计算机组成原理_唐朔飞_习题解答[1]
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习题解答（唐朔飞版）
第一章思考题与习题
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？
2．如何理解计算机系统的层次结构？
3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
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。
8．解释下列英文代号：
CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
9．根据迭代公式
)
(
2
1
n
n y
x
y
x+
=
，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序
（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。
10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？
第一章计算机系统概论习题答案
1、答：
计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸的着的各种电子元器件，各类光电、机设备的实物组成，如主机、外设等。
软件时看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成，用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机硬件系统工作的程序集合。
软件和硬件都很重要。
2、答：
从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的不同级组成，每一个上都能进行程序设计。由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持合执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持合执行，还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
3、答：
机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令，高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于数学的语言，直观，通用，与具体机器无关。
4、答：
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
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，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等，大都属于抽象的属性。
5、答：
特点是：
(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成 (2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访 (3) 指令和数据均可以用二进制代码表示 (4) 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置
(5) 指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序
(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。
6、答：
见下图
运算器用来完成算术和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存再运算器内，它内部各部分用途如下：
ACC ：累加器，用于存放操作数，如被加数及和，被减数及差，乘积高位、被除数及系数等。
MQ ：乘商寄存器，用于存放乘数及乘积地位、商。
X ：操作数寄存器，用于存放加数、减数、被乘数、除数。 ALU ：算逻部件，用来完成算术逻辑运算。
控制器用来控制，指挥程序和数据的输入，运行以及处理运算结果。它内部各部分用途如下：
CU ：控制但愿，用来分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。
PC ：程序计数器，用来存放当前欲执行指令的地址，而且具有计数功能。 IR ：指令寄存器，存放当前指令。
存储器：用来存放数据和程序。它内部各部分用途如下： MAR ：存放欲访问的存储但愿和地址。
MDR ：存放从存储体某但愿取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码。 硬件的主要技术指标：
(1) 机器字长：指CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 的寄存器位数有关 (2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存
储字长
(3) 运算速度：主频、Gibson法、MIPS每秒执行百万条指令、CPI执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS每秒浮点运算次数
7、答：
主机：中央处理器，CPU与主存储器合起来称为主机。
CPU：运算器合控制器合起来称为中央处理器。
主存：是存储器子系统的一类，用来存放程序合数据，可直接与CPU交换信息。
存储单元：由若干个连续的存储元件构成，是组成存储体的单位
存储(基)元：即存储元件，是构成存储单元的单位，每个存储(基)元只能寄存一位二进制代码0或1。
存储字：一个存储单元可存储一串二进制代码，称这串二进制代码为一个存储字。
存储字长：存储字所对应的二进制代码的个数称为存储字长。
存储容量：存储单元个数×存储字长，存储容量包括主存容量合辅存容量。
机器字长：指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU寄存器位数有关。
指令字长：一条指令在计算机中用一串二进制代码表示，此二进制代码的个数称为指令字长。
8、答：
CPU: central processing unit 中央处理器
PC: program counter 程序计数器
IR: instruction register 指令寄存器
CU: control unit 控制单元
ALU: arithmetic logic unit 算术逻辑运算单元
ACC: accumulator 累加器
MQ: multiplier-quotient register 乘商寄存器
X: 操作数寄存器
MAR: memory address register 存储器地址寄存器
MDR: memory data register 存储器数据寄存器
I/O: input/output equipment 输入与输出设备
MIPS: million instruction per second 每秒执行百万条指令
CPI: cycle per instruction 执行一条指令所需的时钟周期数
FLDPS: floating point operation per second 每秒浮点运算次数来衡量运算速度。
9、答：
主要有以下步骤：
(1) 取X到ACC
(2) 加1存于ACC
(3) 除2存于MQ，又[MQ]→主存单元m
(4) 取X到ACC
(5) 将y1从m中取出，执行[m]→X，[ACC]÷[X]→MQ，得x/yn
(6) [MQ]→ACC，执行yn＋x/yn，即[ACC]＋[X]→ACC
(7) 除2得结果于MQ，又[MQ]→ACC，[MQ]→m
(8) [ACC]－[X]→ACC，然后判断[ACC]与ε的大小，若|[ACC]|≦ε则到(9)，否则返回(5)
(9) 打印[m]
(10) 停机
10、答：
在取指阶段从存储器取出的信息即为指令，在执行阶段从存储器取出的信息为数据。
第三章思考题与习题
1．什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点？
2．总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分几类？它们各有何作用？是单向的还是双向的？它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？
3．常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。4．为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
5．解释下列概念：总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。
6．试比较同步通信和异步通信。
7．画图说明异步通信中请求与回答有那几种互锁关系？
8．为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点？
9．分离式通信有何特点？主要用于什么系统？
10．为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？
11．画一个具有双向传送功能的总线逻辑图。
12．设数据总线上接有A、B、C、D、四个寄存器，要求选用合适的74系列芯片，完成下列逻辑设计：
（1）设计一个电路，在同一时间实现D→A、D→B和D→C寄存器间的传送；
（2）设计一个电路，实现下列操作：
T0 时刻完成D→总线；
T1 时刻完成总线→A；
T2 时刻完成A→总线；
T3 时刻完成总线→B。
第三章系统总线习题部分答案
1、答：
①总线是连接多个部件的信息传输线，是个部件共享的传输介质。
②总线传输特点：在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。
③为减轻总线上的负载，各种I/O设备要通过I/O接口接在总线上，而且还要通过三态门挂在总线上，没有数据交换时置成高阻态。
2、答：
①分类：按数据传输方式，可分为并行传输总线和串行传输总线。
按使用范围，可分为计算机总线，控制总线，网络通信总线。
按连接部件，可分为片内总线，系统总线，通信总线。
②系统总线指CPU，主存，I/O各大部件之间的信息传输线，按系统总线传输信息的不同，分为数据总线，地址总线，控制总线。
数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，其位数与机器字长，存储字长有关，一般为8位，16位或32位。
地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址，是单向传输的，其位数与存储单元的个数有关（几次幂的关系）
控制总线：用来发出各种控制信号的，对任意控制线，是单向的；对与机器字长，存储字长，存储单元无关系。
3、答：
常用的总线结构有单总线结构，双总线结构，三总线结构，四总线结构。
①单总线结构：将CPU，主存，I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O之间或I/O与主存之间直接交换信息。因为所有的传送都通过这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈，不允许两个以上部件在同一时刻向总线传输信息，必然会影响系统工作效率的提高，其结构图见课本图3.2ISA.EISA总线是单总线结构
②双总线结构：双总线结构的特点是将速度较低的设备从总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开的结构，见课本图3.5。途中通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU 将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理的功能，系统的吞吐能力可以相当大。如果将不同速率的I/O设进行分类，然后将它们连接在不同的通道上，将成为总线结构。
③三总线结构：图3.6：主存总线用于CPU与主存间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息，DMA总线用于高速外设（磁盘，磁带等）与主存之间直接交换信息。图3.7:处理器于高速缓冲存储器Cache之间怎叫一条局部总线，Cache可以通过系统总线与主存传输信息，I/O 与主存之间也不必通过CPU。还有一条扩展总线，可以支持相当多的I/O 设备。
④四总线结构（见图3.8）在三总线基础上，增加一条与计算机系统机密相连的高速总线，这种结构对高速设备而言，其自身的工作可以很少依赖处理器，同时他们又比扩展总线上的设备更贴近处理器。
4、答：
①如多个主设备同时要使用总线时，就由总线控制器的判优，仲裁逻辑按一定的优先级顺序，确定那个主设备能使用总线，只有获得总线使用权的主设备才能开始传送数据。
②常见的集中式总线控制有三种
⑴链式查询：其特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感。
⑵计数器定时查询：其特点是，计数可以从“0”开始，此时设备的优先次序是固定的，计数也可以从终止点开始，既是一种循环方式，此时设备使用总线的优先级相等，计数器的初始值还可以由程序设置，故优先次序可以改变。此外，对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了主控线数，控制也较复杂。
⑶独立请求方式：其特点是：响应速度快，优先次序控制灵活（通过程序改变），但控制线数量多，总线控制更复杂。
③独立请求方式响应时间最快，链式查询对电路故障最敏感。
第四章思考题与习题
1．解释下列概念
主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory
2．计算机中哪些部件可用于存储信息，请按其速度、容量和价格/位排序说明。
3．存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次？
4．说明存取周期和存取时间的区别。
5．什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？
6．某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？若主存以字节
编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。
7．一个容量为16K?32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？
1K?4位，2K?8位，4K?4位，16K?1位，4K?8位，8K?8位
8．试比较静态RAM和动态RAM。
9．什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。
10．半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？
11．画出用1024?4位的存储芯片组成一个容量为64K?8位的存储器逻辑框图。要求将64K 分成4个页面①，每个页面分16组，指出共需多少片存储芯片。
12．设有一个64K?8位的RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？
欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。
13．某8位微型机地址码为18位，若使用4K?4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：
（1）该机所允许的最大主存空间是多少？
（2）若每个模块板为32K?8位，共需几个模块板？
（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？
（4）共有多少片RAM？
（5）CPU如何选择各模块板？
14．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，
R作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：W
ROM（2K?8位，4K?4位，8K?8位），
RAM（1K?4位，2K?8位，4K?8位）
及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。
试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求：
（1）最小4K地址为系统程序区，4096~16383地址范围为用户程序区；
（2）指出选用的存储芯片类型及数量；
（3）详细画出片选逻辑。
15．CPU假设同上题，现有8片8K?8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；
（2）写出每片RAM的地址范围；
（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。
（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？
16．反映主存和外存的速度指标有何不同？
17．某机字长16位，常规的存储空间为64K字，若想不改用其他高速的存储芯片，而使访存速度提高到8倍，可采取什么措施？画图说明。
18．什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？19．计算机中设置Cache的作用是什么？能不能把Cache的容量扩大，最后取代主存，为什么？
20．Cache做在CPU芯片内有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处？21．设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache 每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：
（1）画出主存地址字段中各段的位数；
（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、…… 99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？
（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少
①将存储器分成若干个容量相等的区域，每一个区域可看作一个页面。
倍?
22．简要说明提高访存速度可采取那些措施？
23．画出NR、NRZ、NRZ1、PE、FM写入数字串1011001的写入电流波形图。
24．以写入10010110为例，比较调频制和改进调频制的写电流波形图。
25．画出调相制记录01100010的驱动电流、记录磁通、感应电势、同步脉冲及读出代码等几种波形。
26．磁盘组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400 位/cm，转速2400 转/分，问：
（1）共有多少存储面可用？
（2）共有多少柱面？
（3）盘组总存储容量是多少？
（4）数据传输率是多少？
27．某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：
（1）磁盘存储器的存储容量；
（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；
（3）磁盘数据传输率；
（4）平均等待时间。
28．磁表面存储器和光盘存储器记录信息的原理有何不同？
29．试从存储容量、存取速度、使用寿命和应用场合方面比较磁盘、磁带和光盘存储器。30．写出1100、1101、1110、1111对应的海明码。
（1）按配偶原则配置；
（2）按配奇原则配置。
31．已知接受到的海明码（按配偶原则配置）为1100100，1100111，1100000，1100001，检查上述代码是否出错？第几位出错？
32．已知接收到下列海明码，分别写出它们所对应的欲传送代码。
1100000（按偶性配置）；
1100010（按偶性配置）；
1101001（按偶性配置）；
0011001（按奇性配置）；
1000000（按奇性配置）；
1110001（按奇性配置）；
33．欲传送的二进制代码为1001101，用奇校验来确定其对应的海明码，若在第六位出错，说明它的纠错过程。
34．为什么海明码纠错过程中，新的检测位P4P2P1的状态即指出了编码中错误的信息位？35．设有效信息为1100，试用生成多项式G(x) = 1011，将其编成循环冗余校验码。36．有一个（7，4）码，其生成多项式G(x)= x3 + x + 1，写出代码1001的循环冗余校验码。
第四章存储器习题部分答案
1、答：
主存：与CPU直接交换信息，用来存放数据和程序的存储器。
辅存：主存的后援存储器，用来存放当前暂时不用的程序和数据，不予CPU直接交换信息。
CACHE：为了解决CPU和主存的速度匹配，提高访存速度的一种存储器，它设在主存与CPU间，起缓冲作用。
RAM：可读可写存储器，是随机存取的，在程序执行过程中既可读出也可写入，而且存取时间与存储单元所在位置无关。
SRAM：静态RAM，以触发器原理寄存信息。
DRAM：动态RAM，以电容充放电原理寄存信息。
ROM：只能对其存储的内容读出，而不能对其写入的只读存储器。
PROM：可实现一次性编程的只读存储器。
EPROM：可擦洗可编程的只读存储器，用紫外线照射进行擦写。
EEPROM：用电气方法进行擦写的可擦洗可编程的只读存储器。
CDROM：只读型光盘，此中光盘内数据程序由厂家事先写入，用户只能读出，不能修改或写入新的内容。
Flash Memory：快擦型存储器，是性能价格比号，可靠性高的可擦写非易失型存储器。
2、答：
计算机中有以下部件可以存储信息：寄存器、缓存、主存、磁盘、磁带等。
速度上：寄存器>缓存>主存>磁盘>磁带
容量上：寄存器<缓存<主存<磁盘<磁带
价格/位：寄存器>缓存>主存>磁盘>磁带
3、答：
(1) 存储器的层次结构主要体现在：缓存－主存和主存－缓存这两个存储层次上。
(2) 从CPU的角度来看，缓存－主存这一层次的速度接近于缓存，高于主存，其容量和位价却接近于主存。从主存－缓存这一层次，其速度接近于主存，容量接近辅存，平均位价也接近于辅存，从而解决了速度、容量、成本这三者间的矛盾。
(3) 主存与缓存之间的数据调动是由硬件自动完成的，CPU不能直接访问辅存，辅存只能与主存交换数据，他们之间的信息调动均由硬件和操作系统来实现。
4、答：
存取周期：是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需的最小间隔时间。
存取时间：是指启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需的全部时间。
由概念可知，这两个概念是有很大区别的，通常存取周期大于存取时间。
5、答：
(1) 存储器带宽：每秒从存储器进出信息的最大数量。
(2) 带宽＝32bit/200ns＝160M位/秒
7、答：
因为容量为16K×32，所以需地址线14根，数据线32根，总和是46根。
需要128片1K×4，32片2K×8，32片4K×4，32片16K×1，16片4K×8，8片8K×8
8、答：
静态RAM是触发器存储信息，因此即使信息读出后，它仍保持其原状态，不需要在城，但电源掉电时，原存信息丢失。动态RAM靠电容存储电荷的原理来寄存信息，即使电源不掉电，信息也会自动消失。
动态RAM的优点：
①在同样大小的芯片中，动态RAM的集成度远高于静态RAM，如动态RAM的基本单元电路为一个MOS管，静态RAM的基本单元电路为六个MOS管；②动态RAM行、累地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少；③动态RAM的功耗仅为静态RAM的1/6；动态RAM的价格仅为静态RAM的1/4
动态RAM的缺点：
①由于使用动态元件，因此他的速度比静态RAM低；②动态RAM需要再生，故需配置再生电路，也需要消耗一部分功率。
15、答：
(1) 见下图
(2) 第一片0000H~1FFFH，第二片2000H~3FFFH，……，第八片E000H~FFFFH
(3) 说明译码器有误，第六根线的输出始终是0。
24、答：
见下图
30、答：
配奇：1010100，0111101，1111110，0010111
配偶：0111100，1010101，0010110，1111111
31、答：
1100100第6位错，1100111第7位错，1100000第3位错，1100001第4位错
32、答：
1100000欲传送代码是1000，1100010欲传送代码是0110，1101001欲传送代码是0001，0011001欲传送代码是1000，1000000欲传送代码是0010，1110001欲传送代码是1001
35、答：
1101100
36、答：
1001110
第五章思考题与习题
1.I/O有哪些编址方式？各有何特点？
2.简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？
3.I/O与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。
4.试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。
5.图形显示和图像显示有何区别？
6.字符显示器的接口电路中配有缓冲存储器和只读存储器，各有何作用？
7.试比较针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。
8.某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为一位起始
位、七位数据位、一位检验位和一位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？
9.什么是多媒体技术？简要说明研制多媒体计算机的关键技术。
10.什么是I/O接口？为什么要设置I/O接口？I/O接口如何分类？
11.简述I/O接口的功能和基本组成。
12.结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。
13.说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
14.在什么条件下，I/O设备可以向CPU提出中断请求？
15.什么是中断允许触发器？它有何作用？
16.在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？
17.某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个输入数据，CPU就要中断处理一次，将
取样的数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需P秒。此外，缓冲区内每存储N个数据，主程序就要将其取出进行处理，这个处理需Q秒。试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求？
18.试用键盘设备为例，结合中断接口电路，说明其工作过程。
19.在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时，
磁盘申请中断请求。试问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行？为什么？
20.试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程，说明他们不同的原因。
21.DMA方式有何特点？什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式，举例说明。
22.CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？为什么？
23.结合DMA接口电路说明其工作过程。
24.DMA的工作方式中，CPU暂停方式和周期挪用方式的数据传送流程有何不同，画图说
明。
25.假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40K次/秒，而相应的中断处理程序其执行时
间为40μs，试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？
26.设磁盘存储器转速为3 000转／分，分8个扇区，每扇区存储1K字节，主存与磁盘存
储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。假设一条指令最长执行时间是25μs，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？
27.试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。
（1）数据传送依赖软件还是硬件：
（2）传送数据的基本单位：
（3）并行性；
（4）主动性；
（5）传输速度；
（6）经济性；
（7）应用对象。
28.解释周期挪用，分析周期挪用可能会出现的几种情况。
29.试从五个方面比较程序中断和DMA方式有何区别。
30.什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？
第五章输入输出系统习题部分答案
1、答：
I/O的编制方式有两种：统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看作是存储器地址的一部分。不统一编址就是将I/O地址和存储器地址分开，所有对I/O的访问必须有专用的I/O指令。统一编址占用了存储空间，减少了主存容量，但无需专用的I/O指令。不统一编址由于不占用主存空间，所以不影响主存容量，但是需要设置I/O专用指令。
2、答：
CPU与I/O之间传递信息可以采用以下3种联络方式。第一种是立即响应方式，它适用于一些工作速度十分缓慢的I/O设备。第二种是异步工作采用应答信号联络，这种方式适用于I/O设备与主机工作速度不匹配时的情况。第三种是同步工作采用同步时标联络，这种方式用于I/O设备与CPU的工作速度完全同步。
3、答：
(1) 程序查询方式。特点是主机与I/O串行工作，CPU启动I/O后，时刻查询I/O是否准备好，若设备准备就绪，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；若设备没有准备就绪，则CPU反复查询，踏步等待，直到I/O准备就绪为止，这种方式CPU效率很低。
(2) 程序中断方式。特点为主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后，不必时刻查询I/O 是否准备好，而是继续执行程序，当I/O准备就绪时，向CPU发出中断信号，CPU在适当的时候相应I/O的中断请求，暂停现行的程序为I/O服务，此方式消除了踏步现象，提高了CPU的效率。
(3) DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作，主存和I/O之间有一条直接数据通路，CPU启动I/O后，不必查询I/O是否准备好，当I/O准备就绪后，发出DMA请求，此时CPU 不直接参与I/O和主存间的信息交换，只是把外部总线的使用权暂时交付DMA，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断现行程序，只需暂停一个存取周期访存，CPU效率更高。
(4) 通道方式，通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU把部分权力下放给通道，由它实现对外围设备的同意管理和外围设备与内存之间的数据交换，大大提高了CPU的效率，但是它是以花费更多的硬件为代价的。
(5) I/O处理机方式。他是通道方式的进一步发展，CPU将I/O的操作以及外围设备的管理全部给I/O处理机，其实质是多机系统，因而效率有很大的提高。
4、答：
程序查询方式要求CPU时刻查询I/O，直到I/O准备好为止，这种方式CPU工作效率很低。程序中断方式比程序中断方式提高了CPU的工作效率，消除了“踏步”现象。DMS方式中CPU的工作效率是这三种之中最高的一个。CPU启动I/O后，不必查询I/O是否准备好，当I/O准备就绪后，发出DMA请求，此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交换，只是把外部总线的使用权暂时交付DMA，仍然可以完成自身内部的操作，所以不必中断现行程序，只需暂停一个存取周期访存，CPU效率更高。
5、答：
图形显示器是用点、线、面组合而成的平面或立体图形。并可以做平移、比例变化、旋转、坐标变换、投影变换、透视变换、透视投影、轴侧投影、单点透视、两点或三点透视以及隐线处理等操作。主要用于CAD和CAM等。图形显示器所显示的图形是由计算机用一定的算法形成的点、线、面、阴影等，它来自主观世界，因此又称主观图像或叫做计算机图像。图像显示器所显示的图像通常来自客观世界，故又称客观图像。图像显示器是把由计算机处理后的图像，以点阵列的形式显示出来。
6、答：
(1) 缓冲存储器做为显示存储器，存放欲显示的字符的ASII码，其容量与显示屏能显示的字符个数有关，每个字符所在存储单元的地址与字符所在荧光屏上的位置一一对应。
(2) 只读存储器做为字符发生器，将ASII 码转变为一组光点矩阵信息ROM 的个数与显示器所能显示的字符种类有关。
7、答：
针式打印机、激光打印机和喷墨打印机都配有一个字符发生器，它们的共同特点是都能将字符编码信息变为点阵信息，不同的是这些点阵信息的控制对象不同。点阵针式打印机的字符点阵用于控制打印机的驱动电路；激光打印机的字符点阵脉冲信号用于控制激光束；喷墨打印机的字符点阵信息控制墨滴的运动轨迹。
此外，点阵针式打印机是属于击打式打印机，可以逐字打印也可以逐行打印，喷墨打印机只能逐字打印，激光打印机数据页式输出设备，后两种都属于非击打式打印机。
不同种类的打印机其性能和价格差别很大，用户可以根据不同的需要合理选用。要求印字质量高的场合可以选用激光打印机；要求价格便宜的或是只需要具有文字处理功能的个人用计算机，可配置串行点阵针式打印机；要求处理的信息量很大，速度要求快，应该配置行式打印机或是高速激光打印机。
8、答：
数据传送速率为480×(1＋7＋1＋1)＝4800位/秒
9、答：
多媒体技术是指强调计算机与声音、活动图像和文字相结合的技术。 多媒体技术的关键技术主要有：视频和音频数据的压缩和解压缩技术、多媒体专用芯片、大容量存储器、适用于多媒体技术的软件。
第六章 思考题与习题
1．最少用几位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数？
2．已知X=0.a 1a 2a 3a 4a 5a 6(a i 为0或1)，讨论下列几种情况时a i 各取何值。 （1）X>2
1
（2）X ≥8
1
（3）4
1≥X>16
1
3．设x 为整数，[x]补=1,x 1x 2x 3x 4x 5，若要求x<-16，试问x 1~ x 5应取何值？
4．设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。 6413 ，128
29，100，-87 5．已知[x]补，求[x]原和x
[x]补=1.1100；[x]补=1.1001；[x]补=0.1110；[x]补=1.0000 [x]补=1,0101；[x]补=1,1100；[x]补=0,0111；[x]补=1,0000
6．设机器数字长为8位（含1位符号位在内），分整数和小数两种情况讨论真值x 为何值时，[x]补=[x]原成立。
7．设x 为真值，x *为绝对值，说明[-x *]补=[-x]补能否成立。 8．讨论若[x]补>[y]补，是否有x>y ？
9．当十六进制数9B 和FF 分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）。
10．在整数定点机中，设机器数采用一位符号位，写出±0的原码、补码、反码和移码，得
出什么结论？
11．已知机器数字长为4位（其中1位为符号位），写出整数定点机和小数定点机中原码、
补码和反码的全部形式，并注明其对应的十进制真值。
12．设浮点数格式为：阶符1位、阶码4位、数符1位、尾数10位。写出128
51
、1024
27
-
、7.375、
-86.5所对应的机器数。要求 （1）阶码和尾数均为原码； （2）阶码和尾数均为补码； （3）阶码为移码，尾数为补码。
13．浮点数格式同上题，当阶码基值分别取2和16时， （1）说明2和16在浮点数中如何表示。
（2）基值不同对浮点数什么有影响？
（3）当阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式，给出两种情况下所能表示的最大正数和非零最小正数真值。
14．设浮点数字长为32位，欲表示±6万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除
阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？ 15．什么是机器零？若要求全0表示机器零，浮点数的阶码和尾数应采用什么机器数形式？ 16．设机器数字长为16位，写出下列各种情况下它能表示的数的范围。设机器数采用一位
符号位，答案均用十进制表示。 （1）无符号数；
（2）原码表示的定点小数； （3）补码表示的定点小数； （4）补码表示的定点整数； （5）原码表示的定点整数；
（6）浮点数的格式为：阶符1位、阶码5位、数符1位、尾数9位（共16位）。分
别写出其正数和负数的表示范围；
（7）浮点数格式同(6)，机器数采用补码规格化形式，分别写出其对应的正数和负数的
真值范围。
17．设机器数字长为8位（包括一位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，
算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。
[x]原=0.0011010；[x]补=0.1010100；[x]反=1.0101111； [x]原=1.1101000；[x]补=1.1101000；[x]反=1.1101000； [x]原=1.0011001；[x]补=1.0011001；[x]反=1.0011001。 18．试比较逻辑移位和算术移位。
19．设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。 （1）A=64
9，B=32
13-，求A+B
（2）A=32
19
，B=
12817
-
，求
A+B
（3）A=163-
，B=32
9
，求A+B （4）A=-87，B=53，求A+B （5）A=115，B=-24，求A+B
20．用原码一位乘、两位乘和补码一位乘（Booth 算法）、两位乘计算x·y 。 （1）x=0.110111，y=-0.101110 （2）x=-0.010111，y=-0.010101 （3）x=19，y=35
（4）x=0.11011，y=-0.11101
21．用原码加减交替法和补码加减交替法计算x ÷y 。 （1）x=0.100111，y=0.101011 （2）x=-0.10101，y=0.11011 （3）x=0.10100，y=-0.10001
（4）x=32
13
，y=32
27-
22．设机器数字长为16位（含1位符号位），若一次移位需1μs ，一次加法需1μs ，试问原
码一位乘、补码一位乘、原码加减交替除和补码加减交替除法各最多需多少时间？ 23．对于尾数为40位的浮点数（不包括符号位在内），若采用不同的机器数表示，试问当
尾数左规或右规时，最多移位次数各为多少？ 24．按机器补码浮点运算步骤，计算[x+y]补
（1）x=2-011×0.101100，y=2-010×(-0.011100) （2）x=2-011×(-0.100010)，y=2-010×(-0.011111) （3）x=2101×(-0.100101)，y=2100×(-0.001111)
25．假设阶码取3位，尾数取6位（均不包括符号位），计算下列各题。 （1）[25
×1611]- [2-4
×(
169-)] （2）[2-3
×16
13]- [2-4
×(8
5-
)] （3）[2
3
×16
13]×[24
×(
16
9-
)] （4）[26
×(
1611-
)]÷[23
×(16
15
-)]
（5）[23
×(-1)]×[2-2
×
6457]
（6）[2-6
×(-1)]÷[27
×(2
1-
)] （7）3.3125+6.125 （8）14.75-2.4375 26．如何判断定点和浮点补码加减运算结果是否溢出，如何判断原码和补码定点除法运算结
果是否溢出？
27．设浮点数阶码取3位，尾数取6位（均不包括符号位），要求阶码用移码运算，尾数用
补码运算，计算x·y ，且结果保留1倍字长。
（1）x=2-100
×0.101101，y=2-011×(-0.110101) （2）x=2-011×(-0.100111)，y=2101×(-0.101011)
28．机器数格式同上题，要求阶码用移码运算，尾数用补码运算，计算x ÷y 。 （1）x=2101×0.100111，y=2011×(-0.101011) （2）x=2110×(-0.101101)，y=2011×(-0.111100)
29．设机器字长为32位，用与非门和与或非门设计一个并行加法器（假设与非门的延迟时
间为30μs ，与或非门的延迟时间为45μs ），要求完成32位加法时间不得超过0.6μs 。画出进位链及加法器逻辑框图。
30．设机器字长为16位，分别按4、4、4、4和5、5、3、3分组，
（1）画出按两种分组方案的单重分组并行进位链框图，并比较哪种方案运算速度快。 （2）画出按两种分组方案的双重分组并行进位链，并对这两种方案进行比较。 （3）用74181和74182画出单重和双重分组的并行进位链框图。 31．画出实现Booth 算法的运算器框图。要求：
（1）寄存器和全加器均用方框表示，指出寄存器和全加器的位数； （2）说明加和移位的次数；
（3）详细画出最低位全加器的输入电路。
32．画出实现补码加减交替除法的运算器框图。要求：
（1）寄存器和全加器均用方框表示，指出寄存器和全加器的位数； （2）说明加和移位的次数；
（3）详细画出第5位（设n 为最低位）全加器的输入电路； （4）画出上商的输入电路。
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第七章思考题与习题
1.什么叫机器指令？什么叫指令系统？为什么说指令系统与机器的主要功能以及与硬件
结构之间存在着密切关系？
2.什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？
3.什么是指令字长、机器字长和存储字长？
4.零地址指令的操作数来自哪里？一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用什么
寻址方式获得？各举一例说明。
5.对于二地址指令而言，操作数的物理地址可安排在什么地方？举例说明。
6.试比较间接寻址和寄存器间址。
7.试比较基址寻址和变址寻址。
8.画出先变址再简址及先间址再变址的寻址过程示意图。
9.画出SUB @ R1指令对操作数的寻址及减法过程的流程图。设被减数和结果存于ACC
中，@表示间接寻址, R1寄存器的内容为2074H。
10.画出执行ADD * -5指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果
存于ACC中，并假设（PC）= 4000H。
11.设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，
用补码表示。假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H，且CPU每取出一个字节便自动完成（PC）+ 1→PC的操作。试问当执行JMP * +8和JMP * -9指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？
12.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种
操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：
（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；
（2）该指令直接寻址的最大范围；
（3）一次间址和多次间址的寻址范围；
（4）立即数的范围（十进制表示）；
（5）相对寻址的位移量（十进制表示）；
（6）上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短？哪一种最长？为什么？哪一种便于程序浮动？哪一种最适合处理数组问题？
（7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？
（8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之。13.举例说明哪几种寻址方式在指令的执行阶段不访问存储器？哪几种寻址方式在指令的
执行阶段只需访问一次存储器？完成什么样的指令，包括取指令在内共需访问四次存储器？
14.某机器共能完成78种操作，若指令字长为16位，试问一地址格式的指令地址码可取几
位？若想使指令的寻址范围扩大到216，可采用什么办法？举出三种不同的例子加以说明。
15.某CPU内有32个32位的通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。假设指
令字长等于机器字长，试回答：
（1）如果主存可直接或间接寻址，采用“寄存器?存储器”型指令，能直接寻址的最
大存储空间是多少？画出指令格式并说明各字段的含义。
（2）如果采用通用寄存器作基址寄存器，则上述“寄存器?存储器”型指令的指令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间？
16.某机字长16位，存储器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为-64 ~ +63，16个通
用寄存器均可作为变址寄存器。采用扩展操作码技术，设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求：
（1）直接寻址的二地址指令3条；
（2）变址寻址的一地址指令6条；
（3）寄存器寻址的二地址指令8条；
（4）直接寻址的一地址指令12条；
（5）零地址指令32条。
试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址的一地址指令，还能容纳多少条？
17.某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，设操作码长度固定，指令分为零地
址、一地址和二地址三种格式。若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有几种？若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？
18.什么是RISC？简述它的主要特点。
19.试比较RISC和CISC。
20.RISC机中指令简单，有些常用的指令未被选用，它用什么方式来实现这些常用指令的
功能，举例说明。
第七章指令系统习题部分答案
1、答：
①机器指令：把每一条机器语言的语句叫机器指令。
指令系统：将全部机器指令的集合叫做机器的指令系统
②机器的指令系统集中反映了机器的功能
计算机设计者主要研究如何确定机器的指令系统，如何用硬件电路，芯片，设备来实现机器指令系统的功能，计算机的使用者则是依据机器提供的指令系统，使用汇编语言来编制各种程序。计算机使用者根据机器指令系统所描述的机器功能，能很清楚地了解计算机内部寄存器-存储器的结构。以及计算机能直接支持的各种数据类型。
2、答：
寻址方式实质确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法，他与硬件结构紧密相关，而且也直接影响指令格式和指令功能。
3、答：
指令字长即指机器指令中含二进制代码的总位数。
存储字长即指存储单元中二进制代码的个数。
机器字长即指CPU中寄存器的位数。
三这位数可以相等，也可以不等。
4、答：
①零地址指令的操作数的地址隐含在堆栈指针SP中。
②一地址指令中，另一个操作数地址可采用隐含寻址，另一操作数隐含在累加器ACC 中。
5、答：
对于二地址指令，操作数的物理地址可安排在
两个主存单元
两个寄存器
一个主存单元和一个寄存器。
6、答：
间接寻址和寄存器间址都可扩大寻址范围，他们形成有效地址的方式类似：间址需通过访存（若是多次间址还需多次访存）得到有效地址；寄存器间址需通过访问存储器得到有效地址，因有效地址放于寄存器中，故比间接寻址少一次访存。
7、答：
基址寻址变址寻址
①有效地址等于形式地址加上①有效地址等于形式地址加上
基址寄存器的内容变址寄存器的内容
②可扩大寻址范围②可扩大寻址范围
③基址寄存器的内容由操作系统给定③变址寄存器的内容由用户给定
且在程序的执行过程中不可变且在程序的执行过程中可变
④支持多道程序技术的应用④用于处理数组程序
8、答：
9、答：
10、答：
第八章思考题与习题
1．CPU有哪些功能，画出其结构框图并简要说明每个部件的作用。
2．什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？
3．画出指令周期的流程图，分别说明图中每个子周期的作用。
4．设CPU内有下列部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU，要求：
（1）画出完成间接寻址的取数指令LDA @X（将主存某地址单元X的内容取至AC中）的数据流（从取指令开始）。
（2）画出中断周期的数据流。
5．中断周期前是什么阶段？中断周期后又是什么阶段？在中断周期CPU应完成什么操作？6．什么叫系统的并行性？粗粒度并行和细粒度并行有何区别？
7．什么是指令流水？画出指令二级流水和四级流水的示意图，它们中哪一个更能提高处理器速度，为什么？
8．当遇到什么情况时流水线将受阻？举例说明。
9．为什么说超长指令字比超标量更能提高并行处理能力？
10．指令流水线和运算流水线在结构上有何共同之处？
11．什么是中断？设计中断系统需考虑哪些主要问题？
12．计算机为了管理中断，在硬件上通常有哪些设置？各有何作用？对指令系统有何考虑？13．在中断系统中INTR、INT、EINT三个触发器各有何作用？
14．什么是中断隐指令，它有哪些功能？
15．中断系统中采用屏蔽技术有何作用？
16．为实现多重中断，需有哪些硬件支持？
17．CPU在处理中断过程中，有几种方法找到中断服务程序的入口地址？举例说明。18．中断处理过程中为什么要中断判优？有几种实现方法？若想改变原定的优先顺序，可采取什么措施？
19．中断处理过程中“保护现场”需完成哪些任务？如何实现？
20．现有A、B、C、D四个中断源，其优先级由高向低按A、B、C、D顺序排列。若中断服务程序的执行时间为20 s，请根据下图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。
C B A
D B B 请求
21．某机有五个中断源L 0、L 1、L 2、L 3、L 4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L 0→
L 1→L 2→L 3→L 4，现要求中断处理次序改为L 1→L 3→L 4→L 0→L
2，根据下示格式，写出各中断源的屏蔽字。
22．设某机配有A 、B 、C 三台设备，其优先顺序是A>B>C ，为改变中断处理次序，将它
们的中断屏蔽字分别设为：
请按下图所示时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU 执行程序的轨迹。设
A 、
B 、
C 中断服务程序的执行时间均为20μs
。
A B C B
第八章 CPU 的结构和功能
1、答：
CPU 具有控制程序的顺序执行，产生完成每条指令所需的控制命令，对各种操作实施时间上的控制，对数据进行算术和逻辑运算和处理中断等功能。
系统总线
2、答：
指令周期是CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间，也即CPU完成一条指令的时间。由于各种指令操作的功能不同，因此各种指令的指令周期是不同的，指令周期的长短主要和指令在执行阶段的访问主存的次数和执行阶段所需要完成的操作有关。
3、答：
间址周期是当遇到间接寻址的指令时，需访问两次存储器，第一次取出有效地址，再取出操作数，间址周期用于取操作数；
执行周期完成执行指令的操作；
中断周期是当CPU采用中断方式实现主机与I/O交换信息时，当有中断请求时，CPU要进入中断响应阶段，又称中断周期。
4、答：
(1) 见下图
《计算机组成原理》练习题
《微机组成原理》练习题 第一章计算机系统概论 一、选择题 1、冯.诺依曼机工作方式的基本特点是（） A．多指令流单数据流B．按地址访问并顺序执行指令 C．堆栈操作D．存储器按内容选择地址 2、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为（） A、CPU B、ALU C、主机 D、CU 3、完整的计算机系统应包括（） A、运算器、存储器、控制器 B、外部设备和主机 C、主机和实用程序 D、配套的硬件设备和软件系统 4、计算机系统中的存储系统是指（） A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 5、用以指定待执行指令所在地址的是（） A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 6、微型计算机的发展以（）技术为标志。 A．操作系统B．微处理器C．磁盘D．软件 7、存储单元是指（） A．存放在一个字节的所有存储元集合B．存放一个存储字的所有存储元集合 C．存放一个二进制信息位的存储元集合D．存放一条指令的存储元集合 8、存储字长是指（） A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数C．存储单元的个数D．机器指令的位数 9、存放欲执行指令的寄存器是（） A．MAR B．PC C．MDR D．IR 10、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（） A．MAR B．PC C．MDR D．IR 二、填空题 1、（）和（）都存放在存储器中，（）能自动识别它们。 2、存储器可分为主存和（），程序必须存于（）内，CPU才能执行其中的指令。 3、存储器的容量可以用KB、MB、GB表示，它们分别代表（）、（）、（）。 4、计算机硬件的主要技术指标包括（）、（）、（）。 5、在用户编程所用的各种语言中，与计算机本身最为密切的语言是（）。 6、汇编语言是一种面向（）的语言，对（）依赖性强，用汇编语言编制的程序执行速度比高级 语言（）。 7、有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称为（）。 8、基于（）原理的（）计算机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令。 三、简答题 1、冯.诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统由哪些部件组成？
计算机组成原理期末试题及答案
第一章计算机系统概论 计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。 计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。 习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么它包括那些主要组成部分 主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备 5什么是存储容量什么是单元地址什么是数据字什么是指令字 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字 7指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据 每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序 第二章运算方法和运算器
按 对阶操作。 直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。 1第三章内部存储器 CPU能直接访问内存（cache、主 存） 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。 cache是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache体系，指令cache与数据cache分设体 系。要求cache的命中率接近于1 适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。 习题：1设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问： （1）该存储器能存储多少个字节的信息
计算机组成原理试题及答案
2. （2000）10化成十六进制数是______。 A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）16 3. 下列数中最大的数是______。 A．（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 4. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 6. 下列有关运算器的描述中，______是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 7. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。 Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４ ９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。 Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意 Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意 10. CPU主要包括______。 A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 11. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 12. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A. RR型 B. RS型 C. SS型 D.程序控制指令 13. 下列______属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D.文本处理 14. 在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速度 15. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用______作为存储芯片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D.辅助存储器 16. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为______。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为______。 1
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A ．(7CD )16 B. ( 7D0)16 C. (7E0)16 D. 3. 下列数中最大的数是 _______ 。 A ．(10011001) 2 B. (227) 8 C. (98)16 4. ____ 表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是 A. BCD 码 B. 16 进制 C. 格雷码 6. 下列有关运算器的描述中， ______ 是正确的 A. 只做算术运算，不做逻辑运算 B. C. 能暂时存放运算结果 D. 7. EPROM 是指 ____ 。 A. 读写存储器 B. C. 可编程的只读存储器 D. 8. Intel80486 是 32位微处理器， Pentium 是A.16 B.32 C.48 D.64 9 .设］X ］补=1.XXX 3X 4,当满足 _________ ■寸，X > -1/2 成立。 A. X 1必须为1，X 2X 3X 4至少有一个为1 B. X 1必须为1 , X 2X 3X 4任意 C. X 1必须为0, X 2X 3X 4至少有一个为1 D. X 1必须为0, X 2X 3X 4任意 10. CPU 主要包括 _____ 。 A.控制器 B. 控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU 和主存 11. 信息只用一条传输线 ,且采用脉冲传输的方式称为 _________ 。 A. 串行传输 B. 并行传输 C. 并串行传输 D. 分时传输 12. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是 _________ 。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 13. 下列 _____ 属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D. 文本处理 14. 在主存和CPU 之间增加cache 存储器的目的是 _____ 。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C.解决CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速 度 15. 某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用 ____________ 作为存储芯 片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D. 辅助存储器 16. 设变址寄存器为X ,形式地址为D, (X )表示寄存器X 的内容，这种寻址方式的有 效地址为 ______ 。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中,直接指出操作数本身的寻址方式,称为 ___________ 。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 18. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现的是 ________ 。 7F0）16 D. （ 152）10 o D. ASC H 码 只做加法 既做算术运算，又做逻辑运算 只读存储器 光擦除可编程的只读存储器 位微处理器。
《计算机组成原理》练习题
《计算机组成原理》练习题 第一章概论 一、选择题 01. 电子计算机主存内的ROM是指。 A.不能改变其内的数据 B.只能读出数据，不能写入数据 C.通常用来存储系统程序 D.以上都是 02. 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为。 A.硬件 B.软件 C. 固件 D.辅助存储 03. 如果要处理速度、温度、电压等连续性数据可以使用。 A.数字计算机 B.模拟计算机 C.混合计算机 D.特殊用途计算机 04. 邮局把信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。 A.机器翻译 B.自然语言理解 C.模式识别 D.过程控制 05. 冯.诺伊曼机工作方式的基本特点是。 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址。 06. 某寄存器中的值可能是操作数，也可能是地址，只有计算机的才能识别它。 A.译码器 B.判断程序 C.指令 D.时序信号。 07. 80年代以来，许多国家开始研究第五代计算机，这种计算机系统是。 A.超高速巨型计算机系统 B.知识信息处理系统 C.大型分布式计算机系统 D.超级微型计算机群组成的计算机网。 08. 计算机的算逻单元的控制单元合称为。 A.ALU B.UP C.CPU D.CAD 09. 磁盘驱动器读写数据的基本存取单位为。 A.比特 B.字节 C.磁道 D.扇区 二、填空题 01. 计算机硬件是指， 软件是指， 固件是指。 02. 数控机床是计算机在方面的应用。 03. 人工智能研究， 模式识别研究。
04. 计算机用来处理离散的数据，而计算机用来处理连续性的数据。 05．存储器可分为主存和，程序必须存于内，CPU才能执行其中的指令。 第二章计算机中的信息编码 一、选择题 01. 对真值0表示形式唯一的机器数是。 A.原码 B.补码和移码 C.补码 D.反码 02. 在整数定点机中，下述第说法正确。 A.原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1。 B.三种机器数均可表示-1 C.三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同。 D.以上说法均不对。 03. 在小数定点机中，下述第说法正确。 A.只有补码能表示-1 B.只有原码能表示-1 C.三种机器数均不能表示-1 D.以上说法均不对 04．设X为真值，X*为其绝对值，则等式[-X*]补=[-X]补。 A.成立 B.不成立 05．设X为真值，X*为其绝对值，满足[-X*]补=[-X]补的条件是。 A.X任意 B.X为正数 C.X为负数 D.X为非负数 06．设寄存器内容为11111111，若它等于-0，则为 A.原码 B.补码 C.反码 D.移码 二、填空题 01．采用浮点表示时，若尾数为规格化形式，则浮点数的表示范围取决于的位数，精度取决于的位数，确定浮点数的正负。 02．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须。尾数右移1 位，阶码。 03．一个浮点数，确定了小数点的位置，当其尾数左移时，欲使其值不变，必须使。 04．移码常用来表示浮点数的部分，移码和补码除符号位外，其他
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计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自____C__。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指_B_____。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_____B_。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用___A___，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第___B___种说法是正确的。 A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是___C___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是___C___。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址
计算机组成原理试题及答案
二、填空题 1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（ASCII）码。P23 2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（e）加上一个固定的偏移值（127）。P17 3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。P86 4 衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。P185 5 在计算机术语中，将ALU控制器和（）存储器合在一起称为（）。 6 数的真值变成机器码可采用原码表示法，反码表示法，（补码）表示法，（移码）表示法。P19-P21 7 广泛使用的（SRAM）和（DRAM）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。P67 8 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（存储周期）和（存储器带宽）。P67 9 形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（顺序）寻址，遇到转移指令时（跳跃）寻址。P112 10 CPU从（主存中）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。 11 定点32位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示
的整数范围是（-2的31次方到2的31次方减1 ）。P20 12 IEEE754标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为11位，尾数为52位，则它能表示的最大规格化正数为（+［1+（1-2 ）］×2 ）。 13 浮点加、减法运算的步骤是（0操作处理）、（比较阶码大小并完成对阶）、（尾数进行加或减运算）、（结果规格化并进行舍入处理）、（溢出处理）。P54 14 某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（14）条。64×1024KB=2048KB(寻址范32围)=2048×8(化为字的形式)=214 15一个组相联映射的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共（20）位，其中主存字块标记应为（9）位，组地址应为（5）位，Cache地址共（13）位。 16 CPU存取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（CPU周期），而后者又包含若干个（时钟周期）。P131 17 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（汇编语言）级、（高级语言）级。P13 18十进制数在计算机内有两种表示形式：（字符串）形式和（压缩的十进制数串）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。P19 19一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，
计算机组成原理练习题-答案
一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为 2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。 12．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。
计算机组成原理期末考试试题及答案
计算机组成原理期末考试试题及答案 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自______。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指______。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是______。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用______，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第______种说法是正确的。
A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相 同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是______。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址 D．以上都不对。 9．一个节拍信号的宽度是指______。 A．指令周期； B．机器周期； C．时钟周期； D．存储周期。 10．将微程序存储在EPROM中的控制器是______控制器。 A．静态微程序； B．毫微程序； C．动态微程序； D．微程序。 11．隐指令是指______。 A．操作数隐含在操作码中的指令； B．在一个机器周期里完成全部操作的指令； C．指令系统中已有的指令；
计算机组成原理试题及答案
计算机组成原理题集含答案 题库题目总数：293 第一章单选题 1、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（主机）： I/O部件 内存储器 外存储器 主机 2、冯?诺依曼机工作方式的基本特点是（按地址访问并顺序执行指令）：按地址访问并顺序执行指令 精确结果处理 存储器按内部地址访问 自动工作 3、输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为（外围设备）： I/O系统 外围设备 外存储器 执行部件 4、计算机硬件能直接识别和执行的语言是（机器语言）： 高级语言 汇编语言 机器语言 符号语言 判断题
5、若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称数据字(错)。 6、若某计算机字是运算操作的对象，即代表要处理的数据，则称指令字（错）。 7、数字计算机的特点：数值由数字量（如二进制位）来表示，运算按位进行。（对） 8、模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的。（对） 填空题 9、系统软件包括：服务程序、语言程序、（操作系统）、数据库管理系统。 10、计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别是（电子管）、（晶体管）、（集成电路）、（大规模集成电路）、（巨大规模集成电路）五个部分。 11、计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由（微程序级）、（一般机器级）、（操作系统级）、（汇编语言级）和（高级语言级）等组成，在每一级上都可以进行（程序设计）。 12、计算机的软件一般分为（系统软件）和（应用软件）两大部分。 13、计算机的硬件基本组成包括（控制器）、（运算器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）五个部分。 简答题 14、什么是存储容量？什么是单元地址？ 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。灭个存储单元都有编号，称为单元地址。 15、什么是外存？简述其功能。 外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。 16、什么是内存？简述其功能。 内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。用来存放经常使用的程序和数据。。 17、指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。 18、什么是适配器？简述其功能。 适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调的工作。
计算机组成原理练习1
计算机组成原理练习1 一、单项选择题 1. 若十六进数为AC.B，则其十进制数为______。 A. 254.54 B. 2763 C. 172.6875 D. 172.625 2. 存放当前欲执行指令的寄存器是______。 A. MAR B. PC C. MDR D. IR 3. 在独立请求方式下，若有N个设备，则______。 A. 有一个总线请求信号和一个总线响应信号； B. 有N个总线请求信号和N个总线响应信号； C. 有一个总线请求信号和N个总线响应信号； D. 有N个总线请求信号和一个总线响应信号。 4. 动态存储器的特点是______。 A. 工作中存储内容会产生变化 B. 工作中需要动态改变访存地址 C. 工作中需要动态地改变供电电压 D. 需要定期刷新每个存储单元中存储的信息 5. DMA访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称作______。 A. 停止CPU访问主存； B. 周期挪用； C. DMA与CPU交替访问； D. DMA。 6. 计算机中表示地址时，采用______ 。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 无符号数 7. 采用变址寻址可扩大寻址范围，且______。 A. 变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中不可变； B. 变址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中可变； C. 变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中可变； D. 变址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程不中可变； 8. 由编译程序将多条指令组合成一条指令，这种技术称做_______。 A. 超标量技术 B. 超流水线技术 C. 超长指令字技术 D. 超字长 9. 计算机执行乘法指令时，由于其操作较复杂，需要更多的时间，通常采用______控制方式。 A. 延长机器周期内节拍数的 B. 异步 C. 中央与局部控制相结合的 D. 同步 10. 微程序放在______中。 A. 存储器控制器 B. 控制存储器 C. 主存储器 D. Cache 11. 在CPU的寄存器中，______对用户是完全透明的。 A. 程序计数器 B. 指令寄存器 C. 状态寄存器 D. 通用寄存器 12. 运算器由许多部件组成，其核心部分是______。 A. 数据总线 B. 算术逻辑运算单元
计算机组成原理期末试题
1.刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024*768，颜色深度24位，帧频（刷新速度）为72Hz,求： 1）刷新存储器的容量是多少 2）刷新存储器的带宽是多少 1）刷新存储器的容量= 1024*768 * 24bit= 2）帧频（刷新速度）为72Hz指的是：每秒钟读72次， 所以，刷新存储器的带宽=1024*768 * 24bit *72 次/秒=162MB/s 2.试推导磁盘存储器读写一块信息所需要的总时间 读写一块总时间TB=平均找道时间Ts+平均等待时间Tw +读写传输时间Tt 读写一块总时间TB=平均找道时间+平均等待时间+读写传输时间=Ts+Tw+Tt 1）Tw 设磁盘每秒r转，每条磁道N个字，则数据传输率=rN个字/秒 转一周的时间=1/r,所以 Tw =1/2*(1/r)=1/(2r) 2）Tt 又设每块的字数是n,一旦读写头定位在该块，则Tt≈n/(rN)秒 所以TB=Ts+ 1/(2r)+ n/(rN) 秒 3.采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇偶校验位、一位起始位和一位停止位，当波特9600波特时，字符传送率是 9600波特=9600bit/秒 =9600 bit*(1字符/10bit)/秒 =960字符/秒 4．某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息，设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHz,求总线带宽 Dr=8字节/T秒=8*70*10^6≈420MB/秒 5.某机器CPU中有16个寄存器，运行某中断处理程序时，仅用到其中的2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否将通用寄存器内容保存到主存中去需保存几个寄存器 要将通用寄存器内容保存到主存中去。 只要保存中断处理程序用到的那2个寄存器的内容。 1.已知cache的存储周期是40ns,主存存储周期200ns, cache/主存系统平均50ns,求cache的命中率访问n个字，设命中率为H cache/主存系统的平均访问时间 =命中cache的时间+不命中cache的主存访问时间 =H*Tc+(1-H)*Tm =H*40+(1-H)*200 =50
计算机组成原理试卷及答案
计算机组成原理试题及答案 一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。） 1.若十进制数据为137.5则其八进制数为（B ）。 A、89.8 B、211.4 C、211.5 D、1011111.101 2.若x补=0.1101010，则x原=（A ）。 A、1.0010101 B、1.0010110 C、0.0010110 D、0.1101010 3.若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（B）。 A、00 B、01 C、10 D、11 4.原码乘法是（A ）。 A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理 B、用原码表示操作数，然后直接相乘 C、被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘 D、乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘 5.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。 A、立即寻址 B、变址寻址 C、间接寻址 D、寄存器寻址 6.下列数中，最小的数是（A）。 A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．45 7.下列数中，最大的数是（D）。 A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．45 8.下列数中，最小的数是（D）。 A．（111111）2B．（72）８C．（2F）16D．50 9.已知：X=－0.0011，Y= -0.0101。（X+Y）补= ( A)。 Ａ．１．１１００Ｂ．１．１０１０ Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００ 10.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是（C ）。 A．17 B．19C．27D．36 11.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C ）。 A．64K B．32KB C．32K D．16KB 12.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C ）。 A.21 B.17 C.19 D.20 12.计算机内存储器可以采用（A）。 A.RAM和ROM B.只有ROM C.只有RAM D.RAM和SAM 13.单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用( C) 。 A.堆栈寻址方式 B.立即寻址方式 C.隐含寻址方式 D.间接寻址方式 14.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自(B)。 A.立即数和栈顶 B.栈顶和次栈顶 C.暂存器和栈顶 D.寄存器和内存单元 15.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是( C)。 A.实现存储程序和程序控制 B.可以直接访问外存 C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度 16.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为( C)寻址。 A.直接 B.间接 C.寄存器直接 D.寄存器间接 17.寄存器间接寻址方式中，操作数处在( B )。 A.通用寄存器 B.贮存单元 C.程序计数器 D.堆栈 18.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路
计算机组成原理典型例题讲解
分析设计计算： 1.CPU结构如图1所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （1）标明图中四个寄存器的名称。 （2）简述指令从主存取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1 解： （1）a为数据缓冲寄存器DR ，b为指令寄存器IR ，c为主存地址寄存器，d为程序计数器PC。 （2）主存M →缓冲寄存器DR →指令寄存器IR →操作控制器。 （3）存贮器读：M →缓冲寄存器DR →ALU →AC 存贮器写：AC →缓冲寄存器DR →M
2. 某机器中，配有一个ROM芯片，地址空间0000H—3FFFH。现在再用几个16K×8的芯片构成一个32K×8的RAM区域，使其地址空间为8000H—FFFFH。假设此RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。CPU地址总线为A15—A0,数据总线为D7—D0,控制信号为R//W，MREQ(存储器请求)，当且仅当MREQ 和R//W同时有效时，CPU才能对有存储器进行读(或写)。 （1）满足已知条件的存储器，画出地址码方案。 （2）画出此CPU与上述ROM芯片和RAM芯片的连接图。 解：存储器地址空间分布如图1所示，分三组，每组16K×8位。 由此可得存储器方案要点如下： （1）用两片16K*8 RAM芯片位进行串联连接，构成32K*8的RAM区域。片内地址：A0——A13，片选地址为：A14——A15； （2）译码使用2 ：4 译码器； （3）用/MREQ 作为2 ：4译码器使能控制端，该信号低电平（有效）时，译码器工作。 （4）CPU的R / /W信号与RAM的/WE端连接，当R // W = 1时存储器执行读操作，当R // W = 0时，存储器执行写操作。如图1 0000 3FFF 8000
计算机组成原理练习题一
计算机组成原理练习题一 一、简答题： 1、电子计算机一般分成哪些组成部分？为什么要分成这些组成部分？ 答：电子计算机主要有五个组成部分：输入设备、控制单元、存储器、运算单元和输出设备。这些部件相互配合，相互协调地完成运算任务。输入设备用于接收外界信息，输出设备将计算的结果从计算机中输出，控制器完成操作步骤的控制和协调，存储器用于存储程序和数据，运算器则是完成计算工作的部件。 2、计算机中采用什么计数制？为什么？ 答：计算机中所采用的是二进制的数据表示形式,因为二进制能方便可靠地用数字电路的逻辑电平表示。 3、运算器中可以有哪些寄存器？为什么？ 答：首先讲一下寄存器的概念，寄存器是运算中临时存放数据的部件，由触发器构成，用于存储最频繁使用的数据。 运算器中可以有存储数据的寄存器，用于存放一些中间运算结果等；运算器中还可以有保存指令的寄存器、保存运算状态的寄存器以及保存存储器地址的寄存器。 原因：数据和存储器地址等信息从存储器中取出后需要临时保存在运算器中，运算的中间结果在存放到存储器中之前也需要临时存放。 4、什么是存储器的容量？什么是数据字？什么是指令字？ 答:存储器的容量是衡量存储器容纳信息能力的指标.主存储器中数据的存储一般是以字为单位时进行,存储器中存储的一个字的信息如果是数据则称为数据字,如果是指令则称为指令字. 5、存储器中存储的数据和程序是怎样区分的？ 答：数据和指令都以二进制代码的形式存储在存储器中，从代码本身无法区别它是数据还是指令，CPU在取指令时把从存储器中读取的信息都看作指令，在读取数据时把从存储器中读取的信息都看成是数据。为了区分运算数据和程序中的指令，程序员在编写程序时需要知道每个数据的存储位置以及指令的存储位置，以避免将指令当作数据或者将数据当作指令。 6、存储器中可存放大量数据，怎样从中找出指定的数据？ 答:为了寻找主存储器中的某一个数据的位置,需要给不同的存储位置指定一个编号,也就是编排地址.数据写入和读出通过指定一个地址进行,就可以从存储器中找出指定的数据. 7、某计算机的内存为64MB，试计算该内存有多少个字节？ 答：存储器容量的换算关系：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。 64MB=64×1024KB=64×1024×1024B=67108864B。 8、计算机的存储器为什么要有内存和外存之分？
【精品】计算机组成原理期末考试简答题重点
一、简答题 1、试述浮点数规格化的目的和方法。 答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化，可以保证运算数据的精度。 方法：进行向左规格化，尾数左移一位，阶码减1，直到规格化完毕。 2、简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。 答：CRC码是一种纠错能力较强的校验码。在进行校验时，先将被检数据码的多项式用 生成多项式G（X）来除，若余数为0，说明数据正确；若余数不为0，则说明被检数据有错。 只要正确选择多项式G（X），余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以 用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。 3、DRAM存储器为什么要刷新？有几种刷新方式? DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像 SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。为此必须设法由外界按一定规律给栅 极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。 ①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。 ②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片，分时进行正常读/写操作和刷新操作。 ③异步式---前两种方式的结合，每隔一段时间刷新一次，保证在刷新周期内对整个存储器 刷新一遍。 4、CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。 （1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 （2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 （3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 （4）缓冲寄存器（DR）： <1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。 <3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。 （5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。 （6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。 5、中断处理过程包括哪些操作步骤？ 关闭中断标识,重要数据入栈, 处理中断服务功能, 数据出栈, 恢复中断标识, 开中断.
计算机组成原理试题及答案
《计算机组成原理》试题 一、（共30分） 1.(10分) (1)将十进制数+107/128化成二进制数、八进制数和十六进制数（3分） (2)请回答什么是二--十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？（7分） 2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分) 3.说明海明码能实现检错纠错的基本原理?为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？（5分） 4.举例说明运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能?运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分) 二、(共30分) 1.在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?(每个2分,共8分) 2.简要说明减法指令SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(每个4分，共8分) 3.在微程序的控制器中，通常有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个2分，共10分） 4.简要地说明组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？(4分） 三、（共22分） 1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？各自主要应用在什么地方？（7分） 2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么？（10分） 3.使用阵列磁盘的目的是什么？阵列磁盘中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分） 四、（共18分） 1.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺点。（9分） 2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。（9分） 答案 一、（共30分） 1.(10分) (1) (+107/128)10 = (+1101011/10000000)2 = (+0.1101011)2 = (+0.153)8 = (+6B)16 (2) 二-十进制码即8421码，即4个基2码位的权从高到低分别为8、4、2、1，使用基码的0000，0001，0010，……，1001这十种组合分别表示0至9这十个值。4位基二码之间满足二进制的规则，而十进制数位之间则满足十进制规则。 １
计算机组成原理试题
计算机组成原理试题（A） 教学中心名称考点成绩 专业、班级姓名学号 一、填空题（每空1分，共10分） 1．计算机中的信息可分为两类，它们是信息和信息。 2．第二代电子数字计算机所用的基本器件是。 3．设X=－9/16，[X]补= 。 4．运算器中的核心部件是。 5．浮点表示法中，阶码决定浮点数的，尾数决定浮点数的。 6．CPU中PC的主要功能是。 7．按照信息的传送格式，接口可分为和两大类。 二、选择题（每小题2分，共20分） 1. 某主存储器按字节编址，地址线数目为16，这个存储器的容量为 . A 16K×16位B．32K×8位、C．64K ×8位 2．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用的时间。 A一个指令周期B．一个存储周期C．一个机器周期 3. Cache是。 A．主存的一部分 B.为扩大存储容量而设置的 C.为提高存储系统的速度而设置的 4．操作控制器的功能是。 A产生操作控制信号，以解释并执行指令 B、产生时序信号C．对指令泽码 5．中断响应时，保存PC并更新PC的内容，主要是为了. A．提高处理机的速度 B．能进入中断处理程字并能正确返回原程序 C．便于编制中断处理程序 6．计算机辅助设计是指。 A．CAD B．CAI C．CAT 7．某机字长32位，内存容量为4MW，若按字节编址，其寻址范围为. A．0～4M B。0～16M C．0～32M 8．在磁盘存储器中，与转速无关的技术指标是。 A.存储密度B．平均等待时间C．数据传输率 9．设指令中的形式地址为以相对寻址时，操作数的有效地址E＝. A.（D）B．（PC）＋D C．（R）＋D
10．计算机中，执行部件接控制部件的命令所作的不可再分的操作称为. A．微命令B．微操作C操作 三.判断改错题（每小题2分，共10分。正确，在括号内打√；错误，则打×并更正） 1．磁盘存储器是一种随机存取存储器。（） 2．零地址指令就是没有操作数的指令。（） 3．时序发生器是控制器的主要部件之一。（） 4．设X=10110110，采奇校验时，其校验位C=1。（） 5．中断处理过程中，保存现场必须在中断服务之后进行。（） 四.简答题（每小题10分，共40分） 1．CPU由哪些主要部件组成？说明各部件的作用。 2．试述高速缓冲存储器的基本设计思想和特点。 3．主机与外部设备间为什么要设置接口？ 4．为什么说取指令是公操作？在取指令阶段，CPU主要完成哪些操作？ 五.计算题（共10 分） 1．设X=0.0101,Y=－0.1101,用双符号补码计算X+Y=?和X－Y=?并判断其结果是否溢出。(5分) 2. 设X=8C3E(H)，Y=B6DF(H),Z=54D2（H）。求X∧Y⊕Z=? (5分) 七.设计题（10分） 某机字长16 位，主存按字编址，容量为8MW，请用如下RAM芯片为该机设计一个主存。 A A0 07 1．地址线和数据线各有多少根？ 2．共用多少这种芯片？ 3．画出其组成框图,并正确标出各信号线。