2023年秋電大計算機組成原理形成性考核冊作業(yè)答案

計算機組成原理A形考作業(yè)一（參考答案）一、選擇題：.機器數(shù)中，零的表達形式是唯一的。A.原碼B.補碼C.移碼D.反碼答案:B.某計算機字長16位，采用補碼定點小數(shù)表達，符號位為1位，數(shù)值位為15位，則可表達的最大正小數(shù)為,最小負小數(shù)為.+（216-1）-（1-2心）+（215-1）-（1-2-】6）A?9D?9+（1-2-力，.1+（2”7）-（1-2心）.L/.，答案：C.加法器采用并行進位的目的是oA,提高加法器的速度B.快速傳遞進位信號C.優(yōu)化加法流結(jié)構D.增強加法器功能答案:B.組成一個運算器需要多個部件，但下面所列不是組成運算器的部件。A.狀態(tài)寄存器B.數(shù)據(jù)總線C.ALUD.地址寄存器答案：D二、判斷題:判斷下列說法是否對的,并說明理由。.ASCII編碼是一種漢字字符編碼；X.一般采用補碼運算的二進制減法器，來實現(xiàn)定點二進制數(shù)加減法的運算;X.在浮點數(shù)表達法中，階碼的位數(shù)越多，能表達的數(shù)值精度越高；X.只有定點數(shù)運算才也許溢出，浮點數(shù)運算不會產(chǎn)生溢出。X三、簡答題：.簡述奇偶校驗碼和海明校驗碼的實現(xiàn)原理。答：奇偶校驗碼原理：通常是為一個字節(jié)補充一個二進制位，稱為校驗位，通過設立校驗位的值為0或1的方式，使字節(jié)自身的8位和該校驗位具有1值的位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù)。在接受方，檢杳接受到的碼字是否還滿足取值為1的總的位數(shù)的奇偶關系，來決定數(shù)據(jù)是否犯錯。海明校驗碼原理:是在k個數(shù)據(jù)位之外加上r個校驗位,從而形成一個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)的每一個二進制位分派在幾個不同的偶校驗位的組合中，當某一位出現(xiàn)錯誤，就會引起相關的幾個校驗位的值發(fā)生變化，這不僅可以發(fā)現(xiàn)錯誤,還可以指出哪一位犯錯，為進一步糾錯提供了依據(jù)。.簡述教材中給出的MIPS計算機的運算器部件的功能和組成。答:MIPS計算機的運算器部件的功能和組成：運算器的首要功能是完畢對數(shù)據(jù)的算術和邏輯運算，由其內(nèi)部的一個被稱之為算術與邏輯運算部件（英文縮寫為ALU）承擔；運算器的第二項功能，是暫存將參與運算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，由其內(nèi)部的一組寄存器承擔;為了用硬件線路完畢乘除指令運算，運算器內(nèi)一般尚有一個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現(xiàn)互相連接和數(shù)據(jù)傳送；運算器要與計算機其它幾個功能部件連接在一起協(xié)同運營，還必須有接受外部數(shù)據(jù)輸入和送出運算結(jié)果的邏輯電路。.浮點運算器由哪幾部分組成？答：解決浮點數(shù)指數(shù)部分的部件、解決尾數(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。.假定X=0.0I10011*2**,Y=0.1101101（此處的數(shù)均為二進制），在不使用隱藏位的情況下，回答下列問題：（1）浮點數(shù)階碼用4位移碼、尾數(shù)用8位原碼表達（含符號位），寫出該浮點數(shù)能表達的絕對值最大、最小的（正數(shù)和負數(shù)）數(shù)值；解答:絕對值最大：11110111111h111111111111;絕對值最?。?0010000000（）、000110000000（2）寫出X、丫的浮點數(shù)表達。[XM=101100110011[Y]i?=011001101101⑶計算X+YA:求階差：|AE|=|10i1-0110|=0101B：對階：丫變?yōu)?01I0000（）0110I101C：尾數(shù)相加：00011001100000+00000001101101=00011011001101D:規(guī)格化:左規(guī):尾數(shù)為011011001101,階碼為1010F:舍入解決：采用。舍I入法解決，則有0011011()0+1=001101101E：不溢出所以，X+Y最終浮點數(shù)格式的結(jié)果：10100110110I3P0.1101101*21°四、計算題：.將十六進制數(shù)據(jù)14.4cH表達成二進制數(shù),然后表達成八進制數(shù)和十進制數(shù)。4.4CH=(I0100.01001I00)2=(14.23)8=(20.21875)10.對下列十進制數(shù)表達成8位(含一位符號位)二進制數(shù)原碼和補碼編碼。17；[X]js=00010001,[X]4t=00010001(2)-17；[X]10010001,[X]ib=111011113.己知下列各[x]原,分別求它們的[x]反和[x]補。(1)[x]s=0.10100;[x]tt=010100,[x],|.=010100[xl^l.OOlll;[xJg=IIIO0O4x],h=l11001(3)[x]朦=010100;[x]s=010100,[x]補=010100[x]1G=1101()0;lxj?=101Oil,[x]補=1011(X)4.寫出X=10111101,Y=-00101011的雙符號位原碼、反碼、補碼表達,并用雙符號補碼計算兩個數(shù)的差。[X]b>：=0010111101,[Xl&=0010111101,[X]fr=00I0111101[Y]te=ll00101011,[Y]反=1111010100,[Y]>b=ll1101010i[X]補+[YM=0010010010計算機組成原理A形成性考核作業(yè)二(參考答案)一、選擇題：.計算機硬件能直接辨認和運營的只能是程序。A.機器語言B.匯編語言C.高級語言D.VHDL答：A.指令中用到的數(shù)據(jù)可以來自(可多選)。A.通用寄存器B.微程序存儲器C.輸入輸出接口D.指令寄存器E.內(nèi)存單元F.磁盤答:A、C、E.匯編語言要通過的翻譯才干在計算機中執(zhí)行。

A.編譯程序A.編譯程序B.數(shù)據(jù)庫管理程序C.匯編程序D.文字解決程序答：C.在設計指令操作碼時要做到（可多選）。A.能區(qū)別一套指令系統(tǒng)中的所有指令B.能表白操作數(shù)的地址C.長度隨意擬定D.長度適當規(guī)范統(tǒng)一答：A、B、D.控制器的功能是oA.向計算機各部件提供控制信號B.執(zhí)行語言翻譯C.支持匯編程序D.完畢數(shù)據(jù)運算答:A.從資源運用率和性能價格比考慮，指令流水線方案,多指令周期方案單指令周期方案。A.最佳B.次之C.最不可取D.都差不多答：A、B、C二、判斷題:判斷下列說法是否對的，并說明理由。.變址尋址需要在指令中提供一個寄存器編號和一個數(shù)值。V.計算機的指令越多，功能越強越好。X.程序計數(shù)器PC重要用于解決指令的執(zhí)行順序。V.微程序控制器的運營速度一般要比硬連線控制器更快。X三、簡答題：.?條指令通常由哪兩個部分組成？指令的操作碼?般有哪幾種組織方式?各自應用在什么場合？各自的優(yōu)缺陷是什么？答:一條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩個部分組成。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式應用在當前多數(shù)的計算機中;變長的操作碼組織方式一般用在小型及以上的計算機當中。定長操作碼的組織方式對于簡化計算機硬件設計，提高指令譯碼和辨認速度有利。變長的操作碼組織方式可以在比較短的指令字中，既能表達出比較多的指令條數(shù)，又能盡量滿足給出相應的操作數(shù)地址的規(guī)定。.如何在指令中表達操作數(shù)的地址？通常使用哪些基本尋址方式？答：是通過尋址方式來表達操作數(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、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址、間接尋址、堆棧尋址等。.為讀寫輸入/輸出設備，通常有哪幾種常用的尋址方式用以指定被讀寫設備？答：為讀寫輸入/輸出設備,通常有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設備，一是I/0端口與主存儲器統(tǒng)一的編制方式，另一種是I/O端口與主存儲器彼此獨立的編制方式。.簡述計算機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營原理方面有何相同和不同之處？答:控制器重要由下面4個部分組成：（1）程序計數(shù)器（PC）,是用于提供指令在內(nèi)存中的地址的部件，服務于讀取指令，能執(zhí)行內(nèi)容增量和接受新的指令地址，用于給出下一條將要執(zhí)行的指令的地址。（2）指令寄存器（IR）,是用于接受并保存從內(nèi)存儲器讀出來的指令內(nèi)容的部件，在執(zhí)行本條指令的整個過程中，為系統(tǒng)運營提供指令自身的重要信息。（3）指令執(zhí)行的環(huán)節(jié)標記線路，用于標記出每條指令的各個執(zhí)行環(huán)節(jié)的相對順序關系，保證每一條指令按設定的環(huán)節(jié)序列依次執(zhí)行。（4）所有控制信號的產(chǎn)生部件,它依據(jù)指令操作碼、指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)（時刻），也許尚有些此外的條件信號，來形成或提供出當前執(zhí)行環(huán)節(jié)計算機各個部件要用到的控制信號。計算機整機各硬件系統(tǒng)，正是在這些信號控制下協(xié)同運營，執(zhí)行指令，產(chǎn)生預期的執(zhí)行結(jié)果。由于上述后兩個部分的具體組成與運營原理不同，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算機中兩種不同類型的控制器.共同點：①基本功能都是提供計算機各個部件協(xié)同運營所需要的控制信號;②組成部分都有程序計數(shù)器PC,指令寄存器IR；③都提成幾個執(zhí)行環(huán)節(jié)完畢每一條指令的具體功能.不同點:重要表現(xiàn)在解決指令執(zhí)行環(huán)節(jié)的辦法，提供控制信號的方案不同樣。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)行環(huán)節(jié)，應提供的控制信號從控制存儲器中讀出,并通過一個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)行環(huán)節(jié)，用組合邏輯電路直接給出應提供的控制信號。微程序的控制器的優(yōu)點是設計與實現(xiàn)簡樸些，易用于實現(xiàn)系列計算機產(chǎn)品的控制器，理論上可實現(xiàn)動態(tài)微程序設計,缺陷是運營速度要慢一些。組合邏輯控制器的優(yōu)點是運營速度明顯地快，缺陷是設計與實現(xiàn)復雜些，但隨著EDA工具的成熟，該缺陷已得到很大緩解。.控制器的設計和該計算機的指令系統(tǒng)是什么關系？答：控制器的的基本功能，是依據(jù)當前正在執(zhí)行的指令，和它所處的執(zhí)行環(huán)節(jié)，形成并提供在這一時刻整機各部件要用到的控制信號。所以，控制器的設計和該計算機的指令系統(tǒng)是一一相應的關系,也就是控制器的設計應依據(jù)指令的規(guī)定來進行，特別是要分析每條指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)，產(chǎn)生每個環(huán)節(jié)所需要的控制信號。.指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行的重要差別是什么？各有什么優(yōu)點和缺陷？