加 之 和 作 为 操 作 数 的 地 址 或 指 令 的 地 址 。 fI)itW8 . 间 接 寻 址 ： 指 令 字 的 地 址 字 段 给 出 的 既 不 是 一 个 操 作 数 的 地址 ， 也 不 是 下 一 条 指 令 的 地 址 ， 而 是 一 个 操 作 数 地 址 的 地 址 ， 或 一 条 指 令 地 址 的 地 址 。9 . 堆 栈 寻 址 ： 堆 栈 是 存 储 器 中 一 块 特 定 的 按 “后 进 先 出 ”原 则 管 理 的 存 储 区 ， 该 存 储 区 中 被 读 写 单 元 的 地 址 是 用 一 个 特 定 的 寄 存 器 命 同 的 ，该 寄 存 器 被 称 为 堆 栈 指 针 （ SP） 。 如 果 有 些 指 令 ， 其 操 作 码 部 分 已 经 指 明 一 个 操 作 数 为 堆 栈 中 的 一 个 单 元 的 内 容 ， 则 它 已 经 约 定 将 使 用 SP访 问该 单 元 ， 故 不 必 在 指 令 的 操 作 数 地 址 字 段 中 另 加 说 明 。 2 .什 么 是 形 式 地 址 ？ 简 述 对 变 址 寻 址 、 相 对 寻 址 、 基 地 址 寻 址 应 在 指 令中 给 出 些 什 么 信 息 ？ 如 何 得 到 相 应 的 实 际 （ 有 效 ） 地 址 ？ 各 自 有 什 么 样 的 主 要 用 法 ？ .r1 B.B;FfP)x!mP9 D l,U6 dX G_ 4 .简 述 计 算 机 的 控 制 器 的 功 能 和 基 本 组 成 。 微 程 序 的 控 制 器 和 组 合逻 辑 的 控 制 器 在 组 成 和 运 行 原 理 方 面 的 相 同 、 不 同 之 处 表 现 在 哪 里 ？ $ LRc/解 答 ： 计 算 机 的 控 制 器 的 功 能 是 向 整 机 每 个 部 件 提 供 协 同 运 行 所 需 要的 控 制 信 号 。 是 依 据 当 前 正 在 执 行 的 指 令 和 它 所 处 的 执 行 步 骤 ， 形 成 并 提 供 出 在 这 一 时 刻 整 机 各 部 件 要 用 到 的 控 制 信 号 。 s8 EO5 ?q 控 制 器 的 基 本 组 成 ： 卓 越 人 社 区 6 oeLe8 %_ bx3 x1 . 程 序 计 数 器 （ PC） ： 能 提 供 指 令 在 内 存 中 的 地 址 的 部 件 ， 服 务 于 读 取 指 令 ， 并 接 收 下 条 要 执 行 的 指 令 地 址 ； 2 . 指 令 寄 存 器 （ IR） ： 能 保 存 读 来 的 指 令 内 容 的 部 分 ， 以 保 存 本 指令 执 行 的 整 个 过 程 中 要 用 到 的 指 令 本 身 的 主 要 信 息 ； 3 . 脉 冲 源 和 启 停 控 制 逻 辑 ： 是 指 令 执 行 的 步 骤 标 记 线 路 ， 它 标 记 出每 条 指 令 的 各 执 行 步 骤 的 相 对 次 序 关 系 ； * F,Np b2 f 4 . 时 序 控 制 信 号 的产 生 部 件 ： 依 据 指 令 内 容 、 指 令 的 执 行 步 骤 （ 时 刻 ） ， 也 许 还 有 些 别 的 什 么 条 件 信 号 ， 来 形 成 并 提 供 出 当 前 各 部 件 本 时 刻 要 用 到 的 控 制 信 号 。计 算 机 整 机 各 硬 件 系 统 ， 正 是 在 这 些 信 号 控 制 下 协 同 运 行 ， 产 生 预 期 的 执 行 结 果 ， 也 就 是 执 行 一 条 又 一 条 的 指 令 。 ttK l.dP组 合 逻 辑 的 控 制 器 和 和 程 序 的 控 制 器 是 计 算 机 中 两 种 不 同 类 型 的 控 制 器 ,其 共 同 点 是 :基 本 功 能 都 是 提 供 计 算 机 各 个 部 件 协 同 运 行 所 需 要 的 控制 信 号 ,组 成 部 分 都 有 程 序 计 数 器 PC,指 令 寄 存 器 IR,都 分 成 几 个 执 行 步 骤 完 成 每 一 条 指 令 的 具 体 功 能 ;不 同 点 主 要 表 现 在 处 理 指 令 执 行 步 骤 办 法 ,提 供 控 制 信 号 的 方 案 不 一 样 ,组 合 逻 辑 控 制 器 是 用 节 拍 发 生 器 指 明 指 令 执 行 步 骤 ,用 组 合 逻 辑 电 路 直 接 给 出 应 提 供 的 控 制 信 号 ,其 优 点 是 运 行 速度 明 显 地 快 ,缺 点 是 设 计 与 实 现 复 杂 些 ,但 随 着 大 规 模 现 场 可 编 程 集 成 电 路 的 出 现 ,该 缺 点 已 得 到 很 大 缓 解 ;微 程 序 的 控 制 器 是 通 过 微 指 令 地 址 的衔 接 区 分 指 令 执 行 步 骤 ,应 提 供 的 控 制 信 号 是 从 控 制 存 储 器 中 读 出 来 的 , 并 经 过 一 个 微 指 令 寄 存 器 送 到 被 控 制 部 件 的 ,其 缺 点 是 运 行 速 度 要 慢 一点 ,优 点 是 设 计 与 实 现 简 单 些 ,易 用 于 实 现 系 列 计 算 机 产 品 的 控 制 器 ,理 论 上 可 实 现 动 态 微 程 序 设 计 . 计 算 机 组 成 原 理 形 成 性 作 业 3 答 案 1 . 在 计 算 机 中 ， 为 什 么 要 采 用 多 级 结 构 的 存 储 器 系 统 ？ 它 们 的 应 用 是 建 立 在 程 序 的 什 么 特 性 之 上 的 ？ v:2 y/L) 答 ： 在 现 代 的 计 算 机 系 统 中 ， 通 常 总 是 采 用 由 三 种 运 行 原 理 不 同 ， 性 能 差 异 很 大 的 存 储 介 质 分 别 构 建 高 速 缓 冲 存 储 器 、 主 存 储 器 和 虚 拟 存 储 器 ， 再 将 它 们 组 成 三 级 结 构 的 统 一 管 理 、 高 度 的 一 体 化 存 储 器 系 统 。 由 高 速 缓 冲 存 储 器 缓 解 主 存 储 器 读 写 速 度 慢 ， 不 能 满 足 CPU运 行 速 度 需 要 的 矛 盾 ； 用 虚 拟 存 储 器 更 大 的 存 储 空 间 ， 解 决 主 存 储 器 容 量 小 ， 存 不 下 更 大 程 序 与 更 多 数 据 的 难 题 。 h4 zQR b D这 种 三 级 结 构 的 存 储 器 系 统 的 运 行 原 理 ， 是 建 立 在 程 序 运 行 的 局 部 性 原 理 之 上 的 。 即 在 一 小 段 时 间 内 ， 运 行 的 程 序 只 使 用 少 量 的 指 令 和 少 量 的 数 据 ， 而 这 少 量 的 指 令 和 少 量 的 数 据 往 往 又 集 中 在 存 储 器 的 一 小 片 存 储 区 域 中 ， 指 令 顺 序 执 行 比 转 移 执 行 的 比 例 要 大 ， 故 可 以 按 对 所 使 用 的 指 令 和 数 据 的 急 迫 和 频 繁 程 度 ， 将 其 存 入 容 量 、 速 度 、 价 格 不 同 的 存 储 器 中 ， 从 而 取 得 更 高 的 性 能 价 格 比 。 主 要 体 现 在 时 间 、 空 间 、 指 令 执 行 顺 序 三 个 方 面 。 0 g+l8 O* L2. Lz2 .多 级 结 构 的 存 储 器 是 由 哪 三 级 存 储 器 组 成 的 ？ 每 一 级 存 储 器 使 用 什 么 类 型 的 存 储 介 质 ， 这 些 介 质 的 主 要 特 性 是 什 么 ？ 在 多 级 结 构 的 存 储 器 系 统 中 ， 何 谓 信 息 的 一 致 性 原 则 和 包 含 性 原 则 ？ 7 U- N;o5 uwn5 d答 ： 多 级 结 构 的 存 储 器 是 由 高 速 缓 冲 存 储 器 、 主 存 储 器 和 虚 拟 存 储 器 。 Dcvr3 ? s高 速 缓 冲 存 储 器 使 用 静 态 存 储 器 芯 片 实 现 ， 主 存 储 器 通 常 使 用 动 态 存 储 器 芯 片 实 现 ， 两 者 是 半 导 体 电 路 器 件 ， 以 数 字 逻 辑 电 路 方 式 进 行 读 写 ； 虚 拟 存 储 器 则 使 用 快 速 磁 盘 设 备 上 的 一 片 存 储 区 ， 是 在 磁 性 介 质 层 中 通 过 电 磁 转 换 过 程 完 成 信 息 读 写 的 。 +je!-gyY:FK 这 三 级 不 同 的 存 储 器 中 存 放 的 信 息 必 须 满 足 如 下 两 个 原 则 ： (1 ) 一 致 性 原 则 ， 即 同 一 个 信 息 会 同 时 存 放 在 几 个 级 别 的 存 储 器 中 ， 此 是 同 一 信 息 在 几 个 级 别 的 存 储 器 中 必 须 保 持 相 同 的 值 。 (2 )包 含 性 原 则 ， 即 处 在 内 层 （ 更 靠 近 CPU） 存 储 器 中 的 信 息 一 定 被 包 含 在 各 外 层 的 存 储 器 中 ， 即 内 层 存 储 器 中 的 全 部 信 息 一 定 是 各 外 层 存 储 器 中 所 存 信 息 中 一 小 部 分 的 副 本 。 这 是 保 证 程 序 正 常 运 行 、 实 现 信 息 共 享 、 提 高 系 统 资 源 利 用 率 所 必 须 的 。 ?I h4 R3 .为 什 么 要 采 用 磁 盘 阵 列 技 术 ？ 何 为 逻 辑 盘 ， 何 为 物 理 盘 ？ 作 为 一 个 逻 辑 盘 使 用 的 多 个 物 理 盘 需 要 在 转 速 和 所 用 扇 区 等 方 面 严 格 的 同 步 吗 ？ 为 什 么 ？ 1. 答 ： 使 用 统 一 管 理 的 由 多 个 磁 盘 组 成 的 磁 盘 阵 列 ， 这 一 技 术 的 着 眼 点 ， 是 通 过 多 个 磁 盘 设 备 的 并 行 操 作 来 提 高 设 备 总 体 的 性 能 和 可 靠 性 。 如 果 一 个 磁 盘 有 xMB的 容 量 ， 单 位 时 间 提 供 y传 送 能 力 ， 则 概 念 上 讲 ， n个 这 样 的 磁 盘 就 有 n* xMB的 容 量 ， n* yMB的 传 送 能 力 ， 即 要 读 出 yMB的 数 据 ， 所 用 的 平 均 时 间 只 要 原 来 单 个 磁 盘 所 用 时 间 的 1 /n； 还 有 一 点 好 处 是 通 过 合 理 地 在 多 个 磁 盘 之 间 组 织 数 据 ， 可 以 得 到 比 较 理 想 的 容 错 能 力 ， 这 指 的 是 ， 额 外 拿 出 一 定 的 存 储 容 量 ， 用 于 保 存 检 错 纠 错 的 信 息 。 在 总 体 价 格 上 ， 使 用 多 个 磁 盘 也 不 会 给 用 户 带 来 太 大 的 经 济 负 担 。 $ q _ F:hL1 M3 y实 际 使 用 的 多 个 磁 盘 就 是 物 理 盘 。 卓 越 人 社 区 J%I为 了 统 一 管 理 磁 盘 阵 列 ， 使 用 户 所 感 觉 到 的 不 再 是 多 个 物 理 盘 ， 似 乎 就 是 一 个 性 能 更 高 的 单 个 磁 盘 ， 就 要 使 用 一 块 特 点 的 接 口 卡 （ RAID阵 列 控 制 卡 ） ， 把 组 成 阵 列 的 多 个 物 理 磁 盘 连 接 为 一 个 逻 辑 整 体 ， 这 就 是 逻 辑 磁 盘 。 1. 作 为 一 个 逻 辑 盘 使 用 的 多 个 物 理 盘 不 需 要 在 转 速 和 所 用 扇 区 等 方 面 严 格 同 步 。 阵 列 磁 盘 运 行 过 程 中 ， 有 以 下 两 项 重 要 技 术 。 一 个 是 并 发 命 令 请 求 和 排 队 管 理 ， 并 使 多 个 命 令 得 以 并 发 处 理 ； 如 果 在 处 理 命 令 的 时 候 ， 还 能 进 行 某 些 性 能 优 化 ， 而 不 是 机 械 地 按 命 令 到 来 的 先 后 次 序 处 理 ， 还 可 以 进 一 步 提 高 数 据 读 写 的 速 度 。 最 简 单 的 例 子 ， 对 两 个 等 待 操 作 的 命 令 ， 磁 头 先 到 达 哪 一 个 命 令 的 数 据 扇 区 ， 就 先 执 行 哪 一 个 命 令 ， 这 在 磁 盘 本 身 的 控 制 器 部 分 来 处 理 可 能 更 方 便 。 另 外 一 项 技 术 是 设 备 的 快 速 接 入 和 断 开 ， 即 当 一 个 占 据 了 总 线 的 磁 盘 开 始 执 行 一 个 读 命 令 ， 数 据 又 尚 未 准 备 好 时 ， 它 应 快 速 地 暂 时 把 自 己 从 总 线 上 分 离 出 来 ， 以 便 使 另 外 正 急 于 使 用 总 线 的 磁 盘 可 能 抢 到 总 线 ， 从 而 提 高 总 线 的 使 用 效 率 和 系 统 性 能 ， 当 这 个 磁 盘 准 备 好 数 据 时 ， 应 保 证 它 能 把 自 己 尽 快 地 接 通 到 总 线 上 去 。 这 实 质 是 把 占 用 总 线 的 时 间 压 缩 到 尽 可 能 短 的 一 项 处 理 技 术 。 计 算 机 组 成 原 理 形 成 性 作 业 4 答 案 1 .针 式 打 印 机 由 哪 些 部 件 组 成 ？ 简 述 打 印 头 的 结 构 和 打 印 出 一 个 字 符的 原 理 性 过 程 ？ 答 ： 针 式 打 印 机 由 走 纸 机 构 、 色 带 机 构 、 打 印 头 和 一 些 逻 辑 电 路 等 几 部分 组 成 。 打 印 头 由 打 印 针 、 导 轨 、 电 磁 铁 线 圈 、 弹 簧 、 衔 铁 、 外 壳 及 壳 帽 几 部 分组 成 。 每 根 打 印 针 是 由 具 有 钢 性 和 韧 性 都 很 好 的 金 额 材 料 制 成 ， 可 以 沿 着 导 轨 前 后 运 动 ； 运 动 的 动 力 来 自 电 磁 衔 铁 的 正 向 推 动 和 机 械 弹 簧 的 反向 推 动 。 当 电 磁 铁 的 线 圈 中 给 出 一 个 脉 冲 电 流 时 将 产 生 磁 场 ， 电 磁 衔 铁 会 在 这 一 磁 场 作 用 下 向 前 移 动 ， 推 动 打 印 针 也 向 前 移 动 并 撞 击 色 带 ； 当线 圈 中 的 电 流 消 失 后 ， 磁 场 消 失 ， 是 磁 衔 铁 也 失 去 作 用 力 ， 机 械 弹 簧 的 反 向 回 原 位 置 。 由 于 多 个 打 印 针 可 以 同 时 被 驱 动 ， 故 一 次 打 印 是 一 个 字符 的 一 个 纵 向 的 点 阵 列 ， 之 后 使 打 印 头 向 右 移 动 一 个 点 的 位 置 ， 就 可 以 打 印 字 符 的 下 一 个 点 阵 列 ， 几 次 之 后 就 打 印 出 一 个 完 整 的 字 符 。 T!Z3 bh2 tws2 .计 算 机 总 线 的 功 能 是 什 么 ？ 通 常 用 什 么 类 型 的 器 件 构 成 总 线 ？ 为 什 么 ？ 从 功 能 区 分 ， 总 线 由 哪 3 部 分 组 成 ？ 各 自 对 计 算 机 系 统 性 能 有 什么 影 响 ？ 答 ： 计 算 机 总 线 是 计 算 机 的 各 部 件 之 间 传 输 信 息 的 公 共 通 路 ， 包 括 传 输数 据 （ 信 息 ） 信 号 的 逻 辑 电 路 、 管 理 信 息 传 输 协 议 的 逻 辑 线 路 和 物 理 连 线 。 由 于 总 线 上 往 往 要 连 接 许 多 部 件 或 设 备 ， 传 输 的 距 离 较 长 ， 负 载 比 较重 ， 故 要 求 总 线 线 路 有 更 强 的 驱 动 能 力 。 总 线 的 硬 件 组 成 ， 通 常 选 用 集 电 极 开 路 输 出 的 电 路 ， 或 输 出 端 有 高 阻 态 输 出 支 持 的 电 路 。 这 样 的 线 路的 输 出 端 可 以 直 接 连 接 在 一 起 并 通 过 为 其 中 某 个 门 给 出 低 电 平 （ 0 V） 的 控 制 信 号 ， 为 其 他 门 给 出 高 电 平 （ 4 V） 的 控 制 信 号 ， 实 现 把 多 路 输 入 中的 某 一 路 信 息 送 到 总 工 线 上 。 从 总 线 各 自 承 担 的 不 同 功 能 ， 分 成 数 据 总 线 、 地 址 总 线 、 控 制 总 线 3 部分 。 3 I0 XN3 A4 G I;AY数 据 总 线 在 计 算 机 部 件 之 间 传 输 数 据 信 息 ， 它 的 时 钟 频 率 和 宽 度 的 乘 积 正 比 于 它 支 持 的 最 大 的 数 据 输 入 输 出 能 力 。地 址 总 线 在 计 算 机 部 件 之 间 传 输 地 址 （ 内 存 地 址 、 I/O地 址 ） 信 息 ， 它 的 宽 度 决 定 了 系 统 可 以 寻 址 的 最 大 内 存 空 间 。控 制 总 线 给 出 总 线 周 期 类 型 、 I/O操 作 完 成 的 时 刻 、 DMA周 期 、 中 断 等 有 关 的 控 制 信 号 。3 .解 释 下 列 术 语 ： 总 线 周 期 ， 总 线 周 期 类 型 ， 总 线 的 等 待 状 态 ， 正 常 总 线 周 期 ， burst总 线 周 期 ， 同 步 传 输 控 制 ， 异 步 传 输 控 制 。答 ： 总 线 周 期 ： 是 通 过 总 线 完 成 一 次 内 存 读 写 操 作 或 完 成 一 次 输 入 输 出 设 备 的 读 写 操 作 所 必 需 的 时 间 。 ABr!Z.v7 j8 S2 K按 照 总 线 周 期 区 分 为 内 存 读 周 期 、 内 存 写 周 期 、 I/O读 周 期 、 I/O写 周 期 4 种 类 型 。 2 A(A4 Sw k |M被 读 写 的 内 存 和 外 设 的 的 运 行 速 度 低 ， 不 能 在 这 一 个 数 据 时 间 内 完 成 读 写 操 作 ， 就 必 须 再 增 加 一 到 几 个 数 据 时 间 用 于 继 续 完 成 读 写 操 作 ， 在 增加 了 这 一 到 几 个 数 据 时 间 里 ， 称 总 线 处 于 等 待 状 态 。 7 qxs(h如 果 每 次 数 据 传 输 都 要 用 两 个 时 间 （ 地 址 时 间 、 数 据 时 间 ） 组 成 的 完 整 的 总 线 周 期 完 成 读 写 ， 则 称 这 种 总 线 周 期 为 正 常 总 线 周 期 (normal buscycle)， 每 次 只 能 传 输 一 个 数 据 。 在 给 出 一 次 地 址 信 息 （ 一 个 地 址 时 间 ） 后 ， 接 着 用 连 续 的 多 个 数 据 时 间依 次 传 输 多 个 数 据 ， 这 种 运 行 方 式 可 提 高 数 据 传 输 速 度 ， 称 为 总 线 的 急 促 传 输 方 式 （ burst mode） 。 卓 越 人 社 区 fz+Jk.4 Q&Nnh同 步 传 输 控 制 是 指 在 总 线 上 传 送 数 据 时 ， 通 信 双 方 使 用 同 一 个 时 钟 信 号 进 行 同 步 ， 这 个 时 钟 信 号 通 常 可 以 由 CPU的 总 线 控 制 逻 辑 部 件 提 供 ， 称为 总 线 时 钟 。 异 步 传 输 控 制 是 指 在 总 线 上 传 送 数 据 时 ， 允 许 通 信 双 方 各 自 使 用 自 己 的时 钟 信 号 ， 采 用 “应 答 方 式 ”解 决 数 据 传 输 过 程 中 的 时 间 配 合 关 系 ， 而 不 是 共 同 使 用 同 一 个 时 钟 信 号 进 行 同 步 。 4 B3 ID yue4 .通 用 可 编 程 接 口 应 由 哪 些 部 件 组 成 ？ 各 自 的 功 能 是 什 么 ？ -M5 dk$ x.d:C4 H答 ： 为 了 尽 量 减 少 接 口 卡 的 种 类 ， 人 们 总 是 希 望 用 同 一 块 接 口 卡 能 提 供 出 更 多 的 功 能 ， 并 且 能 灵 活 选 择 其 运 行 功 能 和 运 行 的 控 制 参 数 ， 这 样 的接 口 卡 被 称 为 通 用 可 编 程 接 口 。 G2 T.m5 i1 uY接 口 卡 上 通 常 有 接 口 命 令 寄 存 器 ， 存 放 CPU发 来 的 控 制 命 令 ； 有 状 态 寄 存 器 ， 由 设 备 运 行 设 置 其 值 ， 供 CPU通 过 读 操 作 来 了 解 设 备 接 口 的 运 行状 态 。 接 口 卡 上 通 常 还 有 一 到 几 个 用 于 数 据 缓 冲 的 寄 存 器 ， 以 便 适 当 降 低 CPU和 设 备 直 接 耦 合 的 程 度 ， 解 决 它 们 运 行 速 度 不 匹 配 的 矛 盾 。 接 口 卡 上 通 常 还 有 处 理 中 断 请 求 、 屏 蔽 和 判 优 等 逻 辑 线 路 ， 这 是 属 于 总线 从 设 备 类 型 的 设 备 主 动 向 CPU提 出 自 己 操 作 要 求 的 重 要 机 制 。 -SiBjKA8 n:|5 .简 述 一 次 中 断 处 理 的 完 整 过 程 。 答 ： 一 个 完 整 的 中 断 过 程 由 中 断 请 求 、 中 断 响 应 和 中 断 处 理 3 个 阶 段 组成 。 z3 v H)OEm一 次 中 断 处 理 过 程 通 常 要 经 过 如 下 几 个 步 骤 完 成 ： :bq3 4 i/Z/nCne1 . 中 断 请 求 ： 由 中 断 源 发 出 并 送 给 CPU的 控 制 信 号 。 9 NYpz6 nC. +y2 . 关 中 断 ： 保 证 在 此 之 后 的 一 小 段 时 间 内 CPU不 能 响 应 新 的 中 断 请 求 。3 . 保 存 断 点 ， 保 护 现 场 ： 用 中 断 隐 指 令 实 现 。 断 点 和 现 场 信 息 一 般 保 存 在 堆 栈 中 ， 保 存 信 息 一 定 要 完 整 完 成 ， 以 保 证 被 停 下 来 的 程 序 得以 继 续 正 常 运 行 。 &W8 KjS8 4 . 判 别 中 断 源 ， 转 中 断 服 务 ： 找 出 中 断 服 务 程 序 的 入 口 地 址 。 多 个 中 断 源 时 找 出 中 断 优 先 级 最 高 的 中 断 源 。5 . 开 中 断 ， 以 便 尽 快 地 进 入 可 以 响 应 更 高 级 别 中 断 请 求 的 运 行 状 态 。6 . 若 有 更 高 级 别 中 断 请 求 到 来 ， 则 进 行 新 的 中 断 响 应 过 程 。 7 . 执 行 中 断 服 务 程 序 ， 完 成 后 准 备 返 回 主 程 序 ， 为 此 ， 执 行 关 中断 。 8 . 恢 复 现 场 ， 恢 复 断 点 。9 . 开 中 断 。 关 中 断 和 开 中 断 是 为 了 保 证 能 完 整 的 恢 复 现 场 的 操 作 。 开 中 断 之 后 ， 若 有 更 高 级 别 中 断 请 求 来 到 ， 则 进 入 新 的 中 断 响 应 过程 。 1 0 . 返 回 断 点 。6 .DMA传 输 方 式 的 优 点 是 什 么 ？ DMA接 口 中 通 常 应 包 括 哪 些 逻 辑 部 件 ？ 各 自 的 功 能 是 什 么 ？ 卓 越 人 社 区 )V% mIa答 ： DMA传 输 方 式 的 优 点 是 ： 实 现 高 速 I/O设 备 与 主 存 储 器 之 间 成 批 交 换 数 据 的 输 入 /输 出 。 # fupPoDMA接 口 中 通 过 包 括 一 般 通 用 可 编 程 接 口 卡 的 全 部 组 成 部 分 。 主 要 由 以 下 几 部 分 组 成 ： P$ A%S2 |w1 、 主 存 地 址 计 数 器 ， 用 于 存 放 读 写 主 存 用 到 的 主 存 地 址 。 $ ka0 tU _ y/Yp$ o2 、 数 据 数 量 计 数 器 ， 用 于 存 放 传 送 数 据 的 数 量 。 3 、 DMA的 控 制 /状 态 逻 辑 ， 由 控 制 和 状 态 等 逻 辑 电 路 组 成 ， 用 于 修 改 主存 地 址 计 数 器 和 数 据 数 量 计 数 器 ， 指 定 传 送 功 能 ， 协 调 CPU和 DMA信 号 的 配 合 与 同 步 。4 、 DMA请 求 触 发 器 ， 接 收 并 记 忆 设 备 送 来 的 请 求 数 据 传 送 的 信 号 。 5 、 数 据 缓 冲 寄 存 器 ， 用 于 存 放 高 速 设 备 与 主 存 之 间 交 换 的 数 据 。6 、 中 断 机 构 ， 中 断 请 求 发 生 在 数 据 数 量 计 数 器 计 数 到 0 值 时 ， 用 于 向 CPU报 告 本 组 数 据 传 达 完 成 ， 并 等 待 新 的 传 送 命 令 。