《微机原理与接口技术(第二版)》课后答案马维华版.pdf

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1、思考与习题参考答案2《微型计算机及接口技术》第2章思考与习题参考答案2-1简述微处理器的主要性能指标，性能公式（2-1）说明了什么？答：微处理器的主要性能指标如下表所示性能指标参数含义示例字长内部处理二进制数的位数8,16,32,64主频处理器核心工作频率100MHz,3.2GHz外频外部总线的核心频率（基准频率）33MHz,66MHz,100MHzFSB频率前端总线频率266MHz,533MHz,800MHz,1330MHz工作电压处理器核心工作电压5V，3V，1.8V，1.2V制造工艺指管子之间的最小线距0.13μm,90nm,65nm,45nmm地址线宽度处理器外部地址线条数，决定物理

2、地址空间220,32,36数据线宽度处理器外部数据线条数，决定对外访问能力8位，16位，32位，64位协处理器是否内置协处理器，性能如何X87流水线技术流水线级数5级，12级，14级，20级，31级等超标量结构多条指令流水线，含流水线级数1个,2个，3个,4个，8个L1/L2/L3Cache一级/二级/三级高速缓存8KB,16KB,512KB,4MBSIMD单指令处理多个数据的能力MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3,SSE4核心架构处理器采用的核心架构类型P5,P6,NetBurst,Core反应处理器消耗的功率功耗50W,25W等功耗＝动态电容×电压×电压×频率公式（2－1）:

3、性能＝核心频率×每个周期执行指令的条数说明，微处理器的性能的提高不仅取决于工作频率，还依赖每周期执行指令的条数。新的处理器代替老的处理器，就是根据这一性能公式来提高它的性能的。即或单独提高频率，或单独增加每周期执行指令的条数，或既提高频率又增加每周期执行指令的条数。由于核心频率的提高是有限制的，因此从Cure系列开始注重提高每个周期指令执行的条数来提高性能。2-2简述微处理器的工作方式、各工作方式的含义和区别是什么?它们之间是如何切换的？答：1.五种工作方式：实地址方式、保护虚地址方式、虚拟86方式、系统管理方式以及IA-32E方式。2.含义：(1)实地址方式是指处理器工作在8086/808

4、8编程环境下的工作方式。(2)保护地址方式，又称保护虚地址方式，简称保护方式，是真正发挥处理器潜能的一种工作方式。所谓保护是指在执行多任务操作时，对不同任务使用的不同存储空间进行完全隔离，保护每个任务顺利执行。(3)虚拟86方式是指一个多任务的环境，即模拟多个8086的工作方式。在这个方式之下，处理器被模拟成多个8086微处理器同时工作。(4)系统管理方式（SMM）是为实现特定功能及系统安全提供的一种工作方式，SMM的功能主要包括电源管理以及为操作系统和正在运行的程序提供安全性。SMM最显著的应用就是电源管理。以上四种方式是IA-32所有处理器所具有的工作方式。(5)从后期的P4到以Core

5、为核心的处理器开始支持64位扩展技术，引入了IA-32E工作方式。在这种方式下，处理器支持两种模式即兼容的工作方式（兼容IA-32处理器的方式）和64位工作方式。在兼容模式下，允许在64位操作系统下运行原来的16位和32位应用程序，采用EM64T技术，支持64位操作，同时支持36位的地址，支持64位线性地址，默认的地址空间为64位，默认的数据宽度为32位，指令允许32/64地址和32/64数据的混合使用，因此又把Core为核心的处理器称为32/64处理器，与真正64位处理器有区别，可称之为具有64位功能的32位处理器。国家十一五规划教材《微机原理与接口技术(第二版)》思考题与习题参考答案33

6、.工作方式的相互转换如下图所示。SMI实地址复位或RSM指令方式PE=1复位或PE=0SMI系统管理保护RSM方式方式复PG=1,LMA=1位SMILMA=0RSMIA-32EVM=1VM=0方式虚拟86SMI方式RSM2-3IA-32E方式兼容模式和64位模式下，Cure2Duo系列处理器能够寻址的物理地址空间分别有多大？为什么把具有IA-32E模式的处理器称为32/64位处理器，而不直接称为64位处理器？答：（1）具有IA-32E工作方式处理器在兼容模式下，最大支持的32位地址空间，而在64位方式下，采用EM64T技术，支持64位操作，同时支持36位的物理地址，支持64位线性地址，默认的

7、地址空间为64位。（2）由于具有IA-32E方式的处理器默认的数据宽度为32位，指令允许32/64地址和32/64数据的混合使用，因此又把Core为核心的处理器称为32/64处理器，与真正64位处理器有区别，可称之为具有64位功能的32位处理器。2-4为什么要引入流水线技术？什么是超标量结构？说明从80486到Cure2Quard处理器所具有的指令流水线的条数、级数以及单周期可执行简单指令的条数。答：引入流水