2023年計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)題及參考答案

中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試(專科)復(fù)習(xí)題及參考答案計(jì)算機(jī)組成原理一.選擇題磁盤存儲(chǔ)器的等待時(shí)間通常是指＿_(dá)_Ａ＿_(dá)_。A.磁盤旋轉(zhuǎn)半周所需的時(shí)間B.磁盤轉(zhuǎn)2/3周所需時(shí)間Ｃ.磁盤轉(zhuǎn)1/３周所需時(shí)間D.磁盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間2.CPU包含___D＿_(dá)_。Ａ．運(yùn)算器B.控制器C.運(yùn)算器、控制器和主存儲(chǔ)器Ｄ.運(yùn)算器、控制器和caｃhe3.CPU的控制總線提供___D__＿。A.數(shù)據(jù)信號(hào)流Ｂ．所有存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備的時(shí)序信號(hào)及控制信號(hào)C．來自I/O設(shè)備和存儲(chǔ)器的響應(yīng)信號(hào)D．B和C兩項(xiàng)4.為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷,保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用___B_＿_(dá)。A.通用寄存器B．堆棧C.存儲(chǔ)器D.外存５.下述I／Ｏ控制方式中,＿_(dá)B＿_(dá)_重要由程序?qū)崿F(xiàn)。A.PPU（外圍解決機(jī)）B.中斷方式C.DMA方式D．通道方式6.目前的計(jì)算機(jī)中,代碼形式是__＿C___。A．指令以二進(jìn)制形式存放,數(shù)據(jù)以十進(jìn)制形式存放B．指令以十進(jìn)制形式存放,數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放C．指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式存放D.指令和數(shù)據(jù)都以十進(jìn)制形式存放７.下列數(shù)中最大的是__Ｂ＿_(dá)__。A．（10010101)2B.(227)8Ｃ.(9６）１６D．（143）8.設(shè)寄存器位數(shù)為8位，機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼形式（一位符號(hào)位),相應(yīng)于十進(jìn)制數(shù)-27,寄存器內(nèi)為_＿_(dá)C___。A.(27）16B．（9Ｂ)16C.(E5)16Ｄ.(5A)9．計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)是指___Ｄ___。A．ＲＡＭ存儲(chǔ)器Ｂ．ROM存儲(chǔ)器Ｃ．主存儲(chǔ)器Ｄ.主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器1０．由于ＣPU內(nèi)部的操作速度較快，而CPU訪問一次主存所花的時(shí)間較長,因此機(jī)器周期通常用__A＿_(dá)__來規(guī)定。Ａ．主存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間B.主存中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字的最長時(shí)間C.主存中寫入一個(gè)數(shù)據(jù)字的平均時(shí)間D．主存中取一個(gè)數(shù)據(jù)字的平均時(shí)間1１.在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過__D__＿_(dá)來實(shí)現(xiàn)。A.原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器B．補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器C.補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器D．補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器12．指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的重要是___Ｂ__＿。A．實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制B.縮短指令長度,擴(kuò)大尋址空間,提高編程靈活性C.可以直接訪問外存D.提供擴(kuò)展操作碼的也許并減少指令譯碼難度1３.在CＰU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是＿＿＿B___。A.主存地址寄存器Ｂ．程序計(jì)數(shù)器Ｃ．指令寄存器D.狀態(tài)條件寄存器１４．采用ＤMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí),每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就要用一個(gè)＿_(dá)__Ｃ＿＿。A．指令周期B.數(shù)據(jù)周期C.存儲(chǔ)周期D.總線周期15.至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息以二進(jìn)制方式表達(dá)的理由是__C_＿_(dá)_。A.節(jié)約元件B.運(yùn)算速度快C.物理器件性能決定Ｄ.信息解決方便16．程序控制類指令的功能是__Ｄ__＿_(dá)。Ａ.進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算B．進(jìn)行主存于CPU之間的數(shù)據(jù)傳送C.進(jìn)行CPU和I/Ｏ設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送D.改變程序執(zhí)行的順序17．某機(jī)字長３２位。其中1位符號(hào)位,3１位表達(dá)尾數(shù)。若用定點(diǎn)整數(shù)表達(dá),則最大正整數(shù)為___A___。A.+（231-１）B.+（230-１)C.+(２31＋1）Ｄ.＋(２30+1)１８.假設(shè)下列字符碼中有奇偶位校驗(yàn)，但沒有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,采用偶校驗(yàn)的字符碼是_＿_(dá)_D＿_(dá)。A．110０1０1１B.１1010１１0Ｃ.1１000001D.1100１001１９.同步控制是＿＿A____。A.由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式B.所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式C.只合用于CPU控制的方式D．只合用于外圍設(shè)備控制的方式20.郵局把信件進(jìn)行自動(dòng)分揀，使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)是___D＿＿＿。A.機(jī)器翻譯B.自然語言理解C.機(jī)器證明Ｄ.模式辨認(rèn)21．下列數(shù)中最大數(shù)為___＿Ｂ__。A．（10１0０1）2Ｂ．(52）８Ｃ.（13)16二．填空題１.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件組成的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)。它通常由____微程序級(jí)、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)__＿_(dá)_＿、匯編語言級(jí)、高級(jí)語言級(jí)組成。２.形成指令尋址的方式,稱為指令尋址方式，有順序?qū)ぶ泛蚠__跳躍＿＿_(dá)＿_(dá)尋址兩種，使用＿_(dá)程序計(jì)數(shù)器____＿＿來跟蹤。3.字節(jié)多路通道可允許多個(gè)設(shè)備進(jìn)行__傳輸____型操作，數(shù)據(jù)傳送單位是___數(shù)據(jù)塊＿＿_(dá)。4.通道是一個(gè)特殊功能的__解決器＿_(dá)＿＿_(dá)_,它有自己的__＿指令和程序_____專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制。5.在機(jī)器碼＿_(dá)補(bǔ)碼__＿_(dá)__和___移碼＿_(dá)_＿_(dá)中,零的表達(dá)形式唯一。6.微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是運(yùn)用__＿_(dá)_軟件＿_(dá)_＿_(dá)＿方法設(shè)計(jì)__＿_(dá)_操作控制器____＿＿＿_(dá)的一門技術(shù)。7.對(duì)存儲(chǔ)器的規(guī)定是___速度,容量,價(jià)格_＿_(dá)＿＿，為了解決這三個(gè)方面的矛盾。計(jì)算機(jī)采用多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)。8．RIＳＣ的中文含義是____＿精簡指令系記錄算機(jī)_____________，CISC的中文含義是_＿_(dá)_復(fù)雜指令系記錄算機(jī)____＿_(dá)＿_(dá)____＿_(dá)。9.中斷解決過程可以嵌套進(jìn)行,____優(yōu)先級(jí)別高＿_(dá)___＿_(dá)__＿_(dá)的設(shè)備可以中斷__＿_(dá)＿優(yōu)先級(jí)別低_＿_(dá)＿_(dá)___＿_(dá)的中斷服務(wù)程序。10.移碼常用于表達(dá)浮點(diǎn)數(shù)的___階碼___＿_(dá)_部分,移碼和補(bǔ)碼比較,它們除＿_(dá)＿_(dá)符號(hào)位＿_(dá)___外，其他各位＿_(dá)__相同＿_(dá)_＿＿。1１.賦以邏輯屬性值True或Ｆalse的變量稱為＿_(dá)_邏輯變量_____＿,描述邏輯變量關(guān)系的函數(shù)稱為＿＿邏輯函數(shù)_____＿_(dá)；實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的電路稱為___邏輯電路______。12．一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由__＿_(dá)＿符號(hào)位___＿＿和___數(shù)值域___＿_(dá)__兩部分組成。根據(jù)小數(shù)點(diǎn)的位置不同，定點(diǎn)數(shù)有＿＿＿_(dá)純小數(shù)_＿_(dá)___和＿＿純整數(shù)______＿_(dá)兩種表達(dá)方法。三.名詞解釋1.計(jì)算機(jī)指令:計(jì)算機(jī)指令:是指揮計(jì)算機(jī)如何工作的命令,它通常由一串二進(jìn)制數(shù)碼組成,即由操作碼和地址碼兩部分組成。操作碼規(guī)定了操作的類型,即進(jìn)行什么樣的操作;地址碼規(guī)定了要操作的數(shù)據(jù)以及操作結(jié)果存放的位置。2．CＰＵ周期：ＣPU周期也叫機(jī)器周期。是指CPＵ訪問一次主存或輸入輸出端口所需要的時(shí)間。一個(gè)CPＵ周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。3.存儲(chǔ)速度:存儲(chǔ)速度表達(dá)每秒從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量，其單位用字／秒或字節(jié)／秒表達(dá)。從數(shù)值上來說它是存儲(chǔ)周期的倒數(shù)。4.相容性微操作：相容性微操作是指在同一個(gè)CPＵ周期內(nèi)可以并行執(zhí)行的一組微操作。5．外圍設(shè)備：外圍設(shè)備俗稱外部設(shè)備，外圍設(shè)備是相對(duì)于計(jì)算機(jī)主機(jī)來說的,凡在計(jì)算機(jī)主機(jī)解決數(shù)據(jù)前后,把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)主機(jī)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工解決及輸出解決結(jié)果的設(shè)備都稱為外圍設(shè)備，而不管它們是否受中央解決器的直接控制。6.同步通信：總線上的部件通過總線進(jìn)行信息傳送時(shí)，用一個(gè)公共的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行同步，這種方式稱為同步通信。這個(gè)公共的時(shí)鐘信號(hào)可以由總線控制部件發(fā)送到每一個(gè)部件或設(shè)備，也可以每個(gè)部件有自己的時(shí)鐘發(fā)生器,但是，它們都必須由ＣＰU發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行同步。7.指令的編碼格式：指令的編碼格式是指指令中操作碼的長度是否可以變化而形成指令的方式。指令操作碼通常有兩種編碼格式：固定格式和可變格式。８．存取時(shí)間：存取時(shí)間又稱存儲(chǔ)器訪問時(shí)間,是指啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完畢該操作所需的時(shí)間。具體地說，存取時(shí)間從存儲(chǔ)器收到有效地址開始,通過譯碼、驅(qū)動(dòng)，直到將被訪問的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容讀出或?qū)懭霝橹埂?．微程序：微指令的有序集合稱為微程序,一般一條機(jī)器指令的功能由相應(yīng)的一段微程序來實(shí)現(xiàn)。１０．存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸率:存儲(chǔ)設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)或字節(jié)數(shù)稱為數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)傳輸率（Ｄr）與存儲(chǔ)設(shè)備的構(gòu)造及主機(jī)接口邏輯有著密切的關(guān)系，與記錄密度D和記錄介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度Ｖ成正比。1１.指令的執(zhí)行方式:指令的執(zhí)行方式是指指令按何種方式執(zhí)行，指令的執(zhí)行方式重要有順序執(zhí)行方式、重疊執(zhí)行方式、流水線方式。12.接口:接口是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線與外圍設(shè)備之間的一個(gè)邏輯部件,它的基本功能有兩點(diǎn)：一是為信息傳輸操作選擇外圍設(shè)備；二是在選定的外圍設(shè)備和主機(jī)之間互換信息，保證外圍設(shè)備用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特性所規(guī)定的形式發(fā)送或接受信息。四.解答下列問題1.試述指令周期、CPU周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系解答:指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。也就是從取指令開始到執(zhí)行完這條指令為止的所有時(shí)間。一個(gè)指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成。CPU周期也叫機(jī)器周期。是指CＰU訪問一次主存或輸入輸出端口所需要的時(shí)間。一個(gè)ＣＰU周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。時(shí)鐘周期是CPU解決操作的最小時(shí)間單位,也叫T周期。指令周期、ＣPU周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系如下圖所示。2.用補(bǔ)碼運(yùn)算方法求x+y=？ｘ-y=？（1）x=0．1０01y＝0.１10０(2）x=-０.010０ｙ＝0．１001解答：（1）[X]補(bǔ)=０0.１０01[X]補(bǔ)＝00.1001+[Y]補(bǔ)=0０.1100+［-Y]補(bǔ)=11.0100[X+Ｙ］補(bǔ)=01.01０１［X-Ｙ］補(bǔ)=1１.11０1由于雙符號(hào)位相異，結(jié)果發(fā)生溢出。X-Y＝-0.0011（２)［X]補(bǔ)=11.１１00[X]補(bǔ)=11.1１0０+［Ｙ]補(bǔ)=0０．１０0１+[－Ｙ]補(bǔ)=１1.0１11［X+Y]補(bǔ)＝00.0１01[X-Y]補(bǔ)=11.0011Ｘ+Y=+０．０101X-Y=-0.11013.比較水平微指令與垂直微指令的優(yōu)缺陷。解答:(1)水平型微指令并行操作能力強(qiáng)、效率高、靈活性強(qiáng),垂直型微指令則較差。(２）水平型微指令執(zhí)行一條指令的時(shí)間短,垂直型微指令執(zhí)行時(shí)間長。（３)由水平型微指令解釋指令的微程序,具有微指令字比較長,但微程序短的特點(diǎn)，而垂直型微指令正好相反。(4)水平型微指令用戶難以掌握,而垂直型微指令與指令比較相似,相對(duì)來說比較容易掌握4．設(shè)機(jī)器字長為１6位，定點(diǎn)表達(dá)時(shí)，尾數(shù)15位，階符１位。（１)定點(diǎn)原碼整數(shù)表達(dá)時(shí)，最大正數(shù)為多少？最小負(fù)數(shù)為多少?（２)定點(diǎn)原碼小數(shù)表達(dá)時(shí),最大正數(shù)為多少?最小負(fù)數(shù)為多少?解答:(1）定點(diǎn)原碼整數(shù)表達(dá)時(shí)最大正數(shù):(215-1)１０=（３２767)10最小負(fù)數(shù)：－（215-1）10＝（-32767)1０(2）定點(diǎn)原碼小數(shù)表達(dá)時(shí)最大正數(shù):（１-２－15）最小負(fù)數(shù):-(1-２-15)5．外圍設(shè)備的Ｉ/O控制分哪幾類？各有何特點(diǎn)?解答:外圍設(shè)備的I/O控制方式分類及特點(diǎn)：程序查詢方式:CPU的操作和外圍設(shè)備的操作可以同步,并且硬件結(jié)構(gòu)比較簡樸程序中斷方式:一般合用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出規(guī)定應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了ＣPＵ的時(shí)間，但硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些。直接內(nèi)存訪問(DMA)方式：數(shù)據(jù)傳輸速度很高,傳輸速率僅受內(nèi)存訪問時(shí)間的限制。需更多硬件，合用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批互換數(shù)據(jù)的場合。通道方式:可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送,大大提高了CPU的工作效率。外圍解決機(jī)方式：通道方式的進(jìn)一步發(fā)展,基本上獨(dú)立于主機(jī)工作，結(jié)果更接近一般解決機(jī)。６．分析集中式總線控制的三種方式各自的優(yōu)缺陷。解答：集中式總線的控制方式重要有以下三種:鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、?jì)數(shù)器定期查詢方式和獨(dú)立請(qǐng)求總線控制方式。鏈?zhǔn)讲樵兎绞降膬?yōu)點(diǎn)是只用很少幾根線就能按一定的優(yōu)先順序?qū)崿F(xiàn)總線控制，并且這種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)很容易擴(kuò)充設(shè)備。其缺陷是對(duì)詢問鏈的電路故障很敏感。計(jì)數(shù)器定期查詢方式的優(yōu)點(diǎn)是：查詢被程序控制,優(yōu)先順序可以方便地改變。此外，當(dāng)某個(gè)設(shè)備的接口中有關(guān)鍵的電路出現(xiàn)故障時(shí),不會(huì)影響其他設(shè)備使用總線。其缺陷是：要有一組設(shè)備地址線,從而增長了控制線的數(shù)量，并且控制也較為復(fù)雜。7．通道具有哪些功能?解答:通道的基本功能是執(zhí)行通道指令,組織外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸,按I/Ｏ指令規(guī)定啟動(dòng)外圍設(shè)備,向ＣPU報(bào)告中斷等,具體有以下5項(xiàng)功能。（1)接受CPU的I／O指令，按指令規(guī)定與指定的外圍設(shè)備進(jìn)行通信。(2）從內(nèi)存取出屬于該通道程序的通道指令,經(jīng)譯碼后向設(shè)備控制器或外圍設(shè)備發(fā)出各種命令。（３）組織外圍設(shè)備與內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并根據(jù)需要提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)木彺婵臻g,提供數(shù)據(jù)存入內(nèi)存的地址和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。（4）從外圍設(shè)備得到狀態(tài)信息，形成并保存通道自身的狀態(tài)信息，根據(jù)規(guī)定將這些狀態(tài)信息送到內(nèi)存的指定單元，供ＣPU使用。(5）將外圍設(shè)備的中斷請(qǐng)求和通道自身的中斷請(qǐng)求，按順序向CPU報(bào)告。8．某計(jì)算機(jī)指令字長１6位,每個(gè)地址碼是6位,指令有無地址、一地址和二地址三種格式設(shè)有N條二地址指令,無地址指令Ｍ條，試問1地址指令最多有多少條?解答:設(shè)1地址指令有X條,則有下式成立：（(24-N）*２6-X)*26＝M得：Ｘ=（24－Ｎ）＊26-M*2-69．磁記錄設(shè)備的寫電流波形重要有哪幾種方式，各自的記錄特點(diǎn)分別是什么?10．指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制代碼存放在內(nèi)存中，ＣPU如何區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)?11．已知x和ｙ,用變形補(bǔ)碼計(jì)算x-y，同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出。（1)x＝+０.11０11y=-０.11111(２)x＝+0.1０１11y=＋0.11０11１2.已知x=-0．01１11,ｙ=＋０．11001,求x+y＝？x-y＝?五.計(jì)算題1.某雙面磁盤，每面有２2 ０道，內(nèi)層磁道周長為7０cｍ,內(nèi)層位密度400位／cm,轉(zhuǎn)速３０0０轉(zhuǎn)/分，問：(１)磁盤存儲(chǔ)容量是多少?（2）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？解答：（1)每道信息量＝400位/cｍ×70cｍ＝28００0位＝３50０Ｂ每面信息量=3５00Ｂ×220=７7000０Ｂ磁盤總?cè)萘?7７0０00Ｂ×２＝154000０B（2）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率,也即磁盤的帶寬Dr=r·NN為每條磁道容量，Ｎ=３50０Br為磁盤轉(zhuǎn)速r=３00０轉(zhuǎn)／60S=50轉(zhuǎn)/S所以，Dr=r×N=50/S×3500B=１75０00B/S２．用16k×8位的SRＡM芯片構(gòu)成64K×１6位的存儲(chǔ)器,規(guī)定畫出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。解答：存儲(chǔ)器容量為64Ｋ×1６位,其地址線為16位(A1５—