福師《計算機組成原理》復(fù)習(xí)題及參考答案

1、1、如果認(rèn)為CPU等待設(shè)備的狀態(tài)信號是處于非工作狀態(tài)（即踏步等待），那么在下面幾種主機與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送中：_A_主機與設(shè)備是串行工作的；_B_主機與設(shè)備是并行工作的；_C_主程序與設(shè)備是并行運行的。A、 程序查詢方式        B、程序中斷方式      C、DMA方式2、中斷向量地址是_B_。A、子程序入口地址                    B、中斷服務(wù)程序入口地址C、中斷服務(wù)入口地址指示器  &#

2、160;         D、例行程序入口地址3、利用微型機制作了對輸入數(shù)據(jù)進行采樣處理的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每抽取一個輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU一次，中斷處理程序接收采樣的數(shù)據(jù)，將其放到主存的緩沖區(qū)內(nèi)。該中斷處理需時x秒，另一方面緩沖區(qū)內(nèi)每存儲n個數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進行處理，這種處理需時y秒。因此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒_  A_次的中斷請求。A、n/(n×x+y)        B、n/(x+y)n            C、min(1/

3、x,n/y)4、采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時，每傳送一個數(shù)據(jù)就要占用一個_C_的時間。A、指令周期      B、機器周期      C、存儲周期        D、總線周期1、 計算機的外圍設(shè)備是指_D_。A、輸入/輸出設(shè)備            B、外存儲器C、輸入/輸出設(shè)備及外存儲    D、除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備2、打印機根據(jù)印字方式可以分為_ C _和_  D_兩大類，在_C_類打印機，只有_

4、A_型打印機能打印漢字，請從下面答案中選擇填空。A、針型打印機    B、活字型打印機    C、擊打式    D、非擊打式3、外存儲器與內(nèi)存儲器相比，外存儲器_B_。A.速度快，容量大，成本高            B.速度慢，容量大，成本低C.速度快，容量小，成本高            D.速度慢，容量大，成本高4、利用微型機制作了對輸入數(shù)據(jù)進行采樣處理的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，每抽取一個輸入數(shù)據(jù)就要中斷CPU一次，

5、中斷處理程序接收采樣的數(shù)據(jù)，將其放到主存的緩沖區(qū)內(nèi)。該中斷處理需時x秒，另一方面緩沖區(qū)內(nèi)每存儲n個數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進行處理，這種處理需時y秒。因此該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒_ A _次的中斷請求。A、n/(n×x+y)        B、n/(x+y)n          C、min(1/x,n/y)1、CRT的分辨率為1024×1024像數(shù)，像數(shù)的顏色數(shù)為256，則刷新存儲器容量是（ c ）A 512KB B1MB C256MB D8MB2、將有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類、統(tǒng)計、分析，以取得有價

6、值的信息，我們稱其為（ a ）。A數(shù)據(jù)處理 B輔助設(shè)計 C實時控制 D數(shù)值計算3、現(xiàn)代計算機的運算器一般通過總線結(jié)構(gòu)來組織，在下面的總線結(jié)構(gòu)運算器中，單總線結(jié)構(gòu)的操作速度最慢，而（ d ）的操作速度最快。A雙總線結(jié)構(gòu) B多總線結(jié)構(gòu)C單總線結(jié)構(gòu) D三總線結(jié)構(gòu)4、虛擬存儲器是建立在多層次存儲結(jié)構(gòu)上，用來解決（ c ）的問題。A存儲 B外存 C主存容量不足 D外存容量不足5、浮點數(shù)的表示范圍和精度取決于（ a ）A 階碼的位數(shù)和尾數(shù)的位數(shù) B 階碼的位數(shù)和尾數(shù)采用的編碼C 階碼采用的編碼和尾數(shù)采用的編碼D. 階碼采用的編碼和尾數(shù)的位數(shù)6、某單片機的系統(tǒng)程序，不允許用戶在執(zhí)行時改變，則可以選用（ d

7、）作為存儲芯片。A. SRAM B. cache C. 輔助存儲器D. 閃速存儲器 7、設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，（X）表示寄存器X的內(nèi)容，這種尋址方式的有效地址為（ c ）。A. EA=(X)+(D) B. EA=(X)+(D)C. EA=(X)+D D. EA=(X)+D) 8、下述I/O控制方式中，主要由程序?qū)崿F(xiàn)的是（ c ）。A. PPU(外圍處理機)方式 B. 通道方式C. 中斷方式 D. DMA方式 9、系統(tǒng)總線中地址線的功能是（ c ）。A. 用于選擇主存單元地址 B. 用于選擇進行信息傳輸?shù)脑O(shè)備C. 用于指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址D. 用于選擇外存地址 10、多處

8、理機實現(xiàn)（ c ）級的并行。A. 指令 B. 任務(wù)或過程 C. 作業(yè)或程序D. 指令內(nèi)部 2、虛擬存儲器是建立在多層次存儲結(jié)構(gòu)上，用來解決（ C ）的問題。A存儲 B外存 C主存容量不足 D外存容量不足3、微程序放在（ B ）中。ARAM B控制存儲器 C指令寄存器 D內(nèi)存儲器4下列數(shù)中最小的數(shù)是（ A ）。A.（50）8 B.（100010）BCD C.（625）16 D（100101）25多處理機的體系結(jié)構(gòu)屬于（ B ）計算機。A.SISD B.MIMD C. SIMD D.MISD6.字長32位，其中1位符號位，31位表示尾數(shù)。若用定點小數(shù)表示，則最大正小數(shù)為（ B ）。A +（1 2-

9、32） B. +（1 2-31） C. 2-32 D. 2-317. 存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，它主要用來（ C ）。A存放數(shù)據(jù) B. 存放程序 C. 存放數(shù)據(jù)和程序 D. 存放微程序8CPU中的譯碼器主要用于（ D ）。A. 地址譯碼；B. 選擇多路數(shù)據(jù)至ALU；C. 數(shù)據(jù)譯碼。D. 指令譯碼；9在以下描述的流水CPU基本概念中，正確的表述是（ C ）。A流水CPU是以空間并行性為原理構(gòu)造的處理器B. 流水CPU一定是多媒體CPUC. 流水CPU是以時間并行性為原理構(gòu)造的處理器D. 流水CPU一定是RISC機器10串行I/O標(biāo)準(zhǔn)接口IEEE1394的高速特性適合于新型高速硬盤和多媒體數(shù)

10、據(jù)傳送，的數(shù)據(jù)傳送率不可以是（ C ）。A100兆位/秒 B200兆位/秒 C. 300兆位/秒D. 400兆位/秒1、在主存和CPU之間增加cache存儲器的目的是（ A ）。A. 解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B. 增加內(nèi)存容量，同時加快存取速度C. 提高內(nèi)存可靠性D. 增加內(nèi)存容量 2、微型計算機的分類通常以微處理器的（ C ）來劃分。A芯片名 B寄存器數(shù)目 C字長 D規(guī)格 3、 下列數(shù)中最大的是（ B ）。A（10010101）2 B（227）8 C（96）16 D（143）104、 設(shè)寄存器位數(shù)為8位，機器數(shù)采用補碼形式（一位符號位），對應(yīng)于十進制數(shù)-27，寄存器內(nèi)為（ C ）

11、。A（27）16 B（9B）16 C（E5）16 D（5A）165、 計算機的存儲器系統(tǒng)是指（ D ）。ARAM存儲器 BROM存儲器 C主存儲器 D主存儲器和外存儲器6、 算術(shù)/邏輯運算單元74181ALU可完成（ C ）。A16種算術(shù)運算功能 B16種邏輯運算功能 C16種算術(shù)運算功能和16種邏輯運算功能 D4位乘法運算功能和除法運算功能7、 某機字長32位，存儲容量1MB，若按字編址，它的尋址范圍是（ C ）。A1MB B512KB C256K D256KB8、 常用的虛擬存儲系統(tǒng)由（ A ）兩級存儲器組成。A主存輔存 B快存主存 C快存輔存 D通用寄存器主存9、 變址尋址方式中，操作數(shù)

12、的有效地址等于（ C ）。A基值寄存器內(nèi)容加上形式地址 B堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址C變址寄存器內(nèi)容加上形式地址 D程序計數(shù)器內(nèi)容加上形式地址10、在虛擬存儲器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，由（ D ）完成地址映射。A程序員 B編譯器 C裝入程序 D操作系統(tǒng)二、改錯題（針對各小題的題意，改正其結(jié)論中錯誤或補充其不足。每小題2分，共10分）2、一個指令周期中包含若干個機器周期，一個機器周期中包含若干個時鐘周期。指令周期通常用若干個機器周期表示3、時鐘周期是處理器中處理動作的最小時間單位，通常稱為一個T狀態(tài)。這是微處理器完成一步完整操作的最小時間單位。 正確4、在指令流水線技術(shù)中，譯碼操作可以分為D 和D

13、 兩個階段，因此又叫做二級譯碼。D1和D2兩個階段5、時鐘周期是基本定時脈沖的兩個沿之間的時間間隔，而基本定時脈沖是由外部振蕩器產(chǎn)生的，通過CPU的CLK輸入端輸入。 考核知識點：時鐘周期的概念，參見P375。1、 微程序控制器相比，組合邏輯控制器的速度較慢。 微程序的控制器的優(yōu)點是設(shè)計與實現(xiàn)簡單些, 缺點是運行速度要慢一些組合邏輯控制器的優(yōu)點是運行速度明顯地快，缺點是設(shè)計與實現(xiàn)復(fù)雜些2、 為了保證中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢以后，能正確返回到被中斷的斷點繼續(xù)執(zhí)行程序，不用進行現(xiàn)場保護操作。必須進行現(xiàn)場保護操作3、 程序計數(shù)器PC用來指示從外存中取指令。因為程序計算器PC是用來從內(nèi)存中取讀指令的4、

14、定點表示法，小數(shù)點在數(shù)中的位置是固定不便的；浮點表示法，小數(shù)點在數(shù)中的位置是浮動可變的。 浮點表示法中小數(shù)點的位置是不固定的 5、對于浮點數(shù)，當(dāng)字長一定時，分給階碼的位數(shù)越少，則表示數(shù)的范圍越大。則表示數(shù)的精度越大1、加法器是構(gòu)成運算器的基本部件，為提高運算速度，運算器一般采用串行加法器。運算器一般采用并行加法器3、 對于浮點數(shù)，當(dāng)字長一定時，分給浮點數(shù)的尾數(shù)越少，則表示數(shù)的范圍越大。 表示精度越大4、加權(quán)BCD碼沒有確定的位權(quán)值，因此不以按位權(quán)展開求它們所代表的十進制。無權(quán) BCD 碼沒有確定的位權(quán)值，因此不以按位權(quán)展開求它們所代表的十進制5、計算機只能處理數(shù)字信息。 沒錯。一切資料包括圖形

15、文字等等需要通過數(shù)字化處理后，才能夠通過計算機運算 三、名詞解釋（每小題4分，共20分）1、ALU 算術(shù)邏輯單元 (Arithmetic Logic Unit, ALU)是中央處理器(CPU)的執(zhí)行單元，是所有中央處理器的核心組成部分2、RISC RISC為Reduced Instruction Set Computing的縮寫，中文翻譯為精簡執(zhí)令運算集，好處是 CPU核心很容易就能提升效能且消耗功率低，但程式撰寫較為復(fù)雜3、 DMA DMA（Direct Memory Access），即直接存儲器存取，是一種快速傳送數(shù)據(jù)的機制。4、 Cache 高速緩沖存儲器（Cache）其原始意義是指存取

16、速度比一般隨機存取記憶體（RAM）來得快的一種RAM，一般而言它不像系統(tǒng)主記憶體那樣使用DRAM技術(shù)，而使用昂貴但較快速的SRAM技術(shù)，也有快取記憶體的名稱5、指令周期 指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由若干個機器周期組成，是從取指令、分析指令到執(zhí)行完所需的全部時間2、 多體交叉存儲器 在存儲系統(tǒng)中采用多個DRAM，并利用它們潛在的并行性，可以把存儲芯片組織為多個體，并讓他們并行工作。從而能一次讀或?qū)懚鄠€字，存儲器內(nèi)的各個體是按字交叉的3、 虛擬存儲器 在具有層次結(jié)構(gòu)存儲器的計算機系統(tǒng)中，自動實現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個比物理貯存容量大得多，可尋址的“主存儲器”

17、。虛擬存儲區(qū)的容量與物理主存大小無關(guān)，而受限于計算機的地址結(jié)構(gòu)和可用磁盤容量。4、 寫回法 當(dāng)CPU寫cache命中時，只修改cache的內(nèi)容，而不立即寫入主存；只有當(dāng)此行被換出時才寫回主存。5、微程序 微程序是英國劍橋大學(xué)教授M.V.Wilkes在1951年首先提出的，它是實現(xiàn)程序的一種手段,具體就是將一條機器指令編寫成一段微程序。每一個微程序包含若干條微指令，每一條微指令對應(yīng)一條或多條微操作。在有微程序的系統(tǒng)中,CPU內(nèi)部有一個控制存儲器,用于存放各種機器指令對應(yīng)的微程序段.當(dāng)CPU執(zhí)行機器指令時,會在控制存儲器里尋找與該機器指令對應(yīng)的微程序，取出相應(yīng)的微指令來控制執(zhí)行各個微操作，從而完成

18、該程序語句的功能。微程序設(shè)計技術(shù)，指的是利用軟件技術(shù)來實現(xiàn)硬件設(shè)計的一門技術(shù)。1、溢出 溢出是黑客利用操作系統(tǒng)的漏洞，專門開發(fā)了一種程序，加相應(yīng)的參數(shù)運行后，就可以得到你電腦具有管理員資格的控制權(quán)，你在你自己電腦上能夠運行的東西他可以全部做到，等于你的電腦就是他的了。 2.溢出是程序設(shè)計者設(shè)計時的不足所帶來的錯誤2、 相聯(lián)存儲器 關(guān)聯(lián)存儲器，也稱為按內(nèi)容訪問存儲器，它是一種不根據(jù)地址而是根據(jù)存儲內(nèi)容來進行存取的存儲器,可以實現(xiàn)快速地查找快表3、 局部性 CPU訪問存儲器時，無論是存取指令還是存取數(shù)據(jù)，所訪問的存儲單元都趨于聚集在一個較小的連續(xù)區(qū)域中。4、 存儲器 是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來

19、存放程序和數(shù)據(jù)。5、 垂直型微指令 垂直型微指令微指令中設(shè)置微操作碼字段，采用微操作碼編譯法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能，稱為垂直型微指令。四、簡答題（每題5分，共30分）1、試比較基址尋址和變址尋址?；穼ぶ罚浩渲械男问降刂肥强勺兊?，基址寄存器的內(nèi)容是一定的變址尋址：形式地址不變，變址寄存器的內(nèi)容可變 因此它可用于處理數(shù)組問題2、請說明程序查詢方式與中斷方式各自的特點。程序查詢方式，數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計算機程序控制，優(yōu)點是硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點是CPU效率低，中斷方式是外圍設(shè)備用來“主動”通知CPU，準(zhǔn)備輸入輸出的一種方法，它節(jié)省了CPU時間，但硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些3、提

20、高存儲器速度可采用哪些措施，請說出至少五種措施。1、提高儲存密度；2、提升尋址效率；3、增大接口帶寬；4、增加緩存容量；5、改變讀寫機制，盡量采用直接存取。5、簡述中斷的響應(yīng)過程。中斷請求，中斷響應(yīng)，中斷處理，中斷返回6、說明計算機有哪些基本組成部分和各部分的基本功能?？己酥R點：計算機的組成，參見P9。1、簡述運算器的功能。運算器由：算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數(shù)據(jù)來自存儲器；處理后的

21、結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲器，或暫時寄存在運算器中。與Control Unit共同組成了CPU的核心部分2、簡述主存和輔存的區(qū)別。主存也是內(nèi)存，內(nèi)存可以被CPU直接訪問，由RAM和ROM組成，能快速進行讀寫操作。用于存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)，它速度快但成本高。輔存不能被CPU直接訪問，用于存放那些暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，輔存一般是由容量大、速度較慢、價格低的磁表面存儲器和光存儲器等充當(dāng)。3、比較同步通信和異步通信。步通信是一種比特同步通信技術(shù)，要求發(fā)收雙方具有同頻同相的同步時鐘信號，只需在傳送報文的最前面附加特定的同步字符，使發(fā)收雙方建立同步，此后便在同步時鐘的控制下逐位發(fā)送/接收。 相對于同步通信，

22、異步通信在發(fā)送字符時，所發(fā)送的字符之間的時隙可以是任意的。但是接收端必須時刻做好接收的準(zhǔn)備（如果接收端主機的電源都沒有加上，那么發(fā)送端發(fā)送字符就沒有意義，因為接收端根本無法接收）。發(fā)送端可以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結(jié)束的地方加上標(biāo)志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接收下來。異步通信的好處是通信設(shè)備簡單、便宜，但傳輸效率較低（因為開始位和停止位的開銷所占比例較大）。4、 請說明程序查詢方式與中斷方式各自的特點。答：程序查詢方式，數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計算機程序控制，優(yōu)點是硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點是CPU效率低，中斷方式是外圍設(shè)備

23、用來“主動”通知CPU，準(zhǔn)備輸入輸出的一種方法，它節(jié)省了CPU時間，但硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些5、 提高存儲器速度可采用哪些措施，請說出至少五種措施。答：措施有：（1）采用高速器件； （2）采用cache （高速緩沖存儲器）； （3）采用多體交叉存儲器； （4）采用雙端口存儲器； （5）加長存儲器的字長6、存儲器容量為32字，字長64位，模塊數(shù)m = 8，用交叉方式進行組織。存儲周期T = 200ns, 數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳輸周期 = 50ns。問該存儲器的帶寬是多少？解：連續(xù)讀出 m=8 個字的信息量是：q = 64位×8 = 512位 連續(xù)讀出 8 個字所需的時間是：t =

24、T + （m 1） = 200 + 7×50= 5.5×10-7s 交叉存儲器的帶寬是: W = q/t = 512/（5.5×10-7s） 93×107 位/s1、舉出CPU中6個主要寄存器的名稱及功能。(1)指令寄存器（IR）：用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。(2)程序計數(shù)器（PC）：用來確定下一條指令的地址。 (3)地址寄存器（AR）：用來保存當(dāng)前CPU所訪問的內(nèi)存單元的地址。(4)緩沖寄存器（DR）：<1>作為CPU和內(nèi)存、外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。 <2>補償CPU和內(nèi)存、外圍設(shè)備之間在操作速度上的差別。 <3

25、>在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中，緩沖寄存器還可兼作為操作數(shù)寄存器。(5)通用寄存器(AC)：當(dāng)運算器的算術(shù)邏輯單元（ALU）執(zhí)行全部算術(shù)和邏輯運算時，為ALU提供一個工作區(qū)。(6)狀態(tài)條件寄存器：保存由算術(shù)指令和邏輯指令運行或測試的結(jié)果建立的各種條件碼內(nèi)容。除此之外，還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息，以便使CPU和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。2、何謂“總線仲裁”？一般采用何種策略進行仲裁，簡要說明它們的應(yīng)用環(huán)境。連接到總線上的功能模塊有主動，被動兩種形態(tài)。主方可以啟動一個總線周期，而從方只能響應(yīng)主方的請求。每次總線操作，只能有一個主方占用總線控制權(quán)，但可以同一時間里有一個或多個從

26、方。除cpu模塊外，I/O功能模塊也可以提出總線請求，為了解決多個設(shè)備同時競爭總線控制權(quán)，必須具有總線仲裁部件，以某種方式選擇其中一個主設(shè)備作為總線的下一次主方。一般說，采用優(yōu)先級或公平策略進行仲裁。在多處理器系統(tǒng)中，對cpu模塊的總線請求采用公平原則處理，對I/O模塊的總線請求采用優(yōu)先級策略。3、何謂CRT的顯示分辨率、灰度級？分辨率是指顯示器所能表示的像素個數(shù)。像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。分辨率取決于顯像管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。同時刷新存儲器要有與顯示像素數(shù)相對應(yīng)的存儲空間，用來存儲每個像素的信息?；叶燃壥侵负诎罪@示器中所顯示的像素點的亮暗差別，在彩色顯

27、示器中則表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃壴蕉?，圖像層次越清楚逼真。4、CPU響應(yīng)中斷應(yīng)具備哪些條件？(1)在CPU內(nèi)部設(shè)置的中斷允許觸發(fā)器必須是開放的。(2)外設(shè)有中斷請求時，中斷請求觸發(fā)器必須處于“1”狀態(tài)，保持中斷請求信號。(3)外設(shè)（接口）中斷允許觸發(fā)器必須為“1”，這樣才能把外設(shè)中斷請求送至CPU。(4)當(dāng)上述三個條件具備時，CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個狀態(tài)周期響應(yīng)中斷。5、說明總線結(jié)構(gòu)對計算機系統(tǒng)性能的影響。1）最大存儲容量單總線系統(tǒng)中，最大內(nèi)存容量必須小于由計算機字長所決定的可能的地址總線。雙總線系統(tǒng)中，存儲容量不會受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響（2）指令系統(tǒng)雙總線系統(tǒng)，必須有專門的I/O指令系

28、統(tǒng)單總線系統(tǒng)，訪問內(nèi)存和I/O使用相同指令（3）吞吐量總線數(shù)量越多，吞吐能力越大6、計算機要完成的基本功能有哪些？數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)共享五、計算題（10分）設(shè)機器字長為8位（含1位符號位），用補碼運算規(guī)則計算： A=19/32，B=-17/128，求A-BA=19/32=（0.100 1100）2 B= -17/128=（-0.001 0001）2 A補=0.100 1100 B補=1.110 1111 -B補=0.001 0001 A-B補= 0. 1 0 0 1 1 0 0 + 0. 0 0 1 0 0 0 1 0. 1 0 1 1 1 0 1 無溢出 A-B=（0.101 1101）2 =

29、93/128五、計算題（10分）設(shè)機器字長為8位（含1位符號位），用補碼運算規(guī)則計算： A=11/64，B=-15/32，求A+BA補碼:00001011/01000000=0.0010110B補碼:11110001/00100000=1.1000100A+B = 11101101/01000000=1.1011010五、計算題（10分）1、已知 x = - 0.01111 ，y = +0.11001，求 x 補， -x 補， y 補， -y 補，x + y =？，x y =？x補=10+x=1.10000-x補=0.01111y補=0.1101-y=1.00110x+y=1.01111+0.

30、11001=0.01000x-y=1.01111+1.11001=1.01000六、設(shè)計題（10分）已知指令字長為16位，每個地址碼為4位，采用擴展操作碼的方式，設(shè)計15條三地址指令、15條二地址指令、15條一地址指令、16條零地址指令，畫出擴展圖和指令譯碼邏輯。0000A1A21110A1A2二地址指令A(yù)1A2是地址11110000A111111110A1一地址指令111111110000X111111111111X零地址指令六、設(shè)計題（10分）用16K*8位的DRAM芯片構(gòu)成64K*32位存儲器，要求：（1） 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。（2） 設(shè)存儲器讀/寫周期為0.5s,CPU在1s內(nèi)

31、至少要訪問一次。試問采用哪種刷新方式比較合理？兩次刷新的最大時間間隔是多少？對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間是多少？考核知識點：存儲器的構(gòu)成、刷新及其與CPU的連接，參見P91。六、設(shè)計題（10分）要求用256K*16位SRAM芯片設(shè)計1024K*32位的存儲器。SRAM芯片有兩個控制器端：當(dāng)有效時，該片選中。當(dāng)/R=1時執(zhí)行讀操作，當(dāng)/R=0時執(zhí)行寫操作?？己酥R點：存儲器的構(gòu)成、刷新及其與CPU的連接，參見P91。計算機組成原理練習(xí)冊習(xí)題一1、比較數(shù)字計算機和模擬計算機的特點？前者能夠直接對模擬量信號進行加工處理，主要由處理連續(xù)信號的模擬電路組成；后者能夠直接對離散信號進行加工處理

32、，主要由脈沖數(shù)字電路組成。2、數(shù)字計算機如何分類？分類的依據(jù)是什么？數(shù)字計算機可分為專用計算機和通用計算機，專用和通用是根據(jù)計算機的效率、速度、價格、運行的經(jīng)濟性和適應(yīng)性來劃分的。3、數(shù)字計算機有哪些主要應(yīng)用？科學(xué)計算、自動控制、測量和測試、信息管理、教育和衛(wèi)生、家用電器和人工智能。4、馮諾依曼型計算機的主要設(shè)計思想是什么？它包括那些主要組成部分？計算機的硬件是由有形的電子器件等構(gòu)成的，它包括運算器、存儲器、控制器、適配器、輸入輸出設(shè)備。傳統(tǒng)上將運算器和控制器成為CPU，而將CPU和存儲器成為主機。存儲程序并按地址順序執(zhí)行，這就是馮諾依曼型計算機的主要設(shè)計思想。5、什么是存儲容量？什么是單元地

33、址？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令字？存儲器所有存儲單元的總數(shù)成為存儲器的存儲容量；存儲器中是由許多存儲單元組成的，每個存儲單元都有編號，稱為單元地址；如果某字代表要處理的數(shù)據(jù)，則稱為數(shù)據(jù)字；如果某字為一條指令，則稱為指令字。6、CPU中有哪些主要寄存器？（1） 指令寄存器（IR）（2） 程序計數(shù)器（PC）（3） 地址寄存器（AR）（4） 緩沖寄存器（DR）（5） 累加寄存器（AC）（6） 狀態(tài)條件寄存器（PSW）7、說明軟件發(fā)展的演變過程。算法語言的變化：機器語言、匯編語言、高級語言操作系統(tǒng)的變化：從最初的單一操作系統(tǒng)到目前的批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)。8、說明計算機

34、系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。計算機系統(tǒng)可分為：微程序機器級，一般機器級（或稱機器語言級），操作系統(tǒng)級，匯編語言級，高級語言級5級                                編譯程序4級                                匯編程序3級 

35、                               操作程序2級                                微程序1級                    微

36、程序直接由硬件執(zhí)行9、什么是指令？什么是程序？指令是機器所能領(lǐng)會的一組編排成特定格式的代碼串，它要求機器在一個指令周期內(nèi)，完成一組特定的操作。程序是為特定問題求解而設(shè)計的指令序列10、計算機的系統(tǒng)軟件包括哪幾類？舉例說明它們的用途（1）各種服務(wù)性程序，如診斷程序、排錯程序、聯(lián)系程序等；（2）語言程序，如匯編程序、編譯程序、解釋程序等；（3）操作系統(tǒng)，如DOS、WINDOW9X/NT/XP等；（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如DBMS等習(xí)題二1、寫出下列各數(shù)的原碼、反碼、補碼表示（用8位二進制數(shù)）。其中MSB是最高位（又是符號位），LSB是最低位。如果是小數(shù)，小數(shù)點在MSB之后；如果是整數(shù)，小數(shù)點在LSB

37、之后。（1）35/64    （2）23/128    （3）127    （4）用小數(shù)表示1  （5）用整數(shù)表示1（1）原碼=11000110  反碼=10111001  補碼=10111010（2）原碼=00010111  反碼=00010111  補碼=00010111（3）原碼=11111111  反碼=10000000    補碼=10000001（4）沒有原碼和反碼  補碼=10000000 （5）原碼=10000001 

38、反碼=11111110    補碼=111111112、設(shè)補=a0.a1a2a6,其中a取0或1，若要x>0.5，求a0,a1,a2,a6的取值。解： -0.5補=1100000若x>-0.5      0a0=                                1      a1=1      

39、0;     0a2a6=            13、正規(guī)化數(shù)與負(fù)有一個字長為32位的浮點數(shù)，階碼10位，用移碼表示；尾數(shù)22位，用補碼表示；基數(shù)為2。請寫出。（1）最大數(shù)的二進制表示，（2）最小數(shù)的二進制表示，（1）1，11111111101111，1111，1111，1111，1111，1（2）1，11111111110000，1111，1111，1111，1111，14、將下列十進制數(shù)表示成浮點規(guī)格化數(shù)，階碼3位，用補碼表示；尾數(shù)9位，用補碼表示。（1）27/64      &

40、#160;           （2）27/64（1）101011011000          （2）1011001010005、x和y，用變形補碼計算x+y，同時指出結(jié)果是否溢出。（1）x= 0.11011    y= 0.00011補=0.11011        補=0.00011補    00.11011+ 補    00.00011補+ 補      00

41、.11110        結(jié)果未溢出（2）x= 0.11011    y= 0.10101補= 00.11011                            +        補= 11.01011                     

42、;           x+y補= 00.00110                            所以，x+y=0.00110          （3）x= 0.10110  y= 0.00001補= 11.01010                 

43、;         +        補= 11.11111                            x+y補= 11.01001                所以，x+y= -0.10111    6、求十進制數(shù)-113的原碼表示，反碼表示，補碼表示和移碼表示（

44、用八位二進制表示，并設(shè)最高位為符號位，真值為7位）。原碼  11110001  反碼  10001110  補碼  10001111  移碼  000011117、已知：X=0.1011,Y=0.0101,求X/2補,X/4補X補及Y/2補,Y/4補Y補解：補 = 0.1011            X/2補 = 0.01011    X/4補 = 0.001011        X補 =  1.

45、0101補 = 1.1011          Y/2補 = 1.11011    Y/4補 = 1.111011        Y補 = 0.01018、數(shù)字長8位（含1位符號位），若機器數(shù)為81（十六進制），當(dāng)它分別表示原碼、補碼、反碼和移碼時，等價的十進制數(shù)分別是多少？原碼： -1，補碼： -127， 反碼：-126，移碼：+1。9、已知N1補=(011011)2, N2補= (101101)2,求N1補,N2補具有的十進制數(shù)值。解:N1補=（011011）2  利用補

46、碼與真值換算公式,得N1 = 0×25+1×24+1×23+0×22+1×21+1×20 = 27N2補=（101101）2所以 N2 = 1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20 = -1910、若浮點數(shù)X的二進制存儲格式為（41360000）16，求其32位浮點數(shù)的十進制值。解：將16進制數(shù)展開后，可得二進制格式為0  1000 0010 0110 1100 0000 0000 0000 000      

47、0; S    階碼8位        尾數(shù)23位                指數(shù)e = 階碼-127 = 10000010-01111111 = 00000011 = （3）10包括隱藏位1的尾數(shù)1.M = 1.011 0110 0000 0000 0000 0000 = 1.011011于是有  X =（-1）S×1.M×2e = +（1.011011）×23 = +1011.011 = （11.375）10

48、習(xí)題三1、設(shè)有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問：（1）該存儲器能存儲多少字節(jié)的信息？（2）如果存儲器由512K×8位SRAM芯片組成，需要多少片？（3）需要多少位地址做芯片選擇？解：（1）存儲單元數(shù)：220=1024*1024=1M    1B=8bit      32/8=4（B）    1M*4B=4MB  該存儲器能存儲4MB的信息    （2）（1024*1024*32）/（512*1024*8）=8        如果存儲器由

49、512K×8位SRAM芯片組成，需要8片。（3）因為219 = 512K，即芯片片內(nèi)地址線19位，存儲器容量為1M,地址線為20位，需1位地址線作芯片片選選擇（CS），用A19選第1個模塊，用A19選第2個模塊。2、已知某64位機主存采用半導(dǎo)體存儲器，其地址碼為26位，若使用256K×16位的DRAM芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用模塊板結(jié)構(gòu)形式，問：（1）若每個模塊板為1024K×64位，共需要幾個模板塊？（2）每個模板塊內(nèi)共有多少DRAM芯片？（3）主存共需多少DRAM芯片？CPU如何選擇各模塊板？解：（1） （226*64）/（1024K*64）=6

50、4答：若每個模塊板為1024K×64位，共需要64個模板塊  （2） （1024K*64）/（256K*16）=16答：每個模板塊內(nèi)共有16個DRAM芯片  （3） （226*64）/（256K*16）=1024答：主存共需1024個DRAM芯片？CPU如何選擇各模塊板3、用16K×8位的DRAM芯片構(gòu)成64K×32位的存儲器，要求：（1）共需16K×8位的DRAM芯片。解：根據(jù)題意存儲器總?cè)萘繛?4K*32=256KB，故地址線共需18位?，F(xiàn)使用16K*8位的DRAM芯片，共需（64K*32）/（16K*8）=16（片）。4、一個1

51、024K×32位的存儲器，由128K×8位的DRAM芯片構(gòu)成。問：（1）總共需要多少DRAM芯片？DRAM芯片容量為128K×8位 = 128KB      存儲器容量為1024K×32位 = 1024K×4B =4096KB所需芯片數(shù) 4096KB÷128KB = 32片  （2）采用異步刷新方式，如單元刷新間隔補超過8 ms，則刷新信號周期是多少？解：對于128K×8位的DRAM片子，選擇一行地址進行刷新，取刷新地址A8A0，則8ms內(nèi)進行512個周期的刷新。按此周期數(shù)，512&#

52、215;4096 = 128KB，對一行上的4096個存儲元同時進行刷新。采用異步刷新方式刷新信號的周期為 8ms÷512 = 15.6s5、要求用256K×16位的SRAM芯片設(shè)計1024K×32位的存儲器，SRAM芯片有兩個控制器：當(dāng)CS有效時，該片選中。當(dāng)W/R=1時執(zhí)行讀操作，當(dāng)W/R=0時執(zhí)行寫操作?？偣残枰嗌賁RAM芯片?解：（1024K*32）/（256K*16）=8（片）答：共需要8片SRAM芯片6、設(shè)有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問：（1）該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？應(yīng)為32位字長為4B，220 = 1M = 1024K,存儲器

53、容量為220×4B = 4MB，可存儲4M字節(jié)的信息（2）如果存儲器由512K×8位SRAM芯片組成，需要多少片？SRAM芯片容量為512K×8位 = 512KB = 0.5MB所需芯片數(shù)目為：4MB ÷ 0.5MB = 8片（3）需要多少位地址作芯片選擇？因為219 = 512K，即芯片片內(nèi)地址線19位，存儲器容量為1M,地址線為20位，故需1位地址線作芯片片選選擇（CS），用A19選第1個模塊，用A19選第2個模塊。7、用16K×16位的DRAM芯片構(gòu)成64K×32位存儲器。問需要多少個這樣的DRAM芯片？畫出該存儲器的組成邏輯框

54、圖。所需芯片總數(shù)（64K×32）÷（16K×16）= 8片 因此存儲器可分為4個模塊，每個模塊16K×32位，各模塊通過A15、A14進行2：4譯碼                                  圖C3.28、DRAM存儲器為什么要刷新？DRAM存儲元是通過柵極電容存儲電荷來暫存信息。由于存儲的信息電荷終究是有泄漏的，電荷數(shù)又不能像SRAM存儲元那樣由電源經(jīng)負(fù)載管來補

55、充，時間一長，信息就會丟失。為此必須設(shè)法由外界按一定規(guī)律給柵極充電，按需要補給柵極電容的信息電荷，此過程叫“刷新”。9、主存儲器的性能指標(biāo)有哪些？含義是什么？主存儲器的性能指標(biāo)有存儲容量、存取時間、存儲周期和存儲器帶寬。在一個存儲器中可以容納的存儲單元總數(shù)通常稱為該存儲器的存儲容量。存取時間又稱存儲器訪問時間，是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。存儲周期是指連續(xù)啟動兩次讀操作所需間隔的最小時間。存儲器帶寬是單位時間里存儲器所存取得信息量。10、什么是閃速存儲器？它有哪些特點?閃速存儲器是高密度、 非易失性的讀/寫半導(dǎo)體存儲器。從原理上看，它屬于ROM型存儲器，但是它又可隨機改寫信

56、息；從功能上看，它又相當(dāng)于RAM，所以傳統(tǒng)ROM與RAM的定義和劃分已失去意義。因而它是一種全新的存儲器技術(shù)。閃速存儲器的特點：（1）固有的非易失性，（2）廉價的高密度，（3）可直接執(zhí)行，（4）固態(tài)性能。習(xí)題四1、何謂RISC？何謂CISC？簡化指令系統(tǒng)計算機簡稱RISC；復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機簡稱CISC.2、什么叫指令？什么叫指令系統(tǒng)？指令是機器所能領(lǐng)會的一組編排成特定格式的代碼串，它要求機器在一個指令周期內(nèi)，完成一組特定的操作。    一臺計算機中所有機器指令的集合，稱為這臺計算機的指令系統(tǒng)。3、數(shù)字計算機如何分類？分類的依據(jù)是什么？數(shù)字計算機可分為專用計算機和通用計算機

57、，專用和通用是根據(jù)計算機的效率、速度、價格、運行的經(jīng)濟性和適應(yīng)性來劃分的。4、假設(shè)某計算機指令長度為20位，具有雙操作數(shù)、單操作數(shù)、無操作數(shù)三類指令格式，每個操作數(shù)地址規(guī)定用6位表示。 問：若操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計出m條雙操作數(shù)指令，n條無操作數(shù)指令，在此情況下，這臺計算機最多可以設(shè)計出多少條單操作數(shù)指令？解：由于設(shè)定全部指令采用8位固定的OP字段，故這臺計算機最多的指令條數(shù)為28=256條。因此最多還可以設(shè)計出（256-m-n）條單操作數(shù)指令。5、指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點。15        10  

58、0;           7        4  3          0 （1） 單子長二地址指令。（2） 操作碼字段OP可以指定26=64條指令。（3） 源和目標(biāo)都是通用寄存器（可分別指定32個寄存器），所以是RR型指令，兩個操作數(shù)均在寄存器中。（4） 這種指令結(jié)構(gòu)常用于算術(shù)邏輯類指令。6、指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點。15        10     

59、;         7        4  3          0 （1） 雙字長二地址指令，用于訪問存儲器，。操作碼字段可指定64種操作。（2） RS型指令，一個操作數(shù)在通用寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在主存中。（3） 有效地址可通過變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共16個）內(nèi)容加上位移量。7、指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式尋址方式特點。15        12    11&

60、#160;         9  8            6  5            3  2      0OP 尋址方式寄存器 尋址方式寄存器                            源地址   

61、                    目標(biāo)地址 （1）OP字段指定16種操作  （2）單字長二地址指令  （3）每個操作數(shù)可以指定8種尋址方式  （4）操作數(shù)可以是RR型、RS型、SS型8、 指令格式如下所示，OP為操作碼字段，試分析指令格式特點15            10                  &#

62、160;     7              4    3              0OP 源寄存器   基值寄存器                          位移量（16位）（1）雙字長二地址指令，用于訪問存儲器（2）操作碼字段OP為六位，可以指定64種操作（3）一

63、個操作數(shù)在源寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由基址寄存器和位移量決定），所以是RS型指令。9、指令格式如下所示，OP為操作碼字段，試分析指令格式特點15        10              7          4  3          0    OP - 源寄存器 基址存儲器        &

64、#160;             位移量（16位）（1）雙字長二地址指令，用于訪問存儲器（2）操作碼字段OP為六位，可以指定64種操作（3）一個操作數(shù)在源寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由基址寄存器和位移量決定），所以是RS型指令。10、什么是RISC？RISC指令系統(tǒng)的特點是什么？簡化指令系統(tǒng)計算機簡稱RISC。RISC指令系統(tǒng)的特點是：（1）選取使用頻率最高的一些簡單指令，指令條數(shù)少；（2）指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少；（3）只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作都在寄存器之間進行。習(xí)題五1、請

65、在括號內(nèi)天如適當(dāng)答案。在CPU中：（1）保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器是_指令寄存器_；(2)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址的器存器是_地址寄存器；（3）算術(shù)邏輯運算結(jié)果常放在_累加寄存器_和_狀態(tài)條件寄存器_ 。2、什么是微操作指在指令執(zhí)行過程中，要求每個部件所完成的基本操作3、數(shù)據(jù)傳輸率？數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時間存儲器讀/寫的二進制信息量。4、假設(shè)某機器有80條指令，平均每條指令由4條微指令組成，其中有一條取指微指令是所有指令公用的。已知微指令長度為32位，請估算控制存儲器容量。(80*3+1)*32/8=964(B)5、計算機的5大功能？（1）輸入輸出功能  （2）記憶功能 

66、; （3）計算功能  （4）判斷功能  （5）自我控制功能6、說明CPU中的主要寄存器。（1）指令寄存器（IR）（2）程序計數(shù)器（PC）（3）地址寄存器（AR）（4）緩沖寄存器（DR）（5）累加寄存器（AC）（6）狀態(tài)條件寄存器（PSW）7、什么是CISC？CISC指令系統(tǒng)的特點是什么？CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機的英文縮寫。其特點是：（1） 指令系統(tǒng)復(fù)雜龐大，指令數(shù)目一般多達2、3百條。（2） 尋址方式多（3） 指令格式多（4） 指令字長不固定（5） 可訪存指令不加限制（6） 各種指令使用頻率相差很大（7） 各種指令執(zhí)行時間相差很大（8） 大多數(shù)采用微程序控制器8、什么是并行處理？并行處理是使計算機的各個操作（如讀/寫存儲器，算術(shù)或邏輯運算，I/O操作）能同時進行，從而大大提高了計算機的速度。并行性有著兩種含義：一是同時性，指兩個以上事件在同一時刻發(fā)生；一是并發(fā)性，指兩個以上事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。9、簡述CPU的主要功能。（1） 指令控制  程序的順序控制，稱為指令控制。（2） 操