計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)習(xí)題

第8頁(yè)共9頁(yè)第9頁(yè)共9頁(yè)組成原理期末復(fù)習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題1．對(duì)于二進(jìn)制碼10000000，若其值為0，則它是用【D】表示的；若其值為-128，則它是用【C】表示的。A．原碼 B．反碼C．補(bǔ)碼 D．移碼2．設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為16位（含1位符號(hào)位），若用補(bǔ)碼表示定點(diǎn)整數(shù)，則最大正數(shù)為【C】。A．1-215 B．1-2-15C．215-1 D．2153、兩補(bǔ)碼數(shù)相加，采用l位符號(hào)位，當(dāng)【D】時(shí)，表示結(jié)果溢出。A．符號(hào)位有進(jìn)位B．符號(hào)位進(jìn)位和最高數(shù)位進(jìn)位異或結(jié)果為0C．符號(hào)位為lD．符號(hào)位進(jìn)位和最高數(shù)位進(jìn)位異或結(jié)果為l4．浮點(diǎn)數(shù)的表示精度取決于【B】。A．階碼的機(jī)器數(shù)形式B．尾數(shù)的位數(shù)C．階碼的位數(shù)D．階碼的機(jī)器數(shù)形式和尾數(shù)的機(jī)器數(shù)形式5.在定點(diǎn)機(jī)中執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生溢出，其原因是【D】。A．主存容量不夠B．操作數(shù)過(guò)大C．操作數(shù)地址過(guò)大D．運(yùn)算結(jié)果無(wú)法表示6.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是【D】。可直接訪問(wèn)外存提供擴(kuò)展操作碼并降低指令譯碼的難度實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制縮短指令長(zhǎng)度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性7．在浮點(diǎn)數(shù)中．當(dāng)數(shù)的絕對(duì)值太大，以至于超過(guò)所能表示的數(shù)據(jù)時(shí)，稱為浮點(diǎn)數(shù)的【B】。A．正上溢 B．上溢C．正溢 D．正下溢8．補(bǔ)碼加減法是指【C】。A．操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，兩數(shù)相加減，符號(hào)位單獨(dú)處理，減法用加法代替B．操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，符號(hào)位和數(shù)值位一起參加運(yùn)算，結(jié)果的符號(hào)與加減相同C．操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，連同符號(hào)位直接相加減，減某數(shù)用加負(fù)某數(shù)的補(bǔ)碼代替，結(jié)果的符號(hào)在運(yùn)算中形成D．操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，由數(shù)符決定兩數(shù)的操作，符號(hào)位單獨(dú)處理9.動(dòng)態(tài)RAM的刷新是以【B】為單位進(jìn)行的。A．存儲(chǔ)單元B．存儲(chǔ)矩陣行B．存儲(chǔ)矩陣列D．存儲(chǔ)位10．指令寄存器的位數(shù)取決于【B】。A．存儲(chǔ)器的容量B.指令字長(zhǎng)C．機(jī)器字長(zhǎng)D．存儲(chǔ)字長(zhǎng)11．單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)操作數(shù)常采用的尋址方式是【C】。A．相對(duì)尋址方式B．立即尋址方式C．隱含尋址方式D．間接尋址方式12． 指令是【A】。A．發(fā)給計(jì)算機(jī)的一個(gè)操作命令B．通常用于構(gòu)成主存儲(chǔ)器的集成電路C．計(jì)算機(jī)中的—個(gè)部件，控制其他部件的工作D．完成操作功能的硬件13．指令周期是指【C】。A．CPU從主存取出—條指令的時(shí)間B．CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間C．CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間D．時(shí)鐘周期時(shí)間14.主存貯器和CPU之間增加cache的目的是【A】。A.解決CPU和主存之間的速度匹配問(wèn)題B.擴(kuò)大主存貯器容量C.擴(kuò)大CPU中通用寄存器的數(shù)量D.既擴(kuò)大主存貯器容量，又?jǐn)U大CPU中通用寄存器的數(shù)量16.浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于【A】。A.階碼的位數(shù) B.尾數(shù)的位數(shù)C.階碼采用編碼D.尾數(shù)采用的編碼17．在浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中，下面的論述正確的是【C】。A．對(duì)階時(shí)應(yīng)采用向左規(guī)格化；B．對(duì)階時(shí)可以使小階向大階看齊，也可以使大階向小階看齊；C．尾數(shù)相加后可能會(huì)出現(xiàn)溢出，但可采用向右規(guī)格化的方法進(jìn)行調(diào)整，以得出正確結(jié)果；D．尾數(shù)相加后不可能得出規(guī)格化的數(shù)18．在定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中產(chǎn)生溢出的原因是【C】。運(yùn)算過(guò)程中最高位產(chǎn)生了進(jìn)位或借位參加運(yùn)算的操作數(shù)超出了機(jī)器的表示范圍運(yùn)算的結(jié)果超出了機(jī)器所表示的范圍寄存器的數(shù)量太少20．指令執(zhí)行時(shí)無(wú)需再訪問(wèn)內(nèi)存尋找操作數(shù)的尋址方式是（C）。A．間接尋址方式B．直接尋址方式C．立即尋址方式D．變址尋址方式21.在變址尋址中，若變址寄存器的內(nèi)容是4E3CH，給出的偏移量是63H，則對(duì)應(yīng)的有效地址是【D】。63HB.4D9FH4E3CHD.4E9FH22．下列說(shuō)法中不正確的是【A】。A．多體交叉存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)是為了擴(kuò)大存儲(chǔ)器的容量B．主存與CACHE之間信息交換的單位是數(shù)據(jù)塊C．高速緩存具有較高命中率是利用了程序的局部性原理D，在CACHE的全相聯(lián)映象方式中，CACHE塊的標(biāo)記字段記錄的是調(diào)入的主存塊號(hào)二、分析計(jì)算題1．某浮點(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)16位，問(wèn)：(1)寫出十進(jìn)制-11.5的規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)形式表示，具體要求是階碼用4位二進(jìn)制移碼(其偏置值為23)，尾數(shù)用12位原碼(含數(shù)的符號(hào))；(2)寫出上述格式定義的規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)所能表示的最大與最小的正數(shù)和絕對(duì)值最大與最小的負(fù)數(shù)的值；解：（1）首先將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：-11.4=-1011.1，并用規(guī)格化形式表示：-0.10111000000×24。階碼用4位二進(jìn)制移碼，尾數(shù)用12位原碼（含數(shù)的符號(hào)），則浮點(diǎn)數(shù)的形式：1100；1.10111000000。（2）最大正數(shù)：（1-2-11）×27。最小正數(shù)：2-1×2-82．一個(gè)1K×4位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，若其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成64×64形式，且存取周期為0.1μs。（1）若采用異步的方式，刷新信號(hào)周期應(yīng)該取多少？（2）若采用集中刷新，則對(duì)該存儲(chǔ)芯片刷新的死時(shí)間是多少？解：(1)采用異步刷新方式，對(duì)排列成64×64的存儲(chǔ)芯片，需在2ms內(nèi)將64行各刷新一遍，則刷新信號(hào)的時(shí)間間隔為2ms/64=31.25μs，故取刷新周期31μs。(2)采用集中刷新，對(duì)64×64的芯片，需在2ms內(nèi)集中64個(gè)存取周期刷新64行。根據(jù)題中給出的存取周期為0.1μs，即在2ms，內(nèi)集中6.4μs刷新，3．有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)A=0.1010×2-3，B=0.1110×2-2，設(shè)階符1位，階碼3位，數(shù)符l位，尾數(shù)4位，按照浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算X+Y的值。解：如果尾數(shù)和階碼都用補(bǔ)碼表示，規(guī)格化后的值如下：[A]補(bǔ)=1101，0.1010[B]補(bǔ)=1110，0.1100A+B的計(jì)算步驟如下：（1）對(duì)階：[Δe]補(bǔ)=[eA]補(bǔ)-[eB]補(bǔ)=1011+0010=1111即Δe=-1，表示B比A大，所以A尾數(shù)要右移一位，得到[A]補(bǔ)=1101，0.0101。（2）尾數(shù)求和：得到[A+B]補(bǔ)=1110，01.0011，由于尾數(shù)出現(xiàn)01.XXX的模式，表示浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)求和的絕對(duì)值大于1，向左破壞了規(guī)格化，所以將尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果右移一位，階碼加1，得[A+B]補(bǔ)=1111，00.1001，故A+B=0.1001х2-1。4． 設(shè)主存容量1MB，高緩存容量16KB，塊的大小為512B。若采用直接映象方式，請(qǐng)分析以下問(wèn)題：(1)寫出高速緩存地址格式；(2)寫出主存地址格式；(3)主存地址為12345H的單元應(yīng)映象在高速緩存中的什么位置?其塊標(biāo)記的內(nèi)容是什么？[解]本題考查的是高速緩存存儲(chǔ)器的地址格式和直接地址映像方式。(1)高速緩存容量16KB，16KB=214B，所以高速緩存地址為14位：塊的大小為512B，所以塊內(nèi)地址為9位，塊地址為5位。(2)主存容量1MB，1MB=220B，所以主存地址為20位；塊的大小為512B，所以塊內(nèi)地址為9位，塊地址為5位，區(qū)號(hào)（塊標(biāo)記）為6位。在直接映射方式下，主存中的第10010001塊影像到高速緩存中第10001塊，標(biāo)記為區(qū)號(hào)：000100三、簡(jiǎn)答題1．使用20位數(shù)碼寄存器(含1位符號(hào)位)，若采用補(bǔ)碼能表示二進(jìn)制定點(diǎn)整數(shù)的數(shù)值范圍多大?若采用原碼能表示二進(jìn)制定點(diǎn)整數(shù)的數(shù)值范圍多大?二者的區(qū)別是什么？解：以原碼、反碼進(jìn)行數(shù)據(jù)表示時(shí)，數(shù)值范圍為-(219-1)～219-1；以補(bǔ)碼、移碼進(jìn)行數(shù)據(jù)表示時(shí)，數(shù)值范圍為-219～219-1?？梢?jiàn)補(bǔ)碼、移碼表示的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)比原碼、反碼表示的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)多一個(gè)。2．在浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中，什么是上溢？什么是下溢？應(yīng)如何處理？【答案】：當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的階碼值太大，以至于超出所能表示的最大值，這就稱為上溢。應(yīng)該作為出錯(cuò)處理。若浮點(diǎn)數(shù)的階碼值太小，超出所能表示的最小負(fù)數(shù)，這就是下溢。下溢是可以作為機(jī)器零來(lái)處理。3．什么是指令周期、機(jī)器周期和時(shí)鐘周期，三者有何關(guān)系?【答案】：指令周期是CPU取出并執(zhí)行一條指令所需的全部時(shí)間，即完成一條指令的時(shí)間。機(jī)器周期是所有指令執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間，通常以存取周期作為機(jī)器周期。時(shí)鐘周期是機(jī)器主頻的倒數(shù)，也可稱為節(jié)拍，它是控制計(jì)算機(jī)操作的最小單位時(shí)間。一個(gè)指令周期包含若干個(gè)機(jī)器周期，一個(gè)機(jī)器周期又包含若于個(gè)時(shí)鐘周期，每個(gè)指令周期內(nèi)的機(jī)器周期數(shù)可以不等，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)的時(shí)鐘周期數(shù)也可以不等。4．根據(jù)操作數(shù)所在的位置，指出其尋址方式。操作數(shù)在寄存器中，是什么尋址方式。操作數(shù)地址在寄存器中，是什么尋址方式。操作數(shù)在指令中，是什么尋址方式。操作數(shù)地址在指令中，是什么尋址方式。操作數(shù)地址為某一寄存器中的內(nèi)容與位移量之和，可以是什么尋址方式。四、綜合應(yīng)用題1.設(shè)某計(jì)算機(jī)有變址尋址、存儲(chǔ)器間接尋址和相對(duì)尋址等尋址方式，設(shè)當(dāng)前指令的地址碼部分為001AH，變址寄存器中的內(nèi)容為23AOH。(1)當(dāng)執(zhí)行取數(shù)指令時(shí)，如為變址尋址方式，則取出的數(shù)為多少？(2)若為存儲(chǔ)器間接尋址，取出的數(shù)為多少?(3)若采用相對(duì)尋址，且PC的內(nèi)容為1F05H，當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，轉(zhuǎn)移地址為多少？已知存儲(chǔ)器的部分地址及相應(yīng)內(nèi)容，見(jiàn)下表。存儲(chǔ)單元地址與內(nèi)容地址內(nèi)容001AH1F05H1F1FH23A0H23BAH001AH1F05H1F1FH23A0H23BAH23A0H2400H2500H2600H1748H解：(1)這是一種數(shù)據(jù)尋址(變址尋址)，操作數(shù)S=((Rx)+A)=(23AOH+001AH)=(23BAH)=1748H。(2)這也是一種數(shù)據(jù)尋址(間接尋址)，操作數(shù)S=((A))=((001AH))=(23AOH)=2600H。(3)這是一種指令尋址，轉(zhuǎn)移指令使用相對(duì)尋址，轉(zhuǎn)移地址=(PC)+A=1F05H+001AH=1F1FH。2．下圖為用8片2114構(gòu)成的8的存儲(chǔ)器，與8位的微處理器相連，試分析：(1)采用的是什么擴(kuò)展方式？片內(nèi)地址是多少位，片選地址是多少位？（2）每一組芯片的地址范圍是多少？（3）有地址重疊的情況嗎？解：(1)芯片組的容量為1024B，地址范圍為000H-3FFH，地址線數(shù)目10根(A9～A0)。(2)根據(jù)圖1所示的連線，各芯片組的片選端由地址線A15、A14進(jìn)行澤碼。芯片組內(nèi)地址線為A9～A0，A13～A10空閑，即為任意態(tài)。假設(shè)A13～A0為全0，4KBRAM的尋址范圍分別是：第0組0000H～03FFH第1組4000H～43FFH第2組8000H～83FFH第3組C000H～C3FFH這4KB存儲(chǔ)器的地址空間是不連續(xù)的。(3)由于A13～A10沒(méi)有參與譯碼(部分譯碼)，所以存儲(chǔ)器存在地址重疊現(xiàn)象。3．下圖是CPU 與主存的連接圖，請(qǐng)