2013秋本科電大計(jì)算機(jī)組成原理形成性考核冊(cè)答案匯總_第1頁
2013秋本科電大計(jì)算機(jī)組成原理形成性考核冊(cè)答案匯總_第2頁
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文檔簡介

1、2013秋電大計(jì)算機(jī)組成原理形成性考核冊(cè)答案計(jì)算機(jī)組成原理A形考作業(yè)一一、選擇題:1. 機(jī)器數(shù)中,零的表示形式是唯一的。B某計(jì)算機(jī)字長16位,采用補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)表示,符號(hào)位為1位,數(shù)值位為15位,則可表示的最大正小數(shù)為,最小負(fù)小數(shù)為OC2. 加法器采用并行進(jìn)位的目的是。B3. 組成一個(gè)運(yùn)算器需要多個(gè)部件,但下面所列是組成運(yùn)算器的部件。D二、判斷題:判斷下列說法是否正確,并說明理由。1. ASCII編碼是一種漢字字符編碼;X2. 一般采用補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器,來實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)加減法的運(yùn)算;X3. 在浮點(diǎn)數(shù)表小法中,階碼的位數(shù)越多,能表達(dá)的數(shù)值精度越高;x4. 只有定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算才可能溢出,浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)

2、算不會(huì)產(chǎn)生溢出。X三、簡答題:1. 簡述奇偶校驗(yàn)碼和海明校驗(yàn)碼的實(shí)現(xiàn)原理。答:奇偶校驗(yàn)碼原理:通常是為一個(gè)字節(jié)補(bǔ)充一個(gè)二進(jìn)制位,稱為校驗(yàn)位,通過設(shè)置校驗(yàn)位的值為0或1的方式,使字節(jié)自身的8位和該校驗(yàn)位含有1值的位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù)。在接收方,檢查接收到的碼字是否還滿足取值為1的總的位數(shù)的奇偶關(guān)系,來決定數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。海明校驗(yàn)碼原理:是在k個(gè)數(shù)據(jù)位之外加上r個(gè)校驗(yàn)位,從而形成一個(gè)k+r位的新的碼字,使新的碼字的碼距比較均勻地拉大。把數(shù)據(jù)的每一個(gè)二進(jìn)制位分配在幾個(gè)不同的偶校驗(yàn)位的組合中,當(dāng)某一位出現(xiàn)錯(cuò)誤,就會(huì)引起相關(guān)的幾個(gè)校驗(yàn)位的值發(fā)生變化,這不但可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,還可以指出哪一位出錯(cuò),為進(jìn)一步糾錯(cuò)提

3、供了依據(jù)。2. 簡述教材中給出的MIPS計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器部件的功能和組成。答:MIPS計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器部件的功能和組成:運(yùn)算器的首要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算,由其內(nèi)部的一個(gè)被稱之為算術(shù)與邏輯運(yùn)算部件(英文縮寫為ALU承擔(dān);運(yùn)算器的第二項(xiàng)功能,是暫存將參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果,由其內(nèi)部的一組寄存器承擔(dān);為了用硬件線路完成乘除指令運(yùn)算,運(yùn)算器內(nèi)一般還有一個(gè)能自行左右移位的專用寄存器,通稱乘商寄存器。這些部件通過幾組多路選通器電路實(shí)現(xiàn)相互連接和數(shù)據(jù)傳送;運(yùn)算器要與計(jì)算機(jī)其它幾個(gè)功能部件連接在一起協(xié)同運(yùn)行,還必須有接受外部數(shù)據(jù)輸入和送出運(yùn)算結(jié)果的邏輯電路。3. 浮點(diǎn)運(yùn)算器由哪幾部分組成?答:處理浮

4、點(diǎn)數(shù)指數(shù)部分的部件、處理尾數(shù)的部件、加速移位操作的移位寄存器線路以及寄存器堆等組成。4. 假定X=0.0110011*211,Y=0.1101101*2-10(此處的數(shù)均為二進(jìn)制,在不使用隱藏位的情況下,回答下列問題:(1浮點(diǎn)數(shù)階碼用4位移碼、尾數(shù)用8位原碼表示(含符號(hào)位,寫出該浮點(diǎn)數(shù)能表示的絕對(duì)值最大、最小的(正數(shù)和負(fù)數(shù)數(shù)值;解答:絕對(duì)值最大:111101111111、111111111111;絕對(duì)值最?。?00100000000000110000000(2寫出X、Y的浮點(diǎn)數(shù)表示。X浮=101100110011Y浮=011001101101(3計(jì)算X+YA:求階差E|=|1011-0110|

5、=0101B:對(duì)階:Y變?yōu)?0110000001101101C:尾數(shù)相加:00011001100000+00000001101101=00011011001101D:規(guī)格化:左規(guī):尾數(shù)為011011001101階碼為1010F:舍入處理:采用0舍1入法處理,則有001101100+1=001101101E:不溢出所以,X+Y最終浮點(diǎn)數(shù)格式的結(jié)果:101001101101即0.1101101*210四、計(jì)算題:1. 將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)14.4CH表小成二進(jìn)制數(shù),然后表小成八進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)14.4CH=(10100.010011002=(14.238=(20.2187510注:本題原答案疑似錯(cuò)誤,本

6、人答案為:14.4CH=(10100.010011002=(24.238=(20.29687510W各位同學(xué)自行學(xué)習(xí)驗(yàn)證。2. 對(duì)下歹0十進(jìn)制數(shù)表小成8位(含一位符號(hào)位二進(jìn)制數(shù)原碼和補(bǔ)碼編碼。(117;X原=00010001,X補(bǔ)=00010001(2-17;X原=10010001,X補(bǔ)=111011113. 已知下列各x原,分別求它們的x反和x補(bǔ)。(1x原=0.10100;x反=010100,x補(bǔ)=010100(2x原=1.00111;x反=111000,x補(bǔ)=111001(注:本答案不確定(3x原=010100;x反=010100,x補(bǔ)=010100(4x原=110100;x反=10101

7、1,x補(bǔ)=1011004. 寫出X=10111101,Y=-00101011的雙符號(hào)位原碼、反碼、補(bǔ)碼表示,并用雙符號(hào)補(bǔ)碼計(jì)算兩個(gè)數(shù)的差。X 原=0010111101,X反=0010111101,X補(bǔ)=0010111101Y原=1100101011,Y反=1111010100,Y補(bǔ)=1111010101X補(bǔ)+Y補(bǔ)=0010010010住:本答案存疑計(jì)算機(jī)組成原理A形成性考核作業(yè)二(參考答案一、選擇題:1. 計(jì)算機(jī)硬件能直接識(shí)別和運(yùn)行的只能是序。A2. 指令中用到的數(shù)據(jù)可以來自多選。A、C、E3. 匯編語言'要經(jīng)過的翻譯才能在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。C4. 在設(shè)計(jì)指令操作碼時(shí)要做到多選。A、B、D

8、5. 控制器的功能是。A從資源利用率和性能價(jià)格比考慮,指令流水線方案多指令周期方案,單指令周期方案。A、B、C二、判斷題:判斷下列說法是否正確,并說明理由。1. 變址尋址需要在指令中提供一個(gè)寄存器編號(hào)和一個(gè)數(shù)值。偵2. 計(jì)算機(jī)的指令越多,功能越強(qiáng)越好3. 程序計(jì)數(shù)器PC主要用丁解決指令的執(zhí)行次序。V4. 微程序控制器的運(yùn)行速度一般要比硬連線控制器更快。X三、簡答題:1. 一條指令通常由哪兩個(gè)部分組成?指令的操作碼一般有哪幾種組織方式?各自應(yīng)用在什么場合?各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?答:一條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩個(gè)部分組成。指令的操作碼一般有定長的操作碼、變長的操作碼兩種組織方式。定長操作碼的組織方

9、式應(yīng)用在當(dāng)前多數(shù)的計(jì)算機(jī)中;變長的操作碼組織方式一般用在小型及以上的計(jì)算機(jī)當(dāng)中。(注:存疑定長操作碼的組織方式對(duì)丁簡化計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì),提高指令譯碼和識(shí)別速度有利。變長的操作碼組織方式可以在比較短的指令字中,既能表示出比較多的指令條數(shù),乂能盡量滿足給出相應(yīng)的操作數(shù)地址的要求。2. 如何在指令中表示操作數(shù)的地址?ffi常使用哪些基本尋址方式?答:是通過尋址方式來表示操作數(shù)的地址。通常使用的基本尋址方式有:立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器問接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址、間接尋址、堆棧尋址等。3. 為讀寫輸入/輸出設(shè)備,通常有哪幾種常用的尋址方式用以指定被讀寫設(shè)備?答:為讀寫輸入/輸出設(shè)備,通常

10、有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設(shè)備,一是I/O端口與主存儲(chǔ)器統(tǒng)一的編制方式,另一種是I/O端口與主存儲(chǔ)器彼此獨(dú)立的編制方式。(存疑,此答案回答的是編碼方式,而非尋址方式-!4. 簡述計(jì)算機(jī)中控制器的功能和基本組成,微程序的控制器和硬連線的控制器在組成和運(yùn)行原理方面有何相同和不同之處?答:控制器主要由下面4個(gè)部分組成:(1程序計(jì)數(shù)器(PC,是用丁提供指令在內(nèi)存中的地址的部件,服務(wù)丁讀取指令,能執(zhí)行內(nèi)容增量和接收新的指令地址,用丁給出下一條將要執(zhí)行的指令的地址。(2)指令寄存器(IR),是用丁接收并保存從內(nèi)存儲(chǔ)器讀出來的指令內(nèi)容的部件,在執(zhí)行本條指令的整個(gè)過程中,為系統(tǒng)運(yùn)行提供指令本身的主要信

11、息。(3)指令執(zhí)行的步驟標(biāo)記線路,用丁標(biāo)記出每條指令的各個(gè)執(zhí)行步驟的相對(duì)次序關(guān)系,保證每一條指令按設(shè)定的步驟序列依次執(zhí)行。(4)全部控制信號(hào)的產(chǎn)生部件,它依據(jù)指令操作碼、指令的執(zhí)行步驟(時(shí)刻),也許還有些另外的條件信號(hào),來形成或提供出當(dāng)前執(zhí)行步驟計(jì)算機(jī)各個(gè)部件要用到的控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)整機(jī)各硬件系統(tǒng),正是在這些信號(hào)控制下協(xié)同運(yùn)行,執(zhí)行指令,產(chǎn)生預(yù)期的執(zhí)行結(jié)果。由丁上述后兩個(gè)部分的具體組成與運(yùn)行原理不同,控制器被分為硬連線控制器和微程序控制器兩大類。微程序的控制器和組合邏輯的控制器是計(jì)算機(jī)中兩種不同類型的控制器。共同點(diǎn):基本功能都是提供計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào);組成部分都有程序計(jì)數(shù)器

12、PC,指令寄存器IR;都分成幾個(gè)執(zhí)行步驟完成每一條指令的具體功能。不同點(diǎn):主要表現(xiàn)在處理指令執(zhí)行步驟的辦法,提供控制信號(hào)的方案不一樣。微程序的控制器是通過微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟,應(yīng)提供的控制信號(hào)從控制存儲(chǔ)器中讀出,并經(jīng)過一個(gè)微指令寄存器送到被控制部件。組合邏輯控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟,用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提供的控制信號(hào)。微程序的控制器的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡單些,易用丁實(shí)現(xiàn)系列計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的控制器,理論上可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì),缺點(diǎn)是運(yùn)行速度要慢一些。組合邏輯控制器的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度明顯地快,缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜些,但隨著EDA工具的成熟,該缺點(diǎn)已得到很大緩解。5.控制器的設(shè)計(jì)

13、和該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)是什么關(guān)系?答:控制器的的基本功能,是依據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令,和它所處的執(zhí)行步驟,形成并提供在這一時(shí)刻整機(jī)各部件要用到的控制信號(hào)。所以,控制器的設(shè)計(jì)和該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,也就是控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)指令的要求來進(jìn)行,特別是要分析每條指令的執(zhí)行步驟,產(chǎn)生每個(gè)步驟所需要的控制信號(hào)。6.指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行的主要差別是什么?各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?順序方式是,在一條指令完全執(zhí)行結(jié)束后,再開始執(zhí)行下一條指令。優(yōu)點(diǎn)是控制器設(shè)計(jì)簡單,容易實(shí)現(xiàn),;缺點(diǎn)是速度比較慢。指令流水線方式是提高計(jì)算機(jī)硬件性能的重要技術(shù)和有效措施,在成本增加不多的情況下很明顯地提高了計(jì)算機(jī)的性能

14、。追求的目標(biāo)是力爭在每一個(gè)指令執(zhí)行步驟中完成一條指令的執(zhí)行過程。實(shí)現(xiàn)思路是把一條指令的幾項(xiàng)功能劃分到不同的執(zhí)行部件去完成,在時(shí)間上乂允許這幾個(gè)部件可以同時(shí)運(yùn)行。缺點(diǎn)是控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜,比較不容易實(shí)現(xiàn),;突出的優(yōu)點(diǎn)是速度明顯提高。計(jì)算機(jī)組成原理A形成性考核作業(yè)三參考答案一、選擇題:1.下列部件(設(shè)備)中,存取速度最快的是。答:C2.某SRAM芯片,其容量為1K>8位,加上電源端和接地端,該芯片引出線的最少數(shù)目應(yīng)為答:D3.在主存和CPU之間增加Cache的目的是。C4.在獨(dú)立編址方式下,存儲(chǔ)單元和I/O設(shè)備是靠來區(qū)分的。A5.隨著CPU速度的不斷提升,程序查詢方式很少被采用的原因是。D6.在

15、采用DMA方式的I/O系統(tǒng)中,其基本思想是在問建立直接的數(shù)據(jù)通路。B二、判斷題:判斷下列說法是否正確,并說明理由。1.CPU訪問存儲(chǔ)器的時(shí)間是由存儲(chǔ)器的容量決定的,存儲(chǔ)器容量越大,訪問存儲(chǔ)器所需的時(shí)間越長。>2.引入虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的目的,是為了加快外存的存取速度。X3.按主機(jī)與接口間的數(shù)據(jù)傳送方式,輸入/輸出接口可分為申行接口和并行接口。V4.DMA控制器通過中斷向CPU發(fā)DMA請(qǐng)求信號(hào)。V三、簡答題:1.在三級(jí)存儲(chǔ)體系中,主存、外存和高速緩存各有什么作用?各有什么特點(diǎn)?答:多級(jí)存儲(chǔ)器系統(tǒng),是圍繞讀寫速度尚可、存儲(chǔ)容量適中的主存儲(chǔ)器來組織和運(yùn)行的,并由高速緩沖存儲(chǔ)器緩解主存讀寫速度慢、不能

16、滿足CPU運(yùn)行速度需要的矛盾;用虛擬存儲(chǔ)器更大的存儲(chǔ)空間,解決主存容量小、存不下規(guī)模更大的程序與更多數(shù)據(jù)的難題,從而達(dá)到使整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)有更高的讀寫速度、盡可能大的存儲(chǔ)容量、相對(duì)較低的制造與運(yùn)行成本。高速緩沖存儲(chǔ)器的問題是容量很小,虛擬存儲(chǔ)器的問題是讀寫速太慢。追求整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)有更高的性能/價(jià)格比的核心思路,在丁使用中充分發(fā)揮三級(jí)存儲(chǔ)器各自的優(yōu)勢(shì),盡量避開其短處。2.什么是隨機(jī)存取方式?哪些存儲(chǔ)器采用隨機(jī)存取方式?答:RAM,即隨機(jī)存儲(chǔ)器,可以看作是由許多基本的存儲(chǔ)單元組合起來構(gòu)成的大規(guī)模集成電路。靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)可采用隨機(jī)存取方式。3.什么是虛擬存儲(chǔ)器?它能解決什么問題?為什么?答:虛擬存儲(chǔ)器屆丁主存外存層次,由存儲(chǔ)器管理硬件和操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)器管理軟件支持,借助丁硬磁盤等輔助存儲(chǔ)器,并以透明方式提供給用戶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有輔存的容量,接近主存的速度,單位容量的成本和輔存差不多的存儲(chǔ)器。主要用來緩解內(nèi)存不足的問題。因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)使用一部分硬盤空間來補(bǔ)充內(nèi)存。4.什么是申行接口和并行接口?簡述它們的數(shù)據(jù)傳輸方式和適用場合。答:申行接口只需要一對(duì)信號(hào)線來傳輸數(shù)據(jù),主要用丁傳輸速度

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