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第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

第4章冯.诺依曼计算机:机器级程序

及其执行

1、关于“图灵机”,下列说法不正确的是_____。

(A)图灵机给出的是计算机的理论模型;

(B)图灵机的状态转移函数,其实就是一条指令,即在q状态下,当输入为X时,输出为Y,读写头向右(R)、向左(L)移动一格或不动(N),状态变为p;

(C)图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路;

(D)凡是能用算法方法解决的问题也一定能用图灵机解决;凡是图灵机解决不了的问题人和算法也解决不了;

(E)上述有不正确的。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

2、关于“图灵机”和“计算”,下列说法不正确的是_____。

(A)计算就是对一条两端可无限延长的纸带上的一串0和1,一步一步地执行指令,经过有限步骤后得到的一个满足预先规定的符号串的变换过程;

(B)“数据”可被制成一串0和1的纸带送入机器中进行自动处理,被称为数据纸带;处理数据的“指令”也可被制作成一串0和1的纸带送入机器中,被称为程序纸带;机器一方面阅读程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸带上的数据进行变换处理。

(C)计算机器可以这样来制造:读取程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸带上的数据做相应的变换,这就是图灵机的基本思想;

(D)上述有不正确的。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

3、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中B

为空白字符;状态集合{S

1,S

2

,S

3

,S

4

,S

5

},其中S

1

为起始状态,S

5

为终止状态;

箭头表示状态转换,其上标注的如表示输入是in时,输出out,向direction方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换,其中in,out均是字母集中的符号,direction可以为R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

该图灵机的功能是_____。

(A)识别是否如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同;

(B)识别是否如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串;

(C)将形如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同,转换为XYXY, XYXYXYXY的形式;

(D)将形如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串转换为XXXYYY, XXXXYYYY的形式。

答案是:D

4、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中B

为空白字符;状态集合{S

1,S

2

,S

3

,S

4

,S

5

,S

6

},其中S

1

为起始状态,S

6

为终止

状态;箭头表示状态转换,其上标注的如表示输入是in 时,输出out,向direction方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换,其中in,out均是字母集中的符号,direction可以为R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

该图灵机的功能是_____。

(A)识别是否如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同;

(B)识别是否如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串;

(C)将形如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同,转换为XYXY, XYXYXYXY的形式;

(D)将形如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串转换为XXXYYY, XXXXYYYY的形式。

答案是:B

5、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空

格”,;};状态集合{S

1,S

2

,S

3

,S

4

,S

5

,S

6

,S

7

},其中S

1

为起始状态,S

7

为终

止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如表示输入是in时,输出out,向direction方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换,其中in,out均是字母集中的符号,null表示什么也不写,direction可以为R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

该图灵机的功能是_____。

(A)能够识别“V=C+C;”形式的符号串;

(B)能够识别“V=C;”形式的符号串;

(C)能够将符号串中的空格去除掉;

(D)上述全部能够识别。

答案是:D

6、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空

格”,;};状态集合{S

1,S

2

,S

3

,S

4

,S

5

,S

6

,S

7

},其中S

1

为起始状态,S

7

为终

止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如表示输入是in时,输出out,向direction方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换,其中in,out均是字母集中的符号,null表示什么也不写,direction可以为R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

关于该图灵机的功能,说法不正确的是_____。

(A)既能够识别“V=C+C;”形式的符号串,又能识别“V=V+C;”形式的符号串;

(B)既能够识别“V=C;”形式的符号串,又能识别“V=V;”形式的符号串;

(C)既能够识别“V=V+C;”形式的符号串,又能识别“V=C+V;”形式的符号串;

(D)上述说法不正确,即有该图灵机不能识别的符号串形式。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

7、关于“存储程序”,下列说法不正确的是_____。

(A)将“指令”和“数据”以同等地位保存在存储器中,以便于机器自动读取自动处理;

(B)之所以将“程序”和“数据”事先存储于存储器中,是因为输入的速度满足不了机器处理的速度,为使机器连续自动处理,所以要“存储程序”;

(C)依据“存储程序”原理,机器可由四大部分构成:运算器、存储器、输入设备和输出设备;

(D)冯.诺依曼计算机的本质就是“存储程序、连续自动执行”。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

8、关于“冯.诺依曼计算机”的结构,下列说法正确的是_____。

(A)冯.诺依曼计算机仅需要三大部件即可:运算器、控制器和存储器;

(B)一般,个人计算机是由中央处理单元(CPU)、存储器、输入设备和输出设备构成,没有运算器和控制器,所以它不是冯.诺依曼计算机;

(C)以“运算器”为中心的冯.诺依曼计算机和以“存储器”为中心的冯.诺依曼计算机是有差别的,前者不能实现并行利用各个部件,受限于运算器;后者可以实现并行利用各个部件;

(D)冯.诺依曼计算机提出“运算”和“存储”完全没有必要。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

9、下图是一个存储器的简单模型。围绕该存储器模型,回答下列问题。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(1)下列说法不正确的是_____。

(A)该存储器可存取4个4位的存储单元;

(B)该存储器其中的一个存储单元的内容是1010;

(C)该存储器既可读出,又可写入;

(D)该存储器的地址码分别是00,01,10和11。

答案是:C

(2)内容为1010的存储单元的地址编码A1A0是_____。

(A)00; (B)01; (C)10; (D)11; (E)没有该存储单元。

答案是:C

(3) A1A0为01的存储单元,其内容D3D2D1D0是_____。

(A)0101; (B)1010; (C)0111; (D)1110; (E)没有该存储单元。答案是:C

10、下图是一个存储器的简单模型。围绕该存储器模型,回答下列问题。

(1)当A

1A

=10时,D

5

D

4

D

3

D

2

D

1

D

的内容是_____。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(A) 100101; (B)011101; (C)101010; (D)010101;(E)都不对。答案是:C

(2)当存储单元的内容是100101时,其存储单元的地址编码A

1A

是_____。

(A)00; (B)01; (C)10; (D)11; (E)没有该存储单元。答案是:A

11、下图是一个存储器的简单模型-与或阵列图。请回答下列问题。

(1)围绕该存储器模型,请写出由A

1、A

产生W

3

、W

2

、W

1

、W

的逻辑表达式,书写

正确的是_____。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(A) W

00 = (NOT A

1

) OR (NOT A

);

(B) W

01 = (NOT A

1

) AND A

(C) W

10 = A

1

OR (NOT A

);

(D) W

11 = A

1

AND (NOT A

)。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(2)围绕该存储器模型,请写出由W

3、W

2

、W

1

、W

产生D

4

、D

3

、D

2

、D

1

、D

的逻辑表

达式,书写不正确的是_____。

(A) D

4 = W

00

OR W

01

OR W

11

(B) D

3 = W

10

OR W

11

(C) D

2 = W

01

OR W

10

(D) D

1 = W

00

OR W

01

OR W

11

(E) D

0 = W

00

OR W

10

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

12、已知一个存储器芯片M的4位二进制地址编码为A

3A

2

A

1

A

,其8条数据线为

D

7D

6

D

5

D

4

D

3

D

2

D

1

D

,回答下列问题。

(1)下列说法正确的是_____。

(A)该存储器共有28即256个存储单元;

(B)该存储器共有24即16个存储单元;

(C)该存储器存储单元的位数,即字长为4位;

(D)该存储器的存储容量为24×8字节。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(2)如果需要构造256个存储单元且每个存储单元的字长为16位的存储器,问下列说法正确的是_____。

(A)总计需要M芯片16个;

(B)总计需要M芯片8个;

(C)总计需要M芯片32个;

(D)总计需要M芯片64个。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*3)如果需要构造64个存储单元且每个存储单元的字长为16位的存储器,该存

储器的6位二进制地址编码线为B

5B

4

B

3

B

2

B

1

B

,16条数据线为E

15

~E

,问下列说法

正确的是_____。

(A)总计需要M芯片8个;将B

3B

2

B

1

B

分别连接到8个M芯片的A

3

A

2

A

1

A

上;将B

5

B

4

用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每一条控制两个M芯片;将8个芯

片任意分成两组,将E

15~E

8

和E

7

~E

分别连接到这2个组中的每个芯片的D

7

~D

上。

(B)总计需要M芯片16个,分成8组,每组两个;将B

3B

2

B

1

B

分别连接到16个M

芯片的A

3A

2

A

1

A

上;将B

5

B

4

B

3

用一个3-8译码器进行译码形成8条控制线,每一条

控制一组中的两个M芯片;将E

15~E

8

分别连接到这8个组中的第一个芯片的D

7

~D

上,而将E

7~E

分别连接到这8个组中的另一个芯片的D

7

~D

上。

(C)总计需要M芯片8个,分成4组,每组两个;将B

3B

2

B

1

B

分别连接到8个M芯

片的A

3A

2

A

1

A

上;将B

5

B

4

用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每一条控

制一组中的两个M芯片;将E

15~E

8

分别连接到这4个组中的第一个芯片的D

7

~D

上,而将E

7~E

分别连接到这4个组中的另一个芯片的D

7

~D

上。

(D)总计需要M芯片8个,分成2组,每组4个;将B

3B

2

B

1

B

分别连接到8个M芯

片的A

3A

2

A

1

A

上;将B

5

B

4

用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每2条控

制线控制一组M芯片;将E

15~E

8

分别连接到第一组每个芯片的D

7

~D

上,而将E

7

~E

分别连接到第2组每个芯片的D

7~D

上。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

13、已知某机器的指令集合及指令格式如下表示意。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

已经编制好并存储在存储器中的一段程序如下表示意,请阅读这段程序,并回答下述问题。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(1) 关于存储器存放的内容,下列说法正确的是_____。

(A) 3号存储单元存放的是数据,而8号存储单元存放的是指令;

(B) 3号存储单元存放的是数据,而8号存储单元存放的是数据;

(C) 3号存储单元存放的是指令,而8号存储单元存放的是数据;

(D) 3号存储单元存放的是指令,而8号存储单元存放的是指令。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(2) 存储器1号存储单元中存放的指令功能是_____。

(A) 将运算器中寄存器A的数,加上9号存储单元的数2,结果保留在运算器的

寄存器A中;

(B) 将运算器中寄存器A的数,乘以9号存储单元的数7,结果保留在运算器的寄存器A中;

(C) 将运算器中寄存器A的数,乘以10号存储单元的数6,结果保留在运算器的寄存器A中;

(D) 将运算器中寄存器A的数,乘以9号存储单元的数2,结果保留在运算器的寄存器A中。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(3) 存储器2号存储单元中存放的指令功能是_____。

(A) 将10号存储单元的数,取出送到运算器的寄存器A中;

(B) 将运算器中寄存器A的数,加上10号存储单元的数,结果保留在运算器的寄存器A中;

(C) 将运算器的寄存器A中的数,保存到10号存储单元中;

(D) 将运算器中寄存器A的数,乘以10号存储单元的数,结果保留在运算器的寄存器A中。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*4)该程序所能完成的计算是_____。

(A) 7 × 22+ 6 × 2 + 3;

(B) 2 × 72+ 6 × 7 + 3;

(C) 6 × 32+ 2 × 3 + 7;

(D) 6 × 32+ 7 × 3 + 2;

(E) 以上都不正确。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*5)若要使该程序完成计算8 × 32+ 2 × 3 + 6,则需修正存储的数据,正确的修正是_____。

(A) 8号存储单元存放数00000000 00000110,9号存储单元存放数00000000 00001000,

10号存储单元存放数00000000 00000010,11号存储单元存放数 00000000 00000011;

(B) 8号存储单元存放数00000000 00001000,9号存储单元存放数00000000 00000011,

10号存储单元存放数00000000 00000010,11号存储单元存放数 00000000 00000110;

(C) 8号存储单元存放数00000000 00000011,9号存储单元存放数00000000 00001000,

10号存储单元存放数00000000 00000010,11号存储单元存放数 00000000 00000110;

(D) 8号存储单元存放数00000000 00000010,9号存储单元存放数00000000 00000011,

10号存储单元存放数00000000 00000110,11号存储单元存放数 00000000 00001000。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*6)若要使该程序完成任意方程式ax2+bx+c,则需修正存储的数据,正确的修正是_____。

(A) 8号存储单元存放数a的二进制数,9号存储单元存放数x的二进制数,10号存储单元存放数b的二进制数,11号存储单元存放数c的二进制数;(B) 8号存储单元存放数a的二进制数,9号存储单元存放数b的二进制数,10号存储单元存放数c的二进制数,11号存储单元存放数x的二进制数;(C) 8号存储单元存放数x的二进制数,9号存储单元存放数a的二进制数,10号存储单元存放数b的二进制数,11号存储单元存放数c的二进制数;(D) 8号存储单元存放数c的二进制数,9号存储单元存放数b的二进制数,10号存储单元存放数a的二进制数,11号存储单元存放数x的二进制数。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

14、已知某机器的核心部件及其结构关系如下图示意。请仔细理解该结构图,并回答下述问题。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(1) 保存下一条将要执行的指令地址的寄存器是_____。

(A) IR; (B) R

0或R

1

;(C) 存储器的地址寄存器;(D) PC。

答案是:D

(2) 保存正在执行指令的寄存器是_____。

(A) IR; (B)R

0或R

1

;(C) 存储器的地址寄存器;(D) PC。

答案是:A

(3) 当CPU在执行000100 0000001001指令时,PC的值是_____。

(A) 00000000 00000001; (B) 00000000 00000010;

(C) 00000000 00000011; (D) 00000000 00000100。

答案是:B

(4) 当CPU在执行000100 0000001001指令时,IR的值是_____。

(A) 00000100 00001000; (B) 00010000 00001001;

(C) 00001100 00001010; (D) 00010000 00001000。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*5) 当CPU在读取指令阶段,下列说法正确的是_____。

(A) 第1个节拍进行A1,C3;第2个节拍进行D1,C4,D2;

(B) 第1个节拍进行A2,C3;第2个节拍进行D1,C2,D6;

(C) 第1个节拍进行A1,C3;第2个节拍进行D1,C4,D2或D3;

(D) 第1个节拍进行A1,C3,C1;第2个节拍进行D1,C2,D6。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*6) 当CPU在执行指令阶段,假设当前执行的指令“00000100 00001000—将8号单元内容取出到寄存器R1中并与运算器中寄存器R0的值相乘,结果保留在

R0中”,则下列说法正确的是_____。

(A) 第3个节拍进行A2,C3,C1;第4个节拍进行D1,C4,D2;第5个节拍进行C5;

(B) 第3个节拍进行A1,C3;第4个节拍进行D1,C4,D2;第5个节拍进行C5;

(C) 第3个节拍进行A2,C3, C1;第4个节拍进行D1,C5,D2;

(D) 第3个节拍进行A2,C3,C1;第4个节拍进行D1,C4,D4;第5个节拍进行C5。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

(*7) 关于机器指令的执行,则下列说法不正确的是_____。

(A) 控制器不断地从存储器中读取指令,并按照指令的内容进行执行;

(B) 机器指令的执行即是在时钟节拍控制下产生一系列信号的过程;

(C) 没有时钟与节拍发生器,机器的指令也能正确地执行;

(D) 没有PC,机器就不能正确地执行程序。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行

15、关于“存储在存储器中程序的执行”问题,下列说法不正确的是_____。

(A) 机器需要提供一个其可以执行的指令集合;

(B) 人们用指令集合中的指令编写程序,并将编写好的程序和数据事先存放于存储器中;

(C) 控制器一条接一条的从存储器中读取指令,读取一条指令则执行一条指令,一条指令执行完成后,再读下一条指令;

(D) 当读取一条指令后,程序计数器PC的值自动加1,以指向下一条将要读取的指令;当程序需要转往它处执行时,则可以它处存放指令的地址来修改PC的值即可;

(E)上述说法有不正确的。

第4章 冯.诺依曼计算机:机器级程序及其执行