发布时间 : 星期二 文章计算机组成原理_教材习题解答_(1)更新完毕开始阅读00ffbbec2ec58bd63186bceb19e8b8f67c1cef91
解：指令和数据都存放在主存，它们都以二进制代码形式出现，区分的方法为：
（１） 取指令或数据时所处的机器周期不同：取指周期取出的是指令；分析取数或执行 周期取出的是数据。
（２） 取指令或数据时地址的来源不同：指令地址来源于程序计数器；数据地址来源于 地址形成部件。
１０ ．CPU 中指令寄存器是否可以不要？ 指令译码器是否能直接对存储器数据寄存器 MDR 中的信息译码？ 为什么？ 请以无条件转移指令JMP A 为例说明。
解：指令寄存器不可以不要。指令译码器不能直接对MDR 中的信息译码，因为在 取指周期MDR 的内容是指令，而在取数周期MDR 的内容是操作数。以JMP A 指令为
例，假设指令占两个字，第一个字为操作码，第二个字为转移地址，它们从主存中取出时都 需要经过MDR ，其中只有第一个字需要送至指令寄存器，并且进行指令的译码，而第二 个字不需要送指令寄存器。
１４ ．CPU 结构如图６-30 所示，其中有一个累加寄存器AC 、一个状态条件寄存器和其
1 76 他４ 个寄存器，各部件之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （１） 标明４ 个寄存器的名称。
（２） 简述指令从主存取出送到控制器的数据通路。
（３） 简述数据在运算器和主存之间进行存取访问的数据通路。 图６唱２５ 某机CPU 结构
解：（１） 这４ 个寄存器中，a 为存储器数据寄存器MDR ，b 为指令寄存器IR ，c 为存 储器地址寄存器MAR ，d 为程序计数器PC 。 （２） 取指令的数据通路： PC → MAR → MM → MDR → IR
（３） 数据从主存中取出的数据通路（设数据地址为X） ： X → MAR → MM → MDR → ALU → AC
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数据存入主存中的数据通路（设数据地址为Y） ： Y → MAR ，AC → MDR → MM
１５ ．什么是微命令和微操作？ 什么是微指令？ 微程序和机器指令有何关系？ 微程序 和程序之间有何关系？
解：微命令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。微操作是指计算机中
最基本的、不可再分解的操作。微命令和微操作是一一对应的，微命令是微操作的控制信 号，微操作是微命令的操作过程。 微指令是若干个微命令的集合。
微程序是机器指令的实时解释器，每一条机器指令都对应一个微程序。
微程序和程序是两个不同的概念。微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，实 际上是机器指令的实时解释器，微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存 储器中的，一般不提供给用户；程序是由机器指令组成的，由程序员事先编制好并存放在 主存储器中。
１６ ．什么是垂直型微指令？ 什么是水平型微指令？ 它们各有什么特点？ 又有什么区别？
解：垂直型微指令是指一次只能执行一个微命令的微指令；水平型微指令是指一次 能定义并能并行执行多个微命令的微指令。
垂直型微指令的并行操作能力差，一般只能实现一个微操作，控制１ ～ ２ 个信息传送 通路，效率低，执行一条机器指令所需的微指令数目多，执行时间长；但是微指令与机器指 令很相似，所以容易掌握和利用，编程比较简单，不必过多地了解数据通路的细节，且微指令字较短。水平型微指令的并行操作能力强，效率高，灵活性强，执行一条机器指令所需 微指令的数目少，执行时间短；但微指令字较长，增加了控存的横向容量，同时微指令和机 器指令的差别很大，设计者只有熟悉了数据通路，才有可能编制出理想的微程序，一般用 户不易掌握。
１７ ．水平型和垂直型微程序设计之间各有什么区别？ 串行微程序设计和并行微程序 设计有什么区别？
解：水平型微程序设计是面对微处理器内部逻辑控制的描述，所以把这种微程序设计方
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法称为硬方法；垂直型微程序设计是面向算法的描述，所以把这种微程序设计方法称为软方法。
在串行微程序设计中，取微指令和执行微指令是顺序进行的，在一条微指令取出并执 行之后，才能取下一条微指令；在并行微程序设计中，将取微指令和执行微指令的操作重 叠起来，从而缩短微周期。
第7章 外部设备
１ ．外部设备有哪些主要功能？ 可以分为哪些大类？ 各类中有哪些典型设备？ 解：外部设备的主要功能有数据的输入、输出、成批存储以及对信息的加工处理等。
外部设备可以分为五大类：输入输出设备、辅助存储器、终端设备、过程控制设备和脱机设 备。其典型设备有键盘、打印机、磁盘、智能终端、数／模转换器和键盘－ 软盘数据站等。 ２ ．说明磁介质存储器的存储原理。
解：磁介质存储器的存储过程是一种电磁转换的过程。在磁介质存储器中，信息是 记录在一薄层磁性材料上的，这个薄层称为磁层。磁层与所附着的载体称为记录介质或 记录媒体。磁头是磁记录设备的关键部件之一，是一种电磁转换元件，能把电脉冲表示的 二进制代码转换成磁记录介质上的磁化状态，即电→ 磁转换；反过来，能把磁记录介质上 的磁化状态转换成电脉冲，即磁→ 电转换。
５ ．主存储器与磁介质存储器在工作速度方 面的指标有什么不同？ 为什么磁盘存储器采用 两个以上的指标来说明其工作速度？ 解：主存储器速度指标主要有存取速度和
存取周期，而磁介质存储器速度指标为平均存 取时间，这是因为磁介质存储器采用顺序存取 或直接存取方式。磁盘存储器的平均存取时间
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至少应当包括平均寻道时间和平均等待时间两
部分，因为磁盘存储器首先需要将磁头移动到指定的磁道上，然后将记录块旋转到磁头的 下方才能进行读写。
６ ．某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为２２cm ，外径为 ３３cm ，道密度４０ 道／cm ，位密度４００ b／cm ，转速２４００ r／min 。试问： （１） 共有多少个存储面可用？ （２） 共有多少个圆柱面？
（３） 整个磁盘组的总存储容量有多少？ （４） 数据传送率是多少？
（５） 如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在 同一圆柱面上？ 为什么？
（６） 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？ 寻址命令中如何 表示磁盘地址？
解：（１） ６ × ２ ＝ １２（面） ，共有１２ 个存储面可用。 （２） ４０ × ３３ － ２２
２ ＝ ２２０（道） ，共有２２０ 个圆柱面。
（３） １２ × ２２π × ４００ × ２２０ ＝ ７３ × １０６ （位） 。 （４） 数据传送率＝ ２２π × ４００ ６０ ２４００
＝ １ ．１ × １０６ （b／s） ＝ ０ ．１３８ × １０６ （B／s） 。 （５） 记录在同一圆柱面上。因为这样安排存取速度快。
（６） 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是扇区。磁盘地址为：驱动 器号、圆柱面号、盘面号、扇区号。
7. 某磁盘存储器的转速为3000r/min，共有4个盘面，5道/mm，每道记录信息12288B，
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