2023年電大計算機組成原理考試過必備考點版含答案

班號姓名哈工大學(xué)年秋季學(xué)期計算機組成原理試題注意行為規(guī)范，遵守考試紀律!題號一二三四五六七八得分得分一、填空(1２分）某浮點數(shù)基值為2,階符１位，階碼3位，數(shù)符1位,尾數(shù)７位,階碼和尾數(shù)均用補碼表達，尾數(shù)采用規(guī)格化形式，用十進制數(shù)寫出它所能表達的最大正數(shù)，非０最小正數(shù),最大負數(shù),最小負數(shù)。變址尋址和基址尋址的區(qū)別是:在基址尋址中，基址寄存器提供，指令提供;而在變址尋址中,變址寄存器提供，指令提供。影響流水線性能的因素重要反映在和兩個方面。設(shè)機器數(shù)字長為16位(含1位符號位）。若1次移位需1０ns，一次加法需１0ns,則補碼除法需時間,補碼BＯＯTＨ算法最多需要時間。ＣＰU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫,它通常包含若干個，而后者又包含若干個。組成多級時序系統(tǒng)。二、名詞解釋（８分）微程序控制存儲器帶寬RISC中斷隱指令及功能第ＰAＧE1頁（共7頁）試題:?? ???學(xué)號：? ???姓名三、簡答(18分)１.完整的總線傳輸周期涉及哪幾個階段？簡要敘述每個階段的工作。2．設(shè)主存容量為１MB，Cache容量為1６KＢ,每字塊有１6個字，每字3２位。(1）若Cａchｅ采用直接相聯(lián)映像，求出主存地址字段中各段的位數(shù)。（2)若Cachｅ采用四路組相聯(lián)映像，求出主存地址字段中各段的位數(shù)。第2頁(共7頁)試題： ???? 學(xué)號:? ????姓名３.某機有五個中斷源，按中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序由高到低為L0,L1,L2,Ｌ3，L４，現(xiàn)規(guī)定優(yōu)先順序改為Ｌ3,L２，L4,Ｌ0，L1,寫出各中斷源的屏蔽字。中斷源屏蔽字01２34L０L１Ｌ２Ｌ3L44．某機主存容量為４M×１6位,且存儲字長等于指令字長，若該機的指令系統(tǒng)具有12０種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對四種尋址方式。（1)畫出一地址指令格式并指出各字段的作用;（2)該指令直接尋址的最大范圍;(3)一次間址的尋址范圍;（4）相對尋址的尋址范圍。第3頁（共7頁）試題: 學(xué)號: ?姓名四、（6分)設(shè)階碼取3位，尾數(shù)取6位（均不涉及符號位)，按浮點補碼運算規(guī)則計算??［25]＋[24]五、畫出ＤMA方式接口電路的基本組成框圖，并說明其工作過程(以輸入設(shè)備為例）。（8分)第4頁（共7頁）試題: ?? 學(xué)號:? ?? 姓名六、（10分）設(shè)ＣPU共有1６根地址線，8根數(shù)據(jù)線,并用作訪存控制信號,用作讀寫控制信號,現(xiàn)有下列存儲芯片：RAM：1K×8位、2Ｋ×4位、４Ｋ×8位ＲOＭ：２K×８位、4Ｋ×8位以及741３8譯碼器和各種門電路(自定),畫出ＣPＵ與存儲器連接圖。規(guī)定：（１)最大４K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū),與其相鄰２Ｋ地址空間為用戶程序區(qū)。(2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片?寫出每片存儲芯片的地址范圍。(3)具體畫出存儲芯片的片選邏輯。允許輸出允許寫允許輸出允許寫74138第5頁（共7頁)試題: ? ? 學(xué)號:? ?姓名第6頁（共7頁)試題:??? 學(xué)號： ? ? 姓名七、假設(shè)CＰＵ在中斷周期用堆棧保存程序斷點，且進棧時棧指針減一，出棧時棧指針加一。試寫出中斷返回指令（中斷服務(wù)程序的最后一條指令),在取指階段和執(zhí)行階段所需的所有微操作命令及節(jié)拍安排。若采用微程序控制,則還需要增長哪些微操作。（10分)八、除了采用高速芯片外，從計算機的各個子系統(tǒng)的角度分析,指出6種以上提高整機速度的措施。(８分）第7頁(共7頁)計算機組成原理試題答案一、填空(１2分)1．1２７；１／５12;－1/5１2-1/32７6８；-128。2．基地址；形式地址;基地址；形式地址。3．訪存沖突；相關(guān)問題。4．300ns；３1０ns。5.指令周期；機器周期；節(jié)拍。二、名詞解釋(8分)１．微程序控制答:采用與存儲程序類似的方法來解決微操作命令序列的形成，將一條機器指令編寫成一個微程序,每一個微程序包含若干條微指令，每一條指令包含一個或多個微操作命令。2．存儲器帶寬答：每秒從存儲器進出信息的最大數(shù)量,單位可以用字/秒或字節(jié)/秒或位/秒來表達。３．RISＣ答：RＩSC是精簡指令系記錄算機，通過有限的指令條數(shù)簡化解決器設(shè)計，已達成提高系統(tǒng)執(zhí)行速度的目的。4．中斷隱指令及功能答：中斷隱指令是在機器指令系統(tǒng)中沒有的指令,它是CPU在中斷周期內(nèi)由硬件自動完畢的一條指令,其功能涉及保護程序斷點、尋找中斷服務(wù)程序的入口地址、關(guān)中斷等功能。三、簡答(18分)1.答：總線在完畢一次傳輸周期時，可分為四個階段：申請分派階段：由需要使用總線的主模塊（或主設(shè)備）提出申請，經(jīng)總線仲裁機構(gòu)決定下一傳輸周期的總線使用權(quán)授于某一申請者;尋址階段：取得了使用權(quán)的主模塊,通過總線發(fā)出本次打算訪問的從模塊（或從設(shè)備)的存儲地址或設(shè)備地址及有關(guān)命令,啟動參與本次傳輸?shù)膹哪K;傳數(shù)階段：主模塊和從模塊進行數(shù)據(jù)互換，數(shù)據(jù)由源模塊發(fā)出經(jīng)數(shù)據(jù)總線流入目的模塊；結(jié)束階段:主模塊的有關(guān)信息均從系統(tǒng)總線上撤除,讓出總線使用權(quán)。2.答:（１）若Cache采用直接相聯(lián)映像:字塊中含6４個字節(jié),字塊的位數(shù)為b=6。Cache中具有256個字塊,所以字塊地址位數(shù)ｃ=8。主存容量為１M字節(jié),總位數(shù)為20。主存字塊標(biāo)記位數(shù)t=６。(2）若Ｃaｃｈｅ采用四路組相聯(lián)映像，字塊中含64個字節(jié)，字塊的位數(shù)為b=６。每組具有四個字塊，每組含256個字節(jié)。Caｃhe中具有６4個字塊，所以組地址位數(shù)q=６。主存容量為1M字節(jié)，總位數(shù)為2０。主存字塊標(biāo)記位數(shù)ｔ＝8。３．答：設(shè)屏蔽位為“１”時表達相應(yīng)的中斷源被屏蔽,屏蔽字排列如下:中斷源屏蔽字01２34L０Ｌ1L2L３L40１0000000０1１0０1111０1110004．答:（1）指令字長１６位,操作碼為7位,尋址特性位2位，地址碼7位；(2)-64~63；（３)２16;(4）２16.四、(６分)答：被加數(shù)為?0,101；0.1００100,[ｘ］補=0０，１01;00．100100加數(shù)為 0,100;１.01０１00，[y]補＝00,１０0;11．010１00（1）對階：[△j］補=［jｘ]補-［ｊｙ]補＝00,101＋1１,1０0=00,０0１即△j=1,則y的尾數(shù)向右移一位，階碼相應(yīng)加1,即[y]’補=００,101；１1.１01０10②求和+=＋[Sy]補＝０0.１0０100+11.1010１0=00.00１110即 [ｘ＋ｙ]補=00,１01；00.001１1０尾數(shù)出現(xiàn)“００．0”,需左規(guī)。③規(guī)格化左規(guī)后得[x＋y]補＝00,011;00.1110０0∴[x＋ｙ]補=00，11１；００.11１00０五、（8分）答:DＭA方式接口電路的基本組成框圖如下：以數(shù)據(jù)輸入為例，具體操作如下：①從設(shè)備讀入一個字到DMＡ的數(shù)據(jù)緩沖寄存器ＢR中,表達數(shù)據(jù)緩沖寄存器“滿”（假如Ｉ/O設(shè)備是面向字符的,則一次讀入一個字節(jié)，組裝成一個字);②設(shè)備向DMA接口發(fā)請求（DREQ)；③ＤMＡ接口向CPU申請總線控制權(quán)(HＲＱ）；④CＰU發(fā)回HLDA信號,表達允許將總線控制權(quán)交給DMA接口；⑤將DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址總線；⑥告知設(shè)備已被授予一個DMA周期(DACＫ),并為互換下一個字做準備；⑦將DMＡ數(shù)據(jù)緩沖寄存器的內(nèi)容送數(shù)據(jù)總線；⑧命令存儲器作寫操作；⑨修改主存地址和字計數(shù)值;⑩判斷數(shù)據(jù)塊是否傳送結(jié)束，若未結(jié)束，則繼續(xù)傳送；若己結(jié)束,（字計數(shù)器溢出)，則向CPU申請程序中斷,標(biāo)志數(shù)據(jù)塊傳送結(jié)束。六、(10分)方法一:答:地址空間描述如下：RＯM相應(yīng)的空間：??１111??1111? 1111 1１１1 1１11 0000??０0０0 ?0000RAM相應(yīng)的空間： １110 ?1１1１ １111 １111? 1１10??10０0 ?00００ ?0000選擇ROM芯片為2K×８位的兩片，RAＭ芯片為2K×4位的兩片ROM芯片1： ?1111 11１1 ?11１1? 111１??１111 １00０??0000? 00０0ROM芯片2:? 1１１1 ?0111??1111??１11１ 111１? 000０ ?０000? ００0０RAM芯片１、2:（位擴展) 111０? １1１1 １１1１ ?1１11??１110 ?1000 ?0000 ?0０0０CＰU與存儲器連接圖見下頁：方法二:答：地址空間描述如下:ＲOM相應(yīng)的空間： ?11１1 1111? １11１ ?１1１1? 1111 ?0００0? 00０0 ?００００RAM相應(yīng)的空間:? 11１0 1111 ?1111 ?111１? １1１0 ?1000??0０00 0000選擇ＲＯM芯片為4K×8位的一片,RAM芯片為2K×４位的兩片

七、（10分）答:組合邏輯設(shè)計的微操作命令：取指:Ｔ0：ＰＣ→ＭAＲT1：Ｍ[MAR］→MDR,PC+1→PCT2：MＤR→IR,OＰ［IＲ]→微操作形成部件執(zhí)行：Ｔ0：SP→MAＲT１：Ｍ[MAR]→ＭＤＲT2:MＤR→PC,ＳP＋1→SP微程序設(shè)計的微操作命令：取指微程序:Ｔ0:PＣ→ＭART1:Ａｄ[ＣMIＲ]→CＭARＴ2:M[ＭAR］→MＤR,PC+１→PCT３:Aｄ[CＭIR］→CMＡRT4:MDR→IR,OP[IR]→微操作形成部件T5：OP[ＩR]→ＣMAR中斷返回微程序：Ｔ0：SP→ＭAＲＴ1：Ａd[CMIR]→CMARＴ２:M[ＭAR］→MＤＲT3：Ａd［ＣMIR]→CＭARＴ4：MDR→PC,SP+1→SPT5:Ａd[CＭIR]→CMAR?八、（8分)答:針對存儲器,可以采用Cache-主存層次的設(shè)計和管理提高整機的速度;針對存儲器,可以采用主存-輔存層次的設(shè)計和管理提高整機的速度；針對控制器，可以通過指令流水或超標(biāo)量設(shè)計技術(shù)提高整機的速度;針對控制器,可以通過超標(biāo)量設(shè)計技術(shù)提高整機的速度；針對運算器，可以對運算方法加以改善,如進位鏈、兩位乘除法;針對Ｉ/O系統(tǒng),可以運用ＤMA技術(shù)來減少CPＵ對外設(shè)訪問的干預(yù)?！队嬎銠C組成原理》試題一、(共3０分)１.(1０分)（1)將十進制數(shù)+10７/128化成二進制數(shù)、八進制數(shù)和十六進制數(shù)(3分)(2)請回答什么是二－-十進制編碼?什么是有權(quán)碼、什么是無權(quán)碼、各舉一個你熟悉的有權(quán)碼和無權(quán)碼的例子？(７分)2．已知X=0.1101，Ｙ=－0.0１01,用原碼一位乘法計算Ｘ*Y=?規(guī)定寫出計算過程。(１０分)3．說明海明碼能實現(xiàn)檢錯糾錯的基本原理?為什么能發(fā)現(xiàn)并改正一位錯、也能發(fā)現(xiàn)二位錯，校驗位和數(shù)據(jù)位在位數(shù)上應(yīng)滿足什么條件?(５分)4.舉例說明運算器中的ＡLU通?？梢蕴峁┑闹辽伲捣N運算功能？運算器中使用多累加器的好處是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分）二、(共３０分)1.在設(shè)計指令系統(tǒng)時,通常應(yīng)從哪4個方面考慮？(每個2分,共8分)２.簡要說明減法指令SUBＲ3,R2和子程序調(diào)用指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)(每個4分，共８分)

3.在微程序的控制器中,通常有哪5種得到下一條指令地址的方式。(第個２分，共10分）4.簡要地說明組合邏輯控制器應(yīng)由哪幾個功能部件組成？(4分）三、（共22分）1.靜態(tài)存儲器和動態(tài)存儲器器件的特性有哪些重要區(qū)別?各自重要應(yīng)用在什么地方?（7分）２.CＡCＨＥ有哪3種基本映象方式，各自的重要特點是什么？衡量高速緩沖存儲器(CACＨE)性能的最重要的指標(biāo)是什么?（1０分）3．使用陣列磁盤的目的是什么？陣列磁盤中的RAID0、RＡIＤ１、RAID4、RAID5各有什么樣的容錯能力？（5分)四、(共18分)１.比較程序控制方式、程序中斷方式、直接存儲器訪問方式,在完畢輸入／輸出操作時的優(yōu)缺陷。（9分）2.比較針式、噴墨式、激光3類打印機各自的優(yōu)缺陷和重要應(yīng)用場合。(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）二-十進制碼即8421碼，即４個基２碼位的權(quán)從高到低分別為８、4、2、1，使用基碼的000０,００0１，0010,……，1001這十種組合分別表達0至9這十個值。４位基二碼之間滿足二進制的規(guī)則，而十進制數(shù)位之間則滿足十進制規(guī)則。有權(quán)碼是指一個十進制數(shù)位的4位基2碼的每一位有擬定的權(quán)。無權(quán)碼是指一個十進制數(shù)位的4位基二碼沒有擬定的權(quán)。前者的例子為二－十進制編碼(BCD)碼，后者的例子為余3碼。２.已知X=0.11０1,Y=-0．0１01,用原碼一位乘法計算X＊Y=?規(guī)定寫出計算過程。(１0分)高位部分積低位部分積/乘數(shù)說明００000001０1起始情況+)0０1１01乘數(shù)最低位為１，加乘數(shù)0０11010０01１01０10１(丟失)右移部分積和乘數(shù)+)００0000乘數(shù)最低位為1，加０0００1１00000110１０10(丟失)右移部分積和乘數(shù)+）０011０１乘數(shù)最低位為1，加乘數(shù)0100000０1０0０0０101(丟失）右移部分積和乘數(shù)+)0０000０乘數(shù)最低位為０，加0001000００010000０1０（丟失)右移部分積和乘數(shù)結(jié)果符號位為正，X*Y＝0.010０000１３.答案:基本原理:k個數(shù)據(jù)之外加上r個校驗位,從而形成k+r位的新的碼字,使新的碼字的碼距均勻的拉大。把數(shù)據(jù)的每一個二進制位分派到幾個不同的偶校驗位的組合中，當(dāng)一位犯錯，會引起相關(guān)的幾個校驗位的值發(fā)生變化，從而也許發(fā)現(xiàn)犯錯,還能指出是哪一位錯，進而進行糾錯。校驗位和數(shù)據(jù)位應(yīng)滿足條件2r-1>k+r在此條件下，不僅能發(fā)現(xiàn)并改善一位錯,并能同時發(fā)現(xiàn)二位錯。４．答案:運算器中的ALU通常至少可以提供算術(shù)加運算、算術(shù)減運算、邏輯或運算、邏輯與運算、邏輯異或運算５種功能。運算器采用多累加器可以簡化指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)。乘商寄存器的基本功能是在完畢乘除運算時能自行左右移位。二、(共３0分)1.答：（1）指令系統(tǒng)的完備性，常用指令齊全,編程方便;(2)指令系統(tǒng)的高效性，程序占用內(nèi)存空間少，運營速度快。(3)指令系統(tǒng)的規(guī)整性，指令和數(shù)據(jù)使用規(guī)則統(tǒng)一簡化，易學(xué)易記；（4）指令系統(tǒng)的兼容性,同一系列的低檔計算機的程序能放到新的高檔機上直接運營。2.答：(1)減法指令SＵＢR３,R２的執(zhí)行環(huán)節(jié)：①AR←PC②讀內(nèi)存，IR←讀出的內(nèi)容,PC←ＰＣ+1③R3←R3—Ｒ2，保存狀態(tài)信息結(jié)束,檢查中斷請求,無中斷請求，進入下一條指令的執(zhí)行過程。（2)子程序調(diào)用指令CＡLL執(zhí)行流程;①AR←ＰC②讀內(nèi)存，IR←讀出的內(nèi)容，PC←PC+1③ＡR←SP—1④寫內(nèi)存，ＰＣ內(nèi)容進棧保存⑤PC←ZＩ程序入口地址結(jié)束，檢查中斷請求,無中斷請求，進入下一條指令的執(zhí)行過程。３.答：在微程序控制系統(tǒng)中,通常有以下5種得到下一條微指令地址的方式：(1）微程序順序執(zhí)行時,下地址為本條微地址加1。(2)在微程序必然轉(zhuǎn)向某一微地址時，可以在微指令中的相關(guān)字段中給出該地址值。（3）按微指令（上一條或本條）的某一執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，選擇順序執(zhí)行或轉(zhuǎn)向某一地址。（4）從微堆棧中取出從微子程序返回到微主程序斷點的返回地址,用于微子程序返回解決。（5）依條件判斷轉(zhuǎn)向多條微指令地址中的某一地址控制。4.答：組合邏輯控制器應(yīng)由4個功能部件組成:(１）程序計數(shù)器ＰＣ,用于保存一條指令在內(nèi)存中的地址；(2)指令寄存器IR，用于保存從內(nèi)存讀出的指令內(nèi)容;(3)脈沖源和啟?？刂七壿?、節(jié)拍發(fā)生器，前者向計算機各部件提供連續(xù)（單個）的主振脈沖，后者用于標(biāo)記每個指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)的相對順序關(guān)系。（4)時序控制信號產(chǎn)生部件，用于形成并提供計算機各部件當(dāng)前時刻要用到的控制信號。三、（共2２分）1.低高低高存儲成本小大發(fā)熱量高低集成度慢快運營速度分兩次送同時送行列地址需要非需要刷新是非破壞性讀出電容觸發(fā)器存儲信息DRAMSRAM重要性能靜態(tài)存儲器SRAM重要用于高速緩沖存儲器Cacｈe，動態(tài)存儲器重要用于主存儲器。2.答：Cachｅ有三種映像方式:全相聯(lián)映像方式，直接映像方式,多路組相聯(lián)映像方式。全相聯(lián)映像方式是指主存中任一個字(字塊)可以寫入Caｃhe中的任何一個字(字塊)中。其優(yōu)點是有最大的靈活性。缺陷是要擬定讀的信息是否在Cacｈe中，必須用原本讀主存的地址與整個Cacha每一個單元的標(biāo)志字段比較,電路過于復(fù)雜,成本較高。直接映像方式是指主存的一個字（字塊）只能映像到Ｃａchｅ的字和字塊中。優(yōu)點是要擬定讀的信息是否在Cache中時原本讀主存的地址與標(biāo)志字段比較的線路簡樸，成本低；缺陷是Cache的使用缺少靈活性，影響命中率。多路組相聯(lián)映相方式是對全相聯(lián)映相方式和直接映像方式的一種折中的解決方案。它與直接相聯(lián)映像方式的區(qū)別在于每個主存字塊可以從多個(例如２,4，８個，而不是一個)體中選擇其一完畢寫入Cachｅ的操作，它與全相聯(lián)映像的類同之處是把一個主存字寫進Cａｃhｅ時,可以在Cache的多個（而不是任何一個)個體中選擇。既有較高的命中率，又使比較線路也不會太復(fù)雜。衡量Cａchｅ性能的最重要的指標(biāo)是命中率。３.答:采用磁盤陣列技術(shù)的目的：通過多個磁盤的并列操作來提高設(shè)備總體的性能和可靠性。②通過合理在多個磁盤之間組織數(shù)據(jù),得到比較抱負的容錯能力,即額外拿出一定的存儲容量（冗余)用于保存檢錯糾錯的信息。ＲAID0模式（數(shù)據(jù)散放)只用于擴展容量,并發(fā)讀寫，提高數(shù)據(jù)輸入／輸出能力。沒有容錯措施，故沒有容錯能力。RＡID1模式（磁盤鏡像)是實現(xiàn)兩個磁盤互為備份的用法，把相同的數(shù)據(jù)分別寫到配對使用的兩個磁盤中。它用于備份數(shù)據(jù),即使一個磁盤出現(xiàn)故障,還可以從另一磁盤讀出數(shù)據(jù)。RＡID4模式（數(shù)據(jù)保護）提供了容錯能力，N+1個磁盤中任一個出現(xiàn)故障,可用其余Ｎ個磁盤的內(nèi)容計算出故障磁盤的對的數(shù)據(jù)。RＡIＤ5模式(分布式數(shù)據(jù)保護）是對RAＩD4的改善。同RAＩD４同樣,供了容錯能力，N＋1個磁盤中任一個出現(xiàn)故障,可用其余N個磁盤的內(nèi)容計算出故障磁盤的對的數(shù)據(jù)。四、(共18分）1.答:程序直接控制方式在用戶程序中直接使用I/Ｏ指令完畢輸入輸出操作，它是由CＰU通過查詢設(shè)備的運營狀態(tài)，來控制數(shù)據(jù)傳送過程。其優(yōu)點是控制簡樸,容易實現(xiàn)。缺陷是CPU工作效率低,實時性差,計算機系統(tǒng)可靠性不高程序中斷方式是指由被讀寫的設(shè)備積極“報告”CPU它是否已進入準備好狀態(tài)，CPU就不必花費時間去循環(huán)測試,而是在接受到外設(shè)的中斷請求后轉(zhuǎn)去進行輸入輸出解決的。其優(yōu)點是實現(xiàn)CＰU與外設(shè)并行工作，大大提高了CＰU的工作效率，增強計算機系統(tǒng)的實時性，提高了計算機系統(tǒng)的可靠性。直接存儲器訪問方式是一種由硬件執(zhí)行I/Ｏ操作的傳送方式。其優(yōu)點是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳送，又減少了對ＣPU的打擾,提高了ＣPU的工作效率。2.比較針式、噴墨式、激光3類打印機各自的優(yōu)缺陷和重要應(yīng)用場合見下表。因價格貴，因價格貴，普及限度低，一般應(yīng)用于特殊場合需用質(zhì)量好的復(fù)印紙；價格最高；打印成本最高打印質(zhì)量最佳打印速度最快噪聲最低激光式打印機最廣泛應(yīng)用打印成本高需用普通復(fù)印紙打印速度快打印質(zhì)量好噪聲底，價格低噴模式打印機通常打印；需打印多層復(fù)印紙的場合打印速度慢噪聲大打印質(zhì)量差對打印紙無特殊規(guī)定，可打印多層復(fù)印紙，價格低，打印成本低針式打印機應(yīng)用場合缺陷優(yōu)點計算機組成原理試題一、選擇題(共20分，每題1分）１．零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址,它的操作數(shù)來自___＿_＿。??A.立即數(shù)和棧頂;??B.暫存器； ?C．棧頂和次棧頂； ?Ｄ．累加器。2.______可區(qū)分存儲單元中存放的是指令還是數(shù)據(jù)。A．存儲器;B．運算器;C．控制器;D．用戶。３．所謂三總線結(jié)構(gòu)的計算機是指_＿＿___。A．地址線、數(shù)據(jù)線和控制線三組傳輸線。Ｂ．Ｉ/Ｏ總線、主存總統(tǒng)和DMＡ總線三組傳輸線;Ｃ.I/O總線、主存總線和系統(tǒng)總線三組傳輸線;D.設(shè)備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線．。4.某計算機字長是３2位，它的存儲容量是2５6KB，按字編址，它的尋址范圍是__＿_＿_。A.12８K；B．64K；C．64KB；D.128KＢ。5.主機與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時,采用_＿_＿＿＿，主機與設(shè)備是串行工作的。A.程序查詢方式;B．中斷方式;Ｃ.DMA方式；D.通道。6.在整數(shù)定點機中，下述第＿＿____種說法是對的的。Ａ．原碼和反碼不能表達-1，補碼可以表達-1;B.三種機器數(shù)均可表達-１；C.三種機器數(shù)均可表達-1，且三種機器數(shù)的表達范圍相同；D．三種機器數(shù)均不可表達-1。７.變址尋址方式中,操作數(shù)的有效地址是______。? A.基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量）; B.程序計數(shù)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．以上都不對。8．向量中斷是____＿_。A.外設(shè)提出中斷;B．由硬件形成中斷服務(wù)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斷服務(wù)程序入口地址D．以上都不對。9．一個節(jié)拍信號的寬度是指＿＿__＿＿。Ａ.指令周期;Ｂ.機器周期；C.時鐘周期;D．存儲周期。10．將微程序存儲在ＥPＲOＭ中的控制器是__＿_＿＿控制器。A．靜態(tài)微程序;Ｂ．毫微程序；C．動態(tài)微程序;D．微程序。１1．隱指令是指______。A.操作數(shù)隱含在操作碼中的指令；B．在一個機器周期里完畢所有操作的指令;C.指令系統(tǒng)中已有的指令；??Ｄ.指令系統(tǒng)中沒有的指令。1２．當(dāng)用一個16位的二進制數(shù)表達浮點數(shù)時，下列方案中第_____種最佳。A.階碼取4位（含階符1位)，尾數(shù)?。?位(含數(shù)符1位）;B．階碼取５位(含階符1位），尾數(shù)?。保蔽?含數(shù)符1位)；Ｃ.階碼取8位(含階符1位),尾數(shù)取8位（含數(shù)符１位);D．階碼取6位(含階符1位),尾數(shù)取1２位（含數(shù)符1位)。１３.DMA方式__＿_＿_。Ａ.既然能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送,也就能代替中斷方式；B．不能取代中斷方式；Ｃ.也能向CＰU請求中斷解決數(shù)據(jù)傳送；D.內(nèi)無中斷機制。14．在中斷周期中,由＿___＿_將允許中斷觸發(fā)器置“0”。A．關(guān)中斷指令；Ｂ.機器指令;C．開中斷指令；D.中斷隱指令。15.在單總線結(jié)構(gòu)的CPU中,連接在總線上的多個部件_____＿。A．某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù),并且只有一個可以從總線接受數(shù)據(jù);Ｂ．某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù),但可以有多個同時從總線接受數(shù)據(jù)；Ｃ.可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以有多個同時從總線接受數(shù)據(jù)；D．可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有一個同時從總線接受數(shù)據(jù)。16．三種集中式總線控制中，＿＿_＿__方式對電路故障最敏感。Ａ．鏈式查詢;B．計數(shù)器定期查詢；C．獨立請求；D．以上都不對。1７．一個16K×8位的存儲器,其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是____＿_。A．48;B．46；C.17；Ｄ.22.18．在間址周期中,___＿__。A．所有指令的間址操作都是相同的；B.凡是存儲器間接尋址的指令,它們的操作都是相同的;C．對于存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令，它們的操作是不同的;D.以上都不對。19．下述說法中___＿__是對的的。A.ＥPＲＯM是可改寫的,因而也是隨機存儲器的一種；B.EPRＯM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用;C．EPRＯM只能改寫一次,故不能作為隨機存儲器用;D．EＰROM是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。２０.打印機的分類方法很多，若按能否打印漢字來區(qū)分,可分為_＿＿_＿＿。A.并行式打印機和串行式打印機；B.擊打式打印機和非擊打式打印機;Ｃ．點陣式打印機和活字式打印機;Ｄ.激光打印機和噴墨打印機。二、填空（共20分，每空1分)1.設(shè)浮點數(shù)階碼為8位(含１位階符），尾數(shù)為24位(含1位數(shù)符)，則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)相應(yīng)的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為A,最小正數(shù)為Ｂ,最大負數(shù)為Ｃ，最小負數(shù)為D。2.指令尋址的基本方式有兩種，一種是A尋址方式，其指令地址由B給出，另一種是Ｃ尋址方式,其指令地址由D給出。3．在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設(shè)四個過程段的時間分別是T1=60ns﹑T２=50nｓ﹑Ｔ3=90ns﹑T４＝80ns。則加法器流水線的時鐘周期至少為A。假如采用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為B。4．一個浮點數(shù)，當(dāng)其尾數(shù)右移時，欲使其值不變,階碼必須A。尾數(shù)右移1位,階碼B。５．存儲器由m(m＝1，2,４，8…)個模塊組成,每個模塊有自己的A和B寄存器,若存儲器采用C編址,存儲器帶寬可增長到本來的D倍。6.按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾?wù)程序涉及A、B、C、D和中斷返回幾部分。三、名詞解釋（共１0分，每題2分)１.微操作命令和微操作2.快速緩沖存儲器3．基址尋址4．流水線中的多發(fā)技術(shù)5.指令字長四、計算題（5分)設(shè)機器數(shù)字長為8位(含1位符號位），設(shè)A＝,Ｂ=,計算[ＡB]補,并還原成真值。五、簡答題（共20分)１．異步通信與同步通信的重要區(qū)別是什么，說明通信雙方如何聯(lián)絡(luò)。（4分)2.為什么外圍設(shè)備要通過接口與CPＵ相連?接口有哪些功能?(6分)六、問答題(共15分）1．設(shè)CＰＵ中各部件及其互相連接關(guān)系如下圖所示。圖中W是寫控制標(biāo)志,Ｒ是讀控制標(biāo)志,R1和R2是暫存器。（8分)（1）假設(shè)規(guī)定在取指周期由ＡLU完畢(ＰC)+1→ＰＣ的操作(即ALＵ可以對它的一個源操作數(shù)完畢加1的運算)。規(guī)定以最少的節(jié)拍寫出取指周期所有微操作命令及節(jié)拍安排。（2)寫出指令A(yù)DD#α（#為立即尋址特性，隱含的操作數(shù)在ACC中）在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。2．DＭA接口重要由哪些部件組成?在數(shù)據(jù)互換過程中它應(yīng)完畢哪些功能?畫出ＤMA工作過程的流程圖(不涉及預(yù)解決和后解決)七、設(shè)計題(1０分)設(shè)CＰU共有16根地址線,8根數(shù)據(jù)線，并用作訪存控制信號(低電平有效），用作讀寫控制信號（高電平為讀,低電平為寫)?，F(xiàn)有下列芯片及各種門電路(門電路自定）,如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖,規(guī)定:（1)存儲芯片地址空間分派為:最大４K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū),相鄰的4Ｋ地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，最小1６K地址空間為用戶程序區(qū);(2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量;（3）具體畫出片選邏輯。(1）主存地址空間分派:6000H～67ＦＦH為系統(tǒng)程序區(qū);６800H～６BＦＦH為用戶程序區(qū)。(2)合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片?(3）具體畫出存儲芯片的片選邏輯圖。答案：一、選擇題（共２0分,每題1分)1．C?2．C?3.B?4．B?5.A?６．B 7．C８.C 9．C 10.Ａ 11．D 12．B?13.B １4．Ｄ15.Ｂ?１6.A 17.Ｄ 18．C 19．B 2０．Ｃ二、填空(共20分，每空１分)1.A.A．2１２７（1-2-2３)?B.2－129?C．2-12８（-2－1－2－23)?Ｄ．－２12７2.Ａ.順序 B．程序計數(shù)器 C．跳躍?D.指令自身３.A.90ns B．280nｓ４.Ａ.A．增長 B．加15.A．地址?B．?dāng)?shù)據(jù) C.模m D．ｍ６．A．保護現(xiàn)場B．開中斷C.設(shè)備服務(wù) D．恢復(fù)現(xiàn)場三、名詞解釋（共１０分,每題２分)１.微操作命令和微操作答：微操作命令是控制完畢微操作的命令;微操作是由微操作命令控制實現(xiàn)的最基本操作。2.快速緩沖存儲器答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度,在CPU和主存之間增設(shè)的高速存儲器,它對用戶是透明的。只要將ＣPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CＰＵ每次只須訪問快速緩存就可達成訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。3．基址尋址答:基址尋址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的內(nèi)容。4．流水線中的多發(fā)技術(shù)答:為了提高流水線的性能,設(shè)法在一個時鐘周期(機器主頻的倒數(shù)）內(nèi)產(chǎn)生更多條指令的結(jié)果，這就是流水線中的多發(fā)技術(shù)。5.指令字長答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數(shù)。四、（共５分）計算題答:［A+B]補=１.１011110， A+Ｂ=(－17／64）[A-Ｂ]補＝1．１00０110,?Ａ-Ｂ=(35/6４）五、簡答題（共２0分)1．(4分)答:同步通信和異步通信的重要區(qū)別是前者有公共時鐘,總線上的所有設(shè)備按統(tǒng)一的時序,統(tǒng)一的傳輸周期進行信息傳輸,通信雙方按約定好的時序聯(lián)絡(luò)。后者沒有公共時鐘,沒有固定的傳輸周期,采用應(yīng)答方式通信，具體的聯(lián)絡(luò)方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方?jīng)]有互相制約關(guān)系；半互鎖方式通信雙方有簡樸的制約關(guān)系;全互鎖方式通信雙方有完全的制約關(guān)系。其中全互鎖通信可靠性最高。2．（６分，每寫出一種給1分，最多6分）答:外圍設(shè)備要通過接口與CPU相連的因素重要有：（１)一臺機器通常配有多臺外設(shè),它們各自有其設(shè)備號（地址），通過接口可實現(xiàn)對設(shè)備的選擇。（2)I/O設(shè)備種類繁多,速度不一，與CPＵ速度相差也許很大,通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，達成速度匹配。（3)I／O設(shè)備也許串行傳送數(shù)據(jù),而ＣPＵ一般并行傳送，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換。(4)I／O設(shè)備的入／出電平也許與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。(5）CＰU啟動I/O設(shè)備工作，要向外設(shè)發(fā)各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。（6)I／O設(shè)備需將其工作狀況(“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等)及時報告CPU,通過接口可監(jiān)視設(shè)備的工作狀態(tài)，并保存狀態(tài)信息,供CPU查詢。可見歸納起來,接口應(yīng)具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設(shè)備狀態(tài)的功能以及傳送數(shù)據(jù)的功能(涉及緩沖、數(shù)據(jù)格式及電平的轉(zhuǎn)換)。4．(5分）答:根據(jù)ＩR和MDＲ均為16位，且采用單字長指令，得出指令字長１6位。根據(jù)105種操作,取操作碼7位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器,因此?。参粚ぶ诽匦?能反映四種尋址方式。最后得指令格式為:7２7ＯPMAD其中OP操作碼，可完畢105種操作；Ｍ尋址特性，可反映四種尋址方式；AD形式地址。這種格式指令可直接尋址27=１2８,一次間址的尋址范圍是21６=６553６。雙字長指令格式如下:７27OPＭAD１ＡＤ2其中ＯＰ、M的含義同上;AD1∥AD2為23位形式地址。這種格式指令可直接尋址的范圍為223＝8Ｍ。容量為8MB的存儲器,MDＲ為1６位，即相應(yīng)4M×1６位的存儲器?？刹捎秒p字長指令,直接訪問4M存儲空間,此時ＭＡR取22位;也可采用單字長指令，但RX和RB?。?位,用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。六、(共1５分）問答題1．(8分）答：(1）由于（PC)+1→PＣ需由ALＵ完畢,因此PC的值可作為ＡLＵ的一個源操作數(shù),靠控制ALＵ做＋1運算得到(PＣ)+1，結(jié)果送至與ALU輸出端相連的R２,然后再送至ＰC。此題的關(guān)鍵是要考慮總線沖突的問題,故取指周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下:Ｔ0PC→MＡR，1→ＲT1M(MAR)→MDR,(PC)+１→Ｒ2Ｔ2MDＲ→IＲ，OP(IR)→微操作命令形成部件T3R2→ＰC(2）立即尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下:Ｔ0Ａd（IR)→R1;立即數(shù)→R1T１(Ｒ1)+(ＡCＣ）→R2;AＣC通過總線送ＡLUT２R2→AＣC;結(jié)果→ＡＣC２.（７分)答:ＤMA接口重要由數(shù)據(jù)緩沖寄存器、主存地址計數(shù)器、字計數(shù)器、設(shè)備地址寄存器、中斷機構(gòu)和ＤMA控制邏輯等組成。在數(shù)據(jù)互換過程中,DMＡ接口的功能有:（1）向CPU提出總線請求信號;（2)當(dāng)CPU發(fā)出總線響應(yīng)信號后,接管對總線的控制；(3)向存儲器發(fā)地址信號（并能自動修改地址指針）;（4)向存儲器發(fā)讀/寫等控制信號,進行數(shù)據(jù)傳送；（5）修改字計數(shù)器，并根據(jù)傳送字數(shù)，判斷DMＡ傳送是否結(jié)束;（6）發(fā)DＭA結(jié)束信號，向CPU申請程序中斷,報告一組數(shù)據(jù)傳送完畢。ＤMＡ工作過程流程如圖所示。七、設(shè)計題(共10分）答:（1）主存地址空間分派。（２分）A１5…Ａ11…Ａ7……Ａ0最大4K２Ｋ×8位ROM2片相鄰4K４K×４位RAＭ2片最小16K8Ｋ×8位RAM2片(2）根據(jù)主存地址空間分派最大4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，選用2片２Ｋ×８位ＲOM芯片;（1分）相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，選用2片4K×4位RAM芯片;(1分）最小16K地址空間為用戶程序區(qū)，選用２片8K×8位RAM芯片。(1分）（3)存儲芯片的片選邏輯圖（5分）習(xí)題和解析第一部分《計算機組成原理》中各章習(xí)題的解析及補充題的解析。計算機系統(tǒng)概論1．1習(xí)題解析選擇題1．在下列四句話中,最能準確反映計算機重要功能的是。A.計算機可以存儲大量信息B．計算機能代替人的腦力勞動Ｃ．計算機是一種信息解決機D．計算機可實現(xiàn)高速運算解：答案為C。２.1946年2月,在美國誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機,它的名字叫(１)，１9４９年研制成功的世界上第一臺存儲程序式的計算機稱為(２)。(1)A．EDＶACＢ．EＤＳACＣ.EＮIACD.UＮIVAC－Ⅰ（2）A.EＤVＡＣB.EDSACC．EＮIＡCD.ＵNIVAＣ－Ⅰ解:答案為⑴C，⑵Ａ。3．計算機硬件能直接執(zhí)行的只能是。A．符號語言B.機器語言Ｃ.匯編語言D.機器語言和匯編語言解:答案為Ｂ。4.運算器的核心部件是。Ａ．?dāng)?shù)據(jù)總線B．?dāng)?shù)據(jù)選擇器C．累加寄存器D．算術(shù)邏輯運算部件解：答案為D。5．存儲器重要用來。Ａ．存放程序Ｂ.存放數(shù)據(jù)Ｃ．存放微程序Ｄ．存放程序和數(shù)據(jù)解:答案為D。6．目前我們所說的個人臺式商用機屬于。A.巨型機Ｂ.中型機Ｃ．小型機Ｄ.微型機解：答案為D。7．至今為止，計算機中所含所有信息仍以二進制方式表達,其因素是。A.節(jié)約元件Ｂ．運算速度快C．物理器件性能決定D.信息解決方便解:答案為C。8.對計算機軟、硬件資源進行管理,是的功能。Ａ.操作系統(tǒng)Ｂ.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Ｃ．語言解決程序D．用戶程序解：答案為A。9．企事業(yè)單位用計算機計算、管理職工工資,這屬于計算機的應(yīng)用領(lǐng)域。Ａ．科學(xué)計算Ｂ．?dāng)?shù)據(jù)解決C.過程控制D．輔助設(shè)計解：答案為B。１０.微型計算機的發(fā)展以技術(shù)為標(biāo)志。A.操作系統(tǒng)B.微解決器Ｃ．硬盤Ｄ．軟件解：答案為B。二、填空題1.操作系統(tǒng)是一種(1)，用于（2），是(３)的接口。(1）A．系統(tǒng)程序B．應(yīng)用程序C．用戶程序D．中間件（2)Ａ．編碼轉(zhuǎn)換B.操作計算機Ｃ.管理和控制計算機的資源D．把高級語言程序翻譯成機器語言程序（3）A.軟件與硬件Ｂ.主機與外設(shè)C.用戶與計算機D.高級語言與機器語言機解：答案為⑴A⑵C⑶C。2.計算機的硬件涉及、、、、五部分。解：答案為運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。3．存儲器分為和。在CPU運營程序時，必須把程序放在。解:答案為內(nèi)(主）存儲器，外(輔助）存儲器，內(nèi)存。４．存儲器的存儲容量一般以為單位,一臺微機的內(nèi)存容量是1２8MB,應(yīng)是個這樣的單位。解：答案為字節(jié),128×220字節(jié)。5．計算機的運算精度重要由計算機的決定,越,則計算機的運算精度越高。解：答案為字長,字長，長。６.馮.諾依曼結(jié)構(gòu)計算機的基本特點是。解:答案為程序存儲。7.總線一般可分為三類,它們分別是，和。解:答案為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。8.計算機軟件一般可分為，和。解:答案為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、工具軟件。9.郵局對信件進行自動分揀，使用的計算機技術(shù)是。解：答案為模式辨認。10.微型計算機的分類以微解決器的來劃分。解：答案為規(guī)格。三．簡答題1.會計電算化屬于計算機應(yīng)用的哪個領(lǐng)域？答:在計算機的應(yīng)用領(lǐng)域中,會計電算化屬于計算機數(shù)據(jù)解決方面的應(yīng)用領(lǐng)域。２.兼容性是計算機的一個重要性能,請解釋一下何為向上兼容?答：所謂向上兼容是指舊型號計算機的軟件可以不加修改地在新型號計算機上運營。系列機通常具有這種兼容性。３．按照馮．諾依曼原理,現(xiàn)代計算機應(yīng)具有哪些功能？答：按照馮.諾依曼原理,現(xiàn)代計算機應(yīng)具有以下5個功能:⑴輸入輸出功能:能把原始數(shù)據(jù)和解題環(huán)節(jié)及中間結(jié)果接受下來(輸入),把計算結(jié)果與計算過程中出現(xiàn)的情況告訴（輸出）給用戶。⑵記憶功能：應(yīng)能“記住”原始數(shù)據(jù)、解題環(huán)節(jié)及中間結(jié)果。⑶計算功能：應(yīng)能進行一些最基本的運算。這些基本運算能組成人們所需要的復(fù)雜運算。⑷判斷功能：計算機在進行一步操作后,應(yīng)能從預(yù)先無法擬定的幾種方案中選擇一種操作方案。⑸自我控制功能:計算機應(yīng)能保證程序執(zhí)行的對的性和各部件間的協(xié)調(diào)性。4．答:計算機的大部分功能既能由硬件完畢，也能由軟件完畢，從邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界線。4．如何理解軟、硬件之間的等價性?答：計算機的大部分功能既能由硬件完畢，也能由軟件完畢,從邏輯上講,兩者是等效的。通常用硬件實現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界線。5．何謂綠色計算機?對它有哪些規(guī)定?答：綠色計算機是指不會對人類及其生存環(huán)境導(dǎo)致不良影響的計算機。對它的重要規(guī)定是:⑴節(jié)能:規(guī)定計算機的耗電量要低。⑵低污染：在生產(chǎn)、包裝過程中盡量使用無毒、可再生材料，打印機噪聲要降到最小，電磁輻射要符合環(huán)保標(biāo)準。⑶易回收：生產(chǎn)、運送和使用等各環(huán)節(jié)所用的材料應(yīng)容易銷毀或回收。⑷符合人體工程學(xué)的規(guī)定。第２章數(shù)字電路基礎(chǔ)和計算機中的邏輯部件本章將給出主教材《計算機組成原理》第２章的習(xí)題及補充題的解析。２．1習(xí)題解析一．判斷題1．觸發(fā)器是一種時序電路,它是構(gòu)成時序邏輯電路的基礎(chǔ)。答：對的。2．組合邏輯電路的特點是它的輸出狀態(tài)僅與當(dāng)時的輸入狀態(tài)有關(guān)，而與過去的輸入狀態(tài)無關(guān)。答：對的。3.譯碼器是一種組合邏輯電路，而計數(shù)器是一種時序邏輯電路。答：對的。４．移位寄存器除了能把存在其中的數(shù)據(jù)一位一位地向左或向右移動外,還可用它來判斷最左邊的位是0還是１。答：對的。5．環(huán)形計數(shù)器不是用來計數(shù)的，而是用于發(fā)出順序控制信號的。答：對的。6.J-K觸發(fā)器是組成計數(shù)器的抱負記憶元件。答:對的。７．計數(shù)器除了能對輸入脈沖進行計數(shù),還能作為分頻器用。答：對的。8.PLA中的“與”陣列和“或”陣列都是可編程的。答:對的。９．在PAL中,“與”陣列是可編程的，而“或”陣列是固定連接的。答：對的。10．PRＯM的“與”陣列是不可編程的,“或”陣列是可編程的。答:對的。二．選擇題１．4輸入端“與非”門的某一輸入端的輸入為“0”，那么它的輸出值是。Ａ.“0”B．取決于其他輸入端的輸入C.“１”解:答案為C。2.CPU中有若干寄存器,其中存放存儲器中數(shù)據(jù)和指令地址的寄存器是,暫存數(shù)據(jù)和指令的寄存器是，存放CPU將要執(zhí)行的下一條指令地址的寄存器是。A.地址寄存器Ｂ．程序計數(shù)器Ｃ.數(shù)據(jù)寄存器D.指令寄存器解：答案依次為Ａ，Ｃ，B。３.狀態(tài)寄存器中的各個狀態(tài)標(biāo)志位是依據(jù)來置位的。A.算術(shù)邏輯部件上次的運算結(jié)果B.CＰU將要執(zhí)行的指令Ｃ.CPU已執(zhí)行的指令D.累加器中的數(shù)據(jù)解:答案為A。4.觸發(fā)器的狀態(tài)由時鐘脈沖的上升沿時D（數(shù)據(jù))端的狀態(tài)決定,而與觸發(fā)器的原狀態(tài)無關(guān),這種觸發(fā)器是。A．J-K觸發(fā)器B.Ｒ-S基本觸發(fā)器C.D型觸發(fā)器D．Ｒ－S同步觸發(fā)器解:答案為C。５．在總線中起數(shù)據(jù)暫存和緩沖作用的器件是。A.總線傳輸器B.三態(tài)門C．總線控制器Ｄ．總線緩沖器解:答案為Ｄ。6．為協(xié)調(diào)計算機各部件的工作，需要來提供統(tǒng)一的時鐘。A．總線緩沖器B.時鐘發(fā)生器C．總線控制器Ｄ．操作命令發(fā)生器解:答案為B。７．邏輯表達式(A+B）.（A+B)可化簡化(）(1)A(２）B(3)A(4)B(5)都不是解：答案為（2）B。把邏輯表達式展開并用公式進行化簡。8．正邏輯下的“或-非”門是負邏輯下的。A.“與”門Ｂ．“或”門C.“與-非”門Ｄ.“異或”門解：答案為Ｃ。三.填空題1．可編程序邏輯器件的ＰLD事實上是兩級結(jié)構(gòu)的器件。解:答案為“與”和“或”。２．計算機中常用的時序電路有、和等。解：答案為觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器。3.是構(gòu)成時序電路的基礎(chǔ)。解：答案為觸發(fā)器。4．設(shè)“異或”門的二個輸入端為A和Ｂ,輸出為Y,當(dāng)A接1時，輸出為▁▁,當(dāng)Ａ接0時，輸出為▁▁。解:答案為B,B。5．計算機中常用的組合邏輯電路有、等。解:答案為譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器。6．計算機中常用或來驅(qū)動總線。解：答案集電極開路門、三態(tài)門。。７．當(dāng)時鐘脈沖CP到來時，各觸發(fā)器的輸入端的數(shù)據(jù)可被鎖定至輸出端以備輸出的寄存器是。解：答案為并行寄存器。8.寄存器常用于乘、除法運算中。解:答案為移位寄存器。由于乘法需要對部分積和乘數(shù)進行右移操作，除法要對被除數(shù)和余數(shù)進行左移操作。四.綜合題1．設(shè)A,B，Ｃ是三個二進制數(shù)碼,用邏輯表達式寫出A=Ｂ＝Ｃ的判斷條件。（提醒:先畫出真值表)。解：設(shè)判斷函數(shù)為F,則F與A、B、C的關(guān)系用以下的真值表表達。ABCFＡBCF0000０101001１100０10０1０111０1１1０001由此可得到F＝Ａ．B.C+A.B.C2.請畫出下列函數(shù)的真值表：⑴Ｆ1(A,B,Ｃ)＝A·B＋Ｂ·C⑵Ｆ2(A,Ｂ,C)=A+B＋Ｃ解：函數(shù)的真值表如下:ABCF1F2ＡＢＣF1F20000０1010０１10100110110０1０111０１11011１11１１3.試用三種基本門(與、或、非門)組成下列邏輯電路⑴異或門⑵同或門⑶與非門⑷或非門&ABF解:要先寫出這四種電路的邏輯表達式，再用三種基本電路搭接。以“與非”門為例，“與非”門的邏輯表達式是Ｆ=A&ABF4．運用布爾代數(shù)的基本定律證明下列等式⑴Ａ＋Ｂ·Ｃ＝(Ａ＋C）·（A＋B)⑵(Ａ+B＋Ｃ)·A＝0解：證明⑴等式右邊=（A+Ｃ）·(A＋B)＝Ａ·A＋A·B+C·A+C·Ｂ＝A＋A·B+C·Ａ+C·B=A·(１＋B）＋Ｃ·Ａ+C·B=A·(１＋C）+Ｃ·B=A＋C·Ｂ=等式左邊因此，A＋C·B＝（A＋Ｃ）·(A+Ｂ）⑵用摩爾定理,等式左邊展開為Ａ·B·C·A=A·A·Ｂ·C=0＝右邊第3章信息表達與運算基礎(chǔ)習(xí)題解析一、判斷題1．在數(shù)字計算機中所以采用二進制是由于二進制的運算最簡樸。答：對的。2.在所有的進位計數(shù)制中，整數(shù)部分最低位的權(quán)都是１。答:對的。3.某R進位計數(shù)制，其左邊一位的權(quán)是其相鄰的右邊一位的權(quán)的Ｒ倍。答：對的。4．計算機表達的數(shù)發(fā)生溢出的主線因素是計算機的字長有限。答:錯誤。5．表達定點數(shù)時,若規(guī)定數(shù)值0在計算機中唯一地表達為全0,應(yīng)采用補碼。答：對的。6.浮點數(shù)的取值范圍由階碼的位數(shù)決定，而精度由尾數(shù)的位數(shù)決定。答：對的。７.CRC校驗碼的生成和檢查大多采用軟件實現(xiàn)。答:對的。8．若浮點數(shù)的尾數(shù)用補碼表達，那么規(guī)格化的浮點數(shù)是指尾數(shù)數(shù)值位的最高位是０（正數(shù)）或是1（負數(shù)）。答:對的。9．在實際應(yīng)用中,奇偶校驗多采用奇校驗,這是由于奇校驗中不存在全“0”代碼，在某些場合下更便于判別。答:對的。10．顯示圖形時要通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算,因此占用的時間要比位圖圖像的時間長。答:對的。二、選擇題1．下列各種數(shù)制的數(shù)中最小的數(shù)是。A.（1０1０01）2Ｂ．（101001)BCDC.（5２)8D.(233)H解:答案為B。2．下列各種數(shù)制的數(shù)中最大的數(shù)是。A.(1０01011）2B.７5C.（112)8D．（4Ｆ)H解:答案為Ｄ。3.１０1０AH是。A．表達一個二進制數(shù)B．表達一個十六進制數(shù)C．表達一個十進制數(shù)Ｄ.表達一個錯誤的數(shù)解：答案為Ｂ。4.二進制數(shù)２1５轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)是（1）,轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)是(2),轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)是（3)。將二進制數(shù)０11０0100轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)是(4），轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)是(５），轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)是(６)。（1）A.１1101011BB.111０１０１0BＣ．１０100001BD.１10１０111B(2)Ａ.3２7Ｂ．268.７5C．252Ｄ.326（3）A.13７HB．C6ＨC．D7ＨD．EAH（4)Ａ．1０1B．10０C.1１０Ｄ.９9（5)A．１23B．１44C.８０D.８00（６)Ａ．64B．6３Ｃ．100D.0ＡD解:答案依次為⑴D⑵A⑶B⑷Ｂ⑸B⑹A。5．ＡＳCＩI碼是對（1）進行編碼的一種方案,它是（2)的縮寫。(1）A．字符Ｂ.漢字Ｃ．圖形符號D．聲音（２)Ａ.余3碼B.十進制數(shù)的二進制編碼C．格雷碼D.美國標(biāo)準信息互換代碼解：答案依次為⑴A⑵D。6．在一個8位二進制數(shù)的機器中,補碼表達數(shù)的范圍從（１）(小)到(2）(大),這兩個數(shù)在機器中的補碼表達分別為(3）和（4),而數(shù)0的補碼表達為（5)。(1）、（2):A.-256B.-２55C.-128Ｄ.-１27E.0F.+127Ｇ．+1２8H.+２55Ｉ.+２56(3）、(4)、(5):A．00000000Ｂ．1000000０C.０１111111D．11１１1111Ｅ.000０0000或1００00000Ｆ．0111１1１1或１１1１１1１1Ｇ.０00０000０或1111１111Ｈ.１０0000０0或0１11１１11解:答案依次為Ｃ，F(xiàn)，B，C,Ａ。7.將十進制數(shù)１５/2表達成二進制浮點規(guī)格化數(shù)(階符1位,階碼2位，數(shù)符1位，尾數(shù)4位）是。A.0１1０1111Ｂ.0110１110C．０11１1111Ｄ．１11１１111解:答案為A。8．十進制數(shù)５的單精度浮點數(shù)ＩEEＥ754代碼為。A．０0000000Ｂ.0０00０000C．000０００0０Ｄ．000０0000解：答案為Ａ。9．能發(fā)現(xiàn)兩位錯誤并能糾正一位錯的編碼是。A．ＣRC碼Ｂ．海明碼C.偶校驗碼D．奇校驗碼解：答案為B。10．在大量數(shù)據(jù)傳送中常用的且有效的檢查法是。A．CＲC碼B.海明碼C．偶校驗碼Ｄ．奇校驗碼解:答案為Ａ。三、填空題１.計數(shù)制中使用的數(shù)據(jù)個數(shù)被稱為。答:基。2.在用表達的機器數(shù)中,零的編碼是唯一的。答：補碼。3.信息的數(shù)字化編碼是指。答:是指用“0”或“1”的二進制編碼,并選用一定的組合規(guī)則來表達信息。4．一個定點數(shù)由和兩部分組成。根據(jù)小數(shù)點位置不同，定點數(shù)據(jù)有和兩種表達方法。答:符號位,數(shù)值域，純小數(shù)，純整數(shù)(順序可變）。5.BCD碼中,每一位十進制數(shù)字由位二進制數(shù)碼組成，用ASCII碼表達一個字符通常需要位二進制數(shù)碼。答：4,7。6.移碼常用來表達浮點數(shù)的部分,移碼和補碼比較，它們除外,其他各位都。答:階碼,符號位，相同。７.碼距的定義是。答：編碼系統(tǒng)中任兩個合法碼之間的最少二進制位數(shù)的差異。8．842１碼用二進制求和時，當(dāng)和超過時,需要做修正。答：9，加6調(diào)整。9．有二進制數(shù)D４D3D2Ｄ1，奇偶校驗值用p表達,則奇校驗為,偶校驗為，奇偶校驗只能檢測,無法檢測。答:Ｐ＝D4⊕D３⊕D2⊕D1,Ｐ=D4⊕D３⊕D2⊕D1,奇數(shù)個錯，偶數(shù)個錯。10．在浮點加減法運算中，當(dāng)運算結(jié)果的尾數(shù)的絕對值大于1時，需要對結(jié)果進行,其操作是。答:向右規(guī)格化，尾數(shù)右移一位，右邊補一個０,階碼減1，直到尾數(shù)絕對值≥0.5。四、計算題1.用二進制數(shù)表達一個四位十進制的整數(shù)最少需要幾位(不含符號位）。解：2X＝１04，N=4×１／㏒２=1４位。2．某機器字長３2位，定點表達,其中31位表達尾數(shù),1位是符號位,問:⑴定點原碼整數(shù)表達時，最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少?⑵定點原碼小數(shù)表達時,最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少？。解:⑴定點原碼整數(shù)表達時，最大正數(shù)=(231－1）；最小負數(shù)＝-(231－1）⑵定點原碼小數(shù)表達時，最大正數(shù)＝（1－２-３1);最小負數(shù)＝-（1-2-31)3.寫出下列二進制數(shù)的原碼、反碼、補碼和移碼。（1）±1０１1(2）±0.110１（3）±0解：①（+10１1）原＝0１０１1（-1０１1)原=110１1(＋1０11）反=０1011（-10１1)反=10100(＋1011)補＝０１０11（-1011）補＝10101(＋1０11)移＝１1011（-１0１1)移＝00100②（＋0.1101）原＝０.１1０1（-0.1101)原＝1.1１0１（＋０.1101)反＝0.1101（-０．1101)瓜=１．0010(+0．1101)補=0.110１（-0.1101)補=1.0011（+0.１10１)移=0.１１01（-0．11０1）移=0.0０1１③（+0．0000)原＝000００（-０0000）原=100０0（＋0．0000)反＝00０00(-000０0)反=１1111(＋0.0000)補＝00000（-０0000）原=00000(+0.00０0）移=10000(－000０0）原＝１0000４.某機器字長16位,浮點表達時,其中含1位階符、5位階碼、1位尾符、９位尾數(shù),請寫出它能表達的最大浮點數(shù)和最小浮點數(shù)。解：最大浮點數(shù)=2+２1×(1-2-９)最小浮點數(shù)＝-2+３1×（1－２－9）。5．字符“Ｆ”的ASCII碼為４6Ｈ,請寫出它的奇校驗碼和偶校驗碼（假定校驗位加在最高位)。解：字符“Ｆ”的ASＣII碼為46H，奇校驗碼為10１１011０（Ｂ6H），偶校驗碼為00１10１10(3６Ｈ）。6.已知被校驗的數(shù)據(jù)為１01１01，求其海明校驗碼。提醒:先決定校驗位的位數(shù)r＝4,然后根據(jù)編碼規(guī)則決定海明校驗位的位置和數(shù)據(jù)位的位置，最后用偶校驗法求出校驗位的值。答案應(yīng)為。解:⑴先定校驗位的位數(shù),當(dāng)r＝4時,共有16種狀態(tài),大于k+ｒ＋1=11,故選用r＝４,校驗位至少取4位。⑵決定校驗位的位置:按海明碼生成法規(guī)定,海明校驗位第i位應(yīng)放在2i-１的海明位置上。⑶決定數(shù)據(jù)位的位置:數(shù)據(jù)位應(yīng)由低到高依次插空放在其他海明位上。即D６Ｄ5P4Ｄ４Ｄ3P３Ｄ1P２P１。⑷決定被校驗數(shù)據(jù)位由哪幾位校驗位進行校驗:按海明碼生成法規(guī)定，每個數(shù)據(jù)位由多個校驗位進行校驗，但被校驗數(shù)據(jù)的海明位號要等于校驗該位數(shù)據(jù)的各位校驗位的海明位號之和。⑸決定各個校驗位之值：按海明碼生成法規(guī)定,用偶校驗法生成校驗位,校驗位之值為各被校驗位數(shù)據(jù)之和。P1＝D1⊕D2⊕D4⊕D5P２＝Ｄ１⊕D３⊕Ｄ4⊕D6P3=D2⊕D3⊕D4P4=Ｄ5⊕D6在本例中，被校數(shù)據(jù)為101１0１，即D１＝1,Ｄ2=0,Ｄ3=１，Ｄ4=1,D5=0，Ｄ6＝1，故P1=D１⊕D2⊕D４⊕Ｄ５=0Ｐ2=Ｄ1⊕D３⊕D4⊕D6＝0Ｐ3＝Ｄ２⊕Ｄ3⊕Ｄ4=1P４＝D5⊕D６=1最后得到被校驗數(shù)據(jù)１011０1的海明碼為。7.已知被檢信息為１010，選擇的生成多項式是G（X)為X3＋X+1，求CRC校驗碼，并求循環(huán)余數(shù),說明其校驗原理。解：⑴生成多項式為K+1位的X３＋Ｘ+1,即G（X)=1011。⑵擬定校驗位的位數(shù)為K＝３。⑶在有效數(shù)據(jù)位后面添3（K=3)個０，然后用它與G(X）進行模2除法運算，所得余數(shù)即為所求的校驗位。運算過程如下：100110１１√101０100１01１１0０01０0１0１１余數(shù)為011，所以被檢數(shù)據(jù)的CＲC校驗碼為101００１1。⑷求循環(huán)余數(shù):在上述余數(shù)011的基礎(chǔ)上添0繼續(xù)進行模2除法。余數(shù)循環(huán)如下：01１→110→111→10１→001→01０→10０→01１。除法過程略。8．將二進制數(shù)101１010轉(zhuǎn)換成8４2１碼。解:先把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù),（１011０11)2=91＝（10010００１）8421。五、簡答題1.試比較定點帶符號數(shù)在計算機內(nèi)的四種表達方法。答:帶符號數(shù)在計算機內(nèi)部的表達方法有原碼、反碼、補碼和移碼。原碼表達方法簡樸易懂,實現(xiàn)乘、除運算簡樸,但用它實現(xiàn)加、減運算比較復(fù)雜。補碼的特點是加、減法運算規(guī)則簡樸,正負數(shù)的解決方法一致。反碼通常只用來計算補碼,由于用反碼運算不方便，在計算機中沒得到實際應(yīng)用。移碼由于保持了數(shù)據(jù)原有的大小順序,便于進行比較操作,常用于浮點數(shù)中的階碼,使用比較方便。2.試述浮點數(shù)規(guī)格化的目的和方法。答:浮點的規(guī)格化是為了使浮點數(shù)尾數(shù)的最高數(shù)值位為有效數(shù)位。當(dāng)尾數(shù)用補碼表達時,若符號位與小數(shù)點后的第一位不相等,則被定義為已規(guī)格化的數(shù)，否則便是非規(guī)格化數(shù)。通過規(guī)格化,可以保證運算數(shù)據(jù)的精度。通常，采用向左規(guī)格化(簡稱左規(guī))，即尾數(shù)每左移一位，階碼減1，直至規(guī)格化完畢。3.在檢錯碼中,奇偶校驗法能否認位發(fā)生錯誤的信息位？是否具有糾錯功能？答:⑴在檢錯碼中，奇偶校驗法不能定位發(fā)生錯誤的信息位。⑵奇偶校驗沒有糾錯能力。４．簡述循環(huán)冗余碼(ＣRC)的糾錯原理。4.簡述循環(huán)冗余碼（CRC）的糾錯原理。答：ＣＲＣ碼是一種糾錯能力較強的校驗碼。在進行校驗時，先將被檢數(shù)據(jù)碼的多項式用生成多項式G(X）來除,若余數(shù)為0，說明數(shù)據(jù)對的；若余數(shù)不為0，則說明被檢數(shù)據(jù)有錯。只要對的選擇多項式G(Ｘ)，余數(shù)與ＣRC碼犯錯位位置的相應(yīng)關(guān)系是一定的，由此可以用余數(shù)作為判斷犯錯位置的依據(jù)而糾正犯錯的數(shù)據(jù)位。第４章存儲系統(tǒng)4.１習(xí)題解析一.判斷題1．計算機的主存是由RＡM和ROM兩種半導(dǎo)體存儲器組成的。答：對的。２．CPU可以直接訪問主存,而不能直接訪問輔存。答:對的。3.外(輔)存比主存的存儲容量大、存取速度快。答：錯誤。4．動態(tài)RＡＭ和靜態(tài)RAM都是易失性半導(dǎo)體存儲器。答：對的。5．Cache的功能所有由硬件實現(xiàn)。答:對的。６.引入虛擬存儲器的目的是為了加快輔存的存取速度。答：錯誤。7.多體交叉存儲器重要是為了解決擴充容量的問題。答：錯誤。多體交叉存儲器重要是為了提高存取速度，增長帶寬。8.Cａcｈe和虛擬存儲器的存儲管理策略都運用了程序的局部性原理。答：對的。9．多級存儲體系由Caｃhe、主存和輔存構(gòu)成。答:對的。10．在虛擬存儲器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，由編譯器完畢地址映射。答:錯誤(由操作系統(tǒng)完畢)。二.選擇題1．主(內(nèi)）存用來存放。A.程序B．?dāng)?shù)據(jù)C．微程序Ｄ．程序和數(shù)據(jù)解:答案為Ｄ。2.下列存儲器中,速度最慢的是。A．半導(dǎo)體存儲器B.光盤存儲器Ｃ.磁帶存儲器D.硬盤存儲器解:答案為Ｃ。3.某一ＳRAM芯片,容量為16Ｋ×1位,則其地址線有。A.1４根B．16Ｋ根Ｃ．16根D.32根解:答案為A。4．下列部件（設(shè)備)中，存取速度最快的是。A.光盤存儲器B．ＣＰU的寄存器C．軟盤存儲器D．硬盤存儲器解：答案為Ｂ。５．在主存和CPU之間增長Caｃhe的目的是。A.擴大主存的容量B．增長CPU中通用寄存器的數(shù)量C.解決ＣPU和主存之間的速度匹配D．代替ＣＰＵ中的寄存器工作解：答案為C。6．計算機的存儲器采用分級存儲體系的目的是。A.便于讀寫數(shù)據(jù)B．減小機箱的體積C.便于系統(tǒng)升級D.解決存儲容量、價格與存取速度間的矛盾解：答案為D。7．相聯(lián)存儲器是按進行尋址的存儲器。Ａ．地址指定方式B.堆棧存取方式C.內(nèi)容指定方式D．地址指定與堆棧存取方式結(jié)合解：答案為C。8．某SRAM芯片，其容量為1Ｋ×8位，加上電源端和接地端后，該芯片的引出線的最少數(shù)目應(yīng)為。Ａ.２3Ｂ．25C．50Ｄ.2０解:答案為Ｄ。9.常用的虛擬存儲器由兩級存儲器組成,其中輔存是大容量的磁表面存儲器。A．主存—輔存Ｂ.快存—主存C．快存—輔存D．通用寄存器—主存解:答案為A。10.在Ｃache的地址映射中,若主存中的任意一塊均可映射到Caｃhｅ內(nèi)的任意一快的位置上，則這種方法稱為。A.全相聯(lián)映射B．直接映射Ｃ．組相聯(lián)映射Ｄ.混合映射解:答案為Ａ。三.填空題1．對存儲器的規(guī)定是、、，為解決這三者的矛盾,計算機、采用體系結(jié)構(gòu)。答：速度快、容量大、成本低，分級存儲體系。2．CPU能直接訪問和，但不能訪問和。答:主存、ＣACＨE、外存、I/O設(shè)備。3.Ｃａｃhｅ的映射方式有、和三種。其中方式,適度地兼顧了前兩者的優(yōu)點又盡量避免其缺陷,比較抱負。答：直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)映象,組相聯(lián)映象。4．廣泛使用的和都是半導(dǎo)