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第一章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
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）。
7. 解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
解：P9-10主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。
主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。
存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。
存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。
存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。
机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
指令字长：一条指令的二进制代码位数。
第1章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
《运算器》P61 3.4写出下列各机器数的二进制真值X：（1）[X]补=0,1001 X=1001（2）[X]补=1,1001 X=－111（3）[X]原=0,1101 X=1101（4）[X]原=1,1101 X=－1101（5）[X]反=0,1011 X=1011（6）[X]反=1,1011 X=－100（7）[X]移=0,1001 X=－111（8）[X]移=1,1001 X=＋1001（9）[X]补=1,0000000 X=－10000000B，X＝－128（10）[X]反=1,0000000 X＝－1111111B，X＝－127（11）[X]原=1,0000000 X＝－0（12）[X]移=1,0000000 X＝0P107 4.1X＝0.1101 Y＝－0.0110（设机器数长度为8位）[X]补=0.1101000[－X]补=1.0011000[2X]补=溢出[－2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[－Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[－2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P61：5、（1） X=-25/64=-0.011001B ，Y=2.875=10.111B[X]浮=0，11111 1.11001=7F9H [Y]浮=1,00010 0.10111=897H （2） [Z]浮=9F4H=1,00111 1.10100=-80P61：6、机器数字长16位 （1） 无符号整数：12~016-（2） 原码表示的定点整数：1，111…11~0，111…11即12~)12(1515--- （3） 补码表示的定点整数：1，00…000~0，111…11即12~21515--（4） 补码表示的定点小数：1.00…000~0.111…11即1521~1---（5） 非规格化浮点数：ER M N ⨯=最大数=12772)21(--⨯-最小数=12721-⨯-最大负数=72722--⨯-最小正数=72722--⨯（6） 最大数=12772)21(--⨯-最小数=12721-⨯-最大负数=72712)22(---⨯+-最小正数=72122--⨯P107：2、（1）（2）P108：4－14－2P108：55－1补码BOOTH算法5－2补码BOOTH算法P108：6、6－1原码恢复余数算法6－2原码加减交替算法P108 7－1补码加减交替算法7－2补码加减交替算法P108：8－1（1）X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX－Y:1、对阶同上2、尾数相减：11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理：[E X-Y]补＝1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101X=0.2344 = 0.00111 Y= -0.1133=-0.00011X－Y:1、对阶同上2、尾数相减：00.11100+ 00.01100[E X-Y]补= 01.01000 发生正溢尾数右移，阶码加1[E X-Y]补= 0.10100[M x-y] = 1.11113、结果不需规格化4、舍入处理：[E X-Y]补＝0.10100[X-Y] = 1,1111 0,10100（1）X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225：2、 （1） 片641641161664=⨯=⨯⨯K K（2） s msμ625.151282=（3） s ns μ64500128=⨯ P225：3、（1） 最大主存容量=bit 16218⨯（2） 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片；若采用异步刷新，则刷新信号的周期为s msμ625.151282= （3） 每块8字节，则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ，即c=9，Cache 采用2路组相联映射，则r=1。
1． 1概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1． 2你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1． 3试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1． 4计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？`。
1． 5计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1． 6什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指 CPU一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1． 7什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是 CPU能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是 CPU不能直接访问，必须通过 I/O 接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘， u 盘等。
1． 8根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（ 4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O 设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器 2 、嵌入式系统 3 、中央处理器（CPU） 4 、编译器5、操作系统 6 、控制器7 、机器指令8 、台式机或个人计算机9、主存储器10 、 VLSI答：（1） 8，（ 2）3，（3）9，（4） 6，（ 5） 2，（6） 10，（ 7） 5，（ 8）4，（9）1，（10） 7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
第一章计算机系统概论1、什么就是计算机系统、计算机硬件与计算机软件?硬件与软件哪个更重要?解:P３计算机系统：由计算机硬件系统与软件系统组成得综合体。
计算机硬件:指计算机中得电子线路与物理装置。
计算机软件:计算机运行所需得程序及相关资料。
硬件与软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。
５、冯•诺依曼计算机得特点就是什么?解:冯•诺依曼计算机得特点就是: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;●指令与数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问；●指令与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得性质,地址码用来表示操作数在存储器中得位置；●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）。
7、解释下列概念:主机、ＣＰＵ、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长.解：P9－10主机：就是计算机硬件得主体部分,由CＰU与主存储器MM合成为主机。
ＣPU:中央处理器,就是计算机硬件得核心部件,由运算器与控制器组成;（早期得运算器与控制器不在同一芯片上，现在得ＣPU内除含有运算器与控制器外还集成了CACＨE）。
主存：计算机中存放正在运行得程序与数据得存储器,为计算机得主要工作存储器,可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成.存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址得存储单位.存储元件：存储一位二进制信息得物理元件，就是存储器中最小得存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取。
存储字：一个存储单元所存二进制代码得逻辑单位。
存储字长:一个存储单元所存二进制代码得位数。
存储容量：存储器中可存二进制代码得总量；（通常主、辅存容量分开描述）。
机器字长：指CＰU一次能处理得二进制数据得位数，通常与ＣPU得寄存器位数有关。
指令字长：一条指令得二进制代码位数。
实用文档之"第1章计算机系统概论"1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O 机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
计算机组成原理与系统结构课后答案包健【篇一：计算机组成原理课后作业答案(包健第二版)完整】（设机器数长度为8位）[x]补=0.1101000 [－x]补=1.0011000 [2x]补=溢出 [－2x]补=溢出[x/2]补=0.0110100 [-x/2]补=1.1001100 [y]补=1.1010000 [－y]补=0.0110000 [2y]补=1.0100000 [－2y]补=0.1100000 [y/2]补=1.1101000 [-y/2]补=0.0011000 [-y/4] 补=0.0001100p156：2、（1）（2）p156：4－4原码恢复余数算法6－1【篇二：11级教材包健习题答案】征是什么？略。
1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。
1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指cpu一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是cpu能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是cpu不能直接访问，必须通过i/o接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。
用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和i/o设备做什么的部件。
*作品编号：DG13485201600078972981*创作者：玫霸*第1章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
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计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
P156 4.1X＝0.1101 Y＝－0.0110（设机器数长度为8位）[X]补=0.1101000[－X]补=1.0011000[2X]补=溢出[－2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[－Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[－2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P156：2、（1）（2）P156：4－46－1原码恢复余数算法6－2原码加减交替算法P156：4.8阶码（5位补码）尾数（6位补码）（1）X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX－Y:1、对阶同上2、尾数相减：11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理：[E X-Y]补＝1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101P108：9-1阶码（5位移码）尾数（6位补码）（1）X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225：2、 （1） 片641641161664=⨯=⨯⨯K K（2） s msμ625.151282=（3） s ns μ64500128=⨯ P225：3、（1） 最大主存容量=bit 16218⨯（2） 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片；若采用异步刷新，则刷新信号的周期为s msμ625.151282= （3） 每块8字节，则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ，即c=9，Cache 采用2路组相联映射，则r=1。
主存容量为块161828162=⨯Bytebit，即m=16。
每块包含4个字，每字包含2个字节。
标记行0标记行11标记行21标记行3…28-1标记行29-2标记行29 -1Cache Cache主存01 (2)8主存字块标记组地址块内字地址882主存字地址16主存字块标记组地址块内字地址882主存字节地址16字内字节地址1主存字地址=462EH=00 0100 01，10 0010 11，10；因此该字映射到Cache 的第139组。
（4） 分析地址：A 15A 14A 13A 12A 11A 10A 9A 8A 7A 6A 5A 4A 3A2A 1A 0最小128K RAM0000000000000000111111111111111111111111111111110000000000000… …… …… …A 17A 1600最高端8K ROM11111111保留区128K 的RAM 区由片162881616128=⨯=⨯⨯bitK bitK SRAM 芯片构成；分为8组，组与组之间进行字扩展；每个组内有2片进行位扩展。
P225：5、平均访问时间)()1()1()()1(p c m m c c m m c c c a t t t h h t t h h t h t ++⨯-⨯-++⨯⨯-+⨯= 其中：t a —— 平均访问时间；t c —— Cache 的存储周期；t m —— 主存的存储周期；t p —— 磁盘的存储周期；h c —— Cache 的命中率；h m —— 主存的命中率。
所以，nsns ns ns ns t ns ns ns ns t a a 74482.38.418)120080(%40%1080%60%1020%90=+++=+⨯⨯+⨯⨯+⨯=P168：6、 命中率%5.97%10010039003900=⨯+=h平均访问时间nsns ns ns ns t t h t h t a mc a 45639240%5.240%5.97)1(=+=⨯+⨯=⨯-+⨯=e = t c /t a =40/45=8/9P168：7、4路组相联映射，所以r=2 每块4字，所以b=2； 每字32位，所以每字包含4字节。
Cache 容量为行行字节字节92512448==⨯K ，故c=9主存容量为块块字节字节20214416==⨯M M ，故m=20标记行0标记行31标记行4标记行7…27-1标记行29-4标记行29 -1Cache Cache主存01 (213)…………(1) Cache 共分为：2c-r = 29-2 = 128组。
(2)主存字块标记组地址块内字地址1372主存字节地址20字内字节地址2P226：8、4路组相联映射，所以r=2 每块64字，所以b=6； Cache 容量为行字字72648=K ，故c=7 主存容量为块字字12264256=K ，故m=12标记行0标记行31标记行4标记行7…25-1标记行27-4标记行27 -1Cache 组地址Cache主存01 (2)7…………主存字地址0~8447，位于主存的哪几块内呢？132648448=字字，即主存的第0~8447字位于连续的132块内。
4421325余商块块=，因此这132块连续分布在第0~4大组内，其中在第4大组中只有4块。
CPU 第1次依次访问主存的0~8447字时不命中132次。
Cache 的变化如图所示CPU 从第2次开始直到第21次访问主存的0~8447字时，每轮不命中20次（从第0~4大组的前4块都不命中，其余都命中），Cache 的变化如图所示Cache第0大组第1大组第2大组第3大组第4大组主存Cache Cache Cache Cache Cache Cache因为10mc t t =, 命中率%7.99%100177408176876%1002184482020132218448=⨯=⨯⨯⨯--⨯=h设使用Cache 比不使用Cache 在速度上提高x 倍，则倍7.91011)1(10)()1(=⨯⨯-+⨯=+⨯-+⨯=mm mc m c mt h t h t t t h t h t x《指令系统》12、地址 指令0019H001AH第一条转移指令：0019H 001AH（PC ）=001AH ，执行该JMP 指令后（PC）=001BH+0006H=0021H第二条转移指令：0019H 001AH（PC ）=001AH ，执行该JMP 指令后（PC ）=001BH+0025H=0040H 13、寄存器-存储器型指令是指一个操作数来自寄存器，另一个操作数来自存储器。
（1）指令字长32位：直接寻址时EA=ADDR ，因此主存最大存储空间为2字。
（假设存储器按字编址） 间接寻址时EA=（ADDR ），因此操作数地址存放在主存地址为0~219-1的单元内，假设存储器按字编址，则EA 应该是32位的地址，则主存最大存储空间为232字。
（2）其实用32位通用寄存器做基址寄存器，类似于80X86机器上存储器分段管理。
EA=32位基地址+偏移地址，所以EA 是32位，则主存最大存储空间为232字。
16、设某机寄存器字长16位，用16进制表示，已知：变址寄存器内容为0004H ，PC 的内容为0003H ，内存中部分单元内容如下：地址：内容 地址：内容 0002H ：000AH 0007H ：000AH 0003H ：0002H 0008H ：0002H 0004H ：0007H 0009H ：0003H 0005H ：0004H 000AH ：0009H0006H ：0005H 000BH ：0008H若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数填入下表。
某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码6位。
试采用操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。
请给出指令编码示意图。
双操作数指令格式：设某8位计算机，除HALT 指令外，指令均为双字长，格式如下：其中，假设：PC 的内容为22H ；变址寄存器R3的内容为30H ；主存部分单元的内容如下：问：CPU 启动执行指令到停机，期间执行了哪几条指令？写出每条指令的功能、寻址方式、操作数及执行结果。
解：由于（PC ）=22H ，即程序的第一条指令地址为22H ，从22H 开始，执行到2DH （HALT 指令）为止，共五条指令。
经分析，所有指令的目的操作数的寻址方式均为寄存器寻址方式，为R1。
下面列出每条指令的功能、源操作数的寻址方式、源操作数及执行结果。
《控制器》6、设某机平均执行一条指令需要两次访问内存，平均需要三个机器周期，每个机器 周期包含4个节拍周期。
若机器主频为25MHz ，试回答：1）若访问主存不需要插入等待周期，则平均执行一条指令的时间为多少？ 2）若每次访问内存需要插入2个等待节拍周期，则平均执行一条指令的时间是又多少？解：（1）MHz2511==主频时钟周期 s μ48.043=⨯⨯=时钟周期平均指令周期（2）s μ64.02243=⨯⨯+⨯⨯=时钟周期时钟周期平均指令周期7、设某机主频为8MHz ，每个机器周期包含4个节拍周期，该机平均指令执行速度为1MIPS 。
试回答：1）该机的平均指令周期是多少时间？2）平均每条指令周期包含几个机器周期？ 解：（1）s μ11==机器速度平均指令周期（2）284=⇒•==χχ机器周期平均每条指令机器周期MHz8、参见图7－41的数据通路，指令“INC R1”将R1寄存器的内容加1，画出其指令周期微程序流程图，并根据表7－11和表7－12写出每一条微指令码。
解： INC R1；（R1）+1 R19、根据图7－41所示的模型机结构和数据通路，写出以下指令从取址到执行的全部微操作序列，说明各条指令需要哪几个机器周期，需要几次访问内存及完成什么操作。
1）SUB A，R ，该指令完成（A）－R→（A），源操作数一个为寄存器寻址，目标操作数为指令提供的内存有效地址A。
2）JMP 偏移量，该指令完成PC＋偏移量→PC。
解：（1）SUB A，R ；（A）－R→（A）指令为双字节格式：所以，共需要8个机器周期，共访存4次。
（2）JMP DISP；（PC）＋DISP→PC所以，共需要7个机器周期，共访存2次10、假设某机器主要部件有：程序计数器PC、指令寄存器IR、通用寄存器R0～R3、暂存器DD1和DD2、ALU、移位器、存储器地址寄存器MAR及存储器M。
1）要求采用单总线结构，画出包含上述部件的逻辑框图，并注明数据流动方向。
2）画出ADD （R1），（R2）指令在取指和执行阶段的操作步骤流程图。
R1寄存器存放目标操作数地址，R2寄存器存放源操作数地址。
3）写出各操作步骤所需的全部微操作命令。
解：（1）（2）（3）取ADD指令的微指令①PC-B＃、B-MAR、PC+1②M-R#、B-IR③指令译码信号MAP＃有效执行ADD指令的微指令①R2-B#、B-MAR②M-R#, B-DD1③R1-B#、B-MAR④M-R#, B-DD2⑤“+”,ALU-B#,M-W#11、假设某机共有76条指令，平均每一条指令由11条微指令组成，其中有一条取指令的微指令是所有指令公共的，该机共有微命令31个，微指令的微操作码采用直接控制法。
