2015年西南大学：《计算机原理》第一至四次作业答案

第一次
答：
一、1浮点数加减运算的步骤为
1、 对阶操作,即比较两个浮点数的阶码值的大小；
2、实现尾数的加(减)运算,对两个完成对阶后的浮点数执行求和(差)操作。
3、规格化操作；
4、舍入操作；
5、检查阶码是否溢出。
因为浮点数的溢出是以其阶码的溢出表现出来的，在加\减运算过程中要检查是否产生了溢出：若 阶码正常,加(减)运算正常结束；若阶码溢出,则要进行相应处理。超过了阶码可能表示的最大值的正指数值,一般将其认为是＋∞和－∞。超过了阶码可能表示的最小值的负指数值,一般将其认为是0。
二、相同点是两者都是随机存储器，在掉电的情况两者存储的信息都将立即丢失。不同点是两者相比，动态存储器单片容量大，封装尺寸小，价格便宜，功耗小。
三、CPU是根据操作码和地址码来区别指令和数据的，若有操作码存在，那么这一定是一条指令，而地址码是指令的组成部分，它用来描述该指令的操作对象，或者直接给出操作数或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址。 
四、微程序与硬布线控制的计算机，除了操作控制信号的形成方法和原理有差别外，其余的组成部分没有本质上的差别。两者间的最显著差异可归结两点：1、在实现方面，微程序控制器的控制功能是在存放微程序的控制器和存放当前正在执行的微指令的寄存器直接控制下实现的，而硬布线则由逻辑门组合实现。前者易修改，且修改时不需要更换硬件，而后者由于是物理性控制，在修改时就必须改变或更换硬件。2、在性能方面，在同样的半导体工艺条件下，微程序控制的速度比硬布线控制的速度低。
五、不同点有原码运算结果仍为原码，补码运算结果仍为补码；进行原码运算时，进行加减法运算比较复杂。例如，当两数相加时，先要判断两数的符号，如果两数是同号，则相加；两数是异号，则相减速。而进行减法运算又要先比较两数绝对值的大小，再用大绝对值减去小绝对值，最后还要确定运算结果的正负号，而采用补码运算时，由于符号位与数值一样参与运算，所以不必像原码运算那样对两数的大小、符号作比较，从而使运算更简单。
六、工作原理为:激光打印机加电后，微处理器执行内部程序，检查各部分状态。各部分检测正常后，系统就绪，此时可接收打印作业。微机传送的打印作业经接口逻辑电路处理，送给微处理器。微处理器控制各组件协调运行，此时高压电路发生器产生静电对硒鼓表面进行均匀充电，加热定影工作组件开始工作。经微处理器调制的激光发生器，其发出的激光束带有字符信息，并通过扫描马达和光学组件对均匀转动的硒鼓表面进行逐行扫描;因硒鼓为光电器件，不含字符信息的激光照射到硒鼓表面后，硒鼓表面的硒材料因见光而导电，原先附着的静电因硒材料导电而消失，从而形成由字符信息组成的静电潜像;这样的静电潜像利用静电作用将显影辊上的炭粉吸附在硒鼓表面，从而在硒鼓表面形成由炭粉组成的反面字符图形。当打印纸快贴近硒鼓时被充上高压静电，打印纸上的静电电压高过硒鼓上的静电电压，当打印纸与硒鼓贴近时，同样利用静电的吸附作用，将硒鼓表面由炭粉组成的反面字符图形吸附到打印纸上并形成由炭粉组成的正面字符图形;最后，带有由炭粉组成的正面字符图形的打印纸进入加热定影组件，由于炭粉中含有一种特殊熔剂，遇高温后熔化，从而将炭粉牢牢地固定在打印纸上，经加热定影套件处理后，最终形成了精美的稿件，完成打印过程。
二次
答：
1.有直接、寄存器、基址、变址、间接、相对、立即数、堆栈8种。
2.DMA方式不需CPU干预传送操作,仅仅是开始和结尾借用CPU一点时间,其余不占用CPU任何资源，中断方式是程序切换,每次操作需要保护和恢复现场。
3.大致分为三类，分别是内部总线、系统总线、I/O总线。
4.CPU流水线工作原理是将指令的执行过程分解为N个子过程，分别由不同的功能部件去执行，程序执行的时间缩小为顺序执行方式时间的1/N，从而大大提高CPU的处理能力。造成流水线阻塞的原因有1、由于执行指令的每个功能部件的执行时间不可能完全相等，从而出现等待，而达不到所有功能段全面忙碌的要求；2、流水线中存在的相关问题，如第2条指令的操作数地址即为第1条指令保存结果的地址，那么第2条指令取操作数的动作需要等待一个周期时间才能进行，否则取得的数据是错误的；3、程序转移对流水线的影响。在大多数流水线机器中，当遇到条件转移指令时，确定转移与否的条件码往往由条件转移指令本身或由它前一条指令形成，只有当它流出流水线时，才能建立转移条件并决定下条指令地址。因此，当条件转移指令进入流水线后直到确定下一地址之前，流水线不能继续处理后面的指令而处于等待状态，因而造成阻塞。
5.外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机
三次
。
    1.答：密封的原因是使磁头和盘片精密配合，并防止灰尘进入盘体内，从而使磁头与盘面之间的间隙减到更小值，以提高位密度。

   2. 答：CPU内部由运算器、控制器、存储器组成。运算器的功能是对数据进行算术运算和逻辑运算，控制器的功能是分析指令并发出相应的控制信号，存储器的功能是存放数据和各种指令。
 3.答：CRT对一屏字符（字符显示窗口8×15, 字符点阵7×8，一屏字符为80×25个字）工作原理  
光栅扫描显示器显示字符的方法是以点阵为基础的。这种方法将字符分解成m×n个点组成阵列，将点阵存入由ROM构成的字符发生器中，在CRT进行光栅扫描的过程中,从字符发生器中依次读出点阵，按照点阵的 0和1控制扫描电子束的开关，就可以在屏幕上组成字符。  点阵的多少取决于显示字符的质量和字符块的大小。字符块指的是每个字符在屏幕上所占的点数，也称作字符窗口，它包括字符显示点阵和字符间隔。  
对应于每个字符窗口，所需显示字符的ASCII代码被存放在视频存储器VRAM中，因此应有2000个单元存放字符信息。字符发生器ROM的高位地址来自VRAM的ASCll代码，低位地址来自称为光栅地址计数器的输出RA3-RAO，它具体指向这个字形点阵中的某个字节。在显示过程中，按照VRAM中的ASCll码和光栅地址计数器访问ROM，依次取出字形点阵，就可以完成一行字符的输出。  
    4.答：由于堆栈具有先进后出的性质，因而在中断、子程序调用过程中广泛用于保存返地址、状态标志及现场信息。另一个重要作用是用于子程序调用时参数的传递。
5.  答：
计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。 取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。 分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。 
计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令
四次

1答：[X]原=11101，[Y]原=01011。X*Y:符号位S=1⊕0=1
则X*Y=110001111。
2答：真值X=+1001，[X]补=01001；
真值X=-1001，[X]补=100000+(-1001)=100000-1001=10111;
真值X=-0.1001，[X]补=2+(-0.1001)=10-0.1001=1.0111。
3答：(X)原：11111111

(X)补： 10000001
4答：1、存储面=20个记录面
柱面=8000
硬盘的存储容量=20*8000*32*512B
数据传输率=(3600/60)*(32*512)B/s