計算機組成原理簡詳知識點概要和復習習題解析試卷

1、計算機組成原理的試題、習題、復習資料“計算機組成原理”資料第1章概論一、名詞解釋：（第一章的名稱解釋是考試的重點）.主機：由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機。.CPU:中央處理器，是計算機的核心部件，由運算器和控制器構(gòu)成。.運算器：計算機中完成運算功能的部件，由 ALU和寄存器構(gòu)成。.ALU :算術邏輯運算單元，負責執(zhí)行各種算術運算和邏輯運算。.外圍設備：計算機的輸入輸出設備，包括輸入設備，輸出設備和外存儲設 備。.數(shù)據(jù)：編碼形式的各種信息，在計算機中作為程序的操作對象。.指令：是一種經(jīng)過編碼的操作命令，它指定需要進行的操作，支配計算機 中的信息傳遞以及主機與輸入輸出設

2、備之間的信息傳遞，是構(gòu)成計算機軟件的基本兀素。.透明：在計算機中，從某個角度看不到的特性稱該特性是透明的。.位：計算機中的一個二進制數(shù)據(jù)代碼，計算機中數(shù)據(jù)的最小表示單位。.字：數(shù)據(jù)運算和存儲的單位，其位數(shù)取決于具體的計算機。11字節(jié)：衡量數(shù)據(jù)量以及存儲容量的基本單位。1字節(jié)等于8位二進制信息,.字長：一個數(shù)據(jù)字中包含的位數(shù)，反應了計算機并行計算的能力。一般 為8位、16位、32位或64位。.地址：給主存器中不同的存儲位置指定的一個二進制編號。.存儲器：計算機中存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，分為內(nèi)存和外存。.總線：計算機中連接功能單元的公共線路，是一束信號線的集合，包括 數(shù)據(jù)總線。地址總線和控制總線。.

3、硬件：由物理元器件構(gòu)成的系統(tǒng)，計算機硬件是一個能夠執(zhí)行指令的設 備。.軟件：由程序構(gòu)成的系統(tǒng)，分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。.兼容：計算機部件的通用性。.軟件兼容：一個計算機系統(tǒng)上的軟件能在另一個計算機系統(tǒng)上運行，并 得到相同的結(jié)果，則稱這兩個計算機系統(tǒng)是軟件兼容的。.程序：完成某種功能的指令序列。.寄存器：是運算器中若干個臨時存放數(shù)據(jù)的部件，由觸發(fā)器構(gòu)成，用于 存儲最頻繁使用的數(shù)據(jù)。.容量：是衡量容納信息能力的指標。.主存：一般采用半導體存儲器件實現(xiàn)，速度較高。成本高且當電源斷開 時存儲器的內(nèi)容會丟失。.輔存：一般通過輸入輸出部件連接到主存儲器的外圍設備，成本低，存 儲時間長。.操作系統(tǒng)：主要的系

4、統(tǒng)軟件，控制其它程序的運行，管理系統(tǒng)資源并且 為用戶提供操作界面。.匯編程序：將匯編語言程序翻譯成機器語言程序的計算機軟件。.匯編語言：采用文字方式（助記符）表示的程序設計語言，其中大部分 指令和機器語言中的指令一一對應，但不能被計算機的硬件直接識別。編譯程序：將高級語言程序轉(zhuǎn)換成機器語言程序的計算機軟件。.解釋程序：解釋執(zhí)行高級語言程序的計算機軟件，解釋并立即執(zhí)行源程 序的語句。.系統(tǒng)軟件：計算機系統(tǒng)的一部分，進行命令解釋、操作管理、系統(tǒng)維護、 網(wǎng)絡通信、軟件開發(fā)和輸入輸出管理的軟件，與具體的應用領域無關。.應用軟件：完成應用功能的軟件，專門為解決某個應用領域中的具體任 務而編寫。.指令流：

5、在計算機的存儲器與 CPU之間形成的不斷傳遞的指令序列。從 存儲器流向控制器。.數(shù)據(jù)流：在計算機的存儲器與 CPU之間形成的不斷傳遞的數(shù)據(jù)序列。存 在于運算器與存儲器以及輸入輸出設備之間。.接口：計算機主機與外圍設備之間傳遞數(shù)據(jù)與控制信息的電路。計算機 可以與多種不同的外圍設備連接，因而需要有多種不同的輸入輸出接口。二、填空題：系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng)和語言處理程序及診斷程序等。（2005年）18.構(gòu)成中央處理器的兩大部件是運算器和控制器第2章數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)運算、名詞解釋：基數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，對階碼所代表的指數(shù)值的數(shù)據(jù)，在計算機中是一個常數(shù)，不用代碼表示。移碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，符

6、號位用 1表示正，0表示負，其余位與補碼相同。溢出：指數(shù)的值超出了數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。偶校驗碼：讓編碼組代碼中1的個數(shù)為偶數(shù)，違反此規(guī)律為校驗錯。.原碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，一個符號位表示數(shù)據(jù)的正負，0代表正號，1代表負號，其余的代表數(shù)據(jù)的絕對值。.補碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是將二進制位按位取反后在最低位上加 1.反碼：帶符號數(shù)據(jù)的表示方法之一，正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼是將 二進制位按位取反.階碼：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，表示小數(shù)點的位置的代碼。.尾數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，表示數(shù)據(jù)有效值的代碼。.機器零：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，階碼和尾數(shù)都全為 0時代

7、表的0值。.上溢：指數(shù)的絕對值太大，以至大于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。.下溢：指數(shù)的絕對值太小，以至小于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。.規(guī)格化數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，為使浮點數(shù)具有唯一的表示方式所作的規(guī)定， 規(guī)定尾數(shù)部分用純小數(shù)形式給出，而且尾數(shù)的絕對值應大于1/R,即小數(shù)點后的第一位不為零。.Booth算法：一種帶符號數(shù)乘法，它采用相加和相減的操作計算補碼數(shù)據(jù)的乘 積。.海明距離：在信息編碼中，兩個合法代碼對應位上編碼不同的位數(shù)。.馮？諾依曼舍入法：浮點數(shù)據(jù)的一種舍入方法，在截去多余位時，將剩下數(shù) 據(jù)的最低位置1.檢錯碼：能夠發(fā)現(xiàn)某些錯誤 或具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。.糾錯碼：能夠發(fā)現(xiàn)某些錯

8、誤 并且具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。.奇校驗碼：讓編碼組代碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，違反此規(guī)律為校驗錯。.海明碼：一種常見的糾錯碼，能檢測出兩位錯誤，并能糾正一位錯誤。.循環(huán)碼：一種糾錯碼，其合法碼字移動任意位后的結(jié)果仍然是一個合法碼字。.桶形移位器：可將輸入的數(shù)據(jù)向左、向右移動 1位或多位的移位電路。二、數(shù)制度的轉(zhuǎn)換：（2001年）1.若十進制數(shù)據(jù)為137.5則其八進制數(shù)為（）。A.89.8B.211.4C.211.5D.1011111.101分析：十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進制數(shù)時，整數(shù)部分和小數(shù)部分要用不同的方法來 處理。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)化采用除基取余法：將整數(shù)除以8,所得余數(shù)即為八進制數(shù)的個位上數(shù)碼，再將

9、商除以8,余數(shù)為八進制十位上的數(shù)碼如此反復進行， 直到商是0為止；對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化，采用乘基取整法：將小數(shù)乘以8,所得積的整數(shù)部分即為八進制數(shù)十分位上的數(shù)碼，再將此積的小數(shù)部分乘以8,所得積的整數(shù)部分為八進制數(shù)百分位上的數(shù)碼， 如此反復直到積是0為止。此題經(jīng)轉(zhuǎn) 換后得八進制數(shù)為211.40.答案：B（2002年）1.若十進制數(shù)為132.75,則相應的十六進制數(shù)為（）。A.21.3B.84.cC.24.6D.84.6分析：十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進制數(shù)時，采用除 16取余法；對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化， 采用乘16取整法：將小數(shù)乘以16,所得積的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為十六進制。此題經(jīng) 轉(zhuǎn)換后得十六進制數(shù)為84.c.答案：B

10、（2003年）14.若十六進制數(shù)為 A3.5 ,則相應的十進制數(shù)為（）。A.172.5B.179.3125C.163.3125D.188.5分析：將十六進制數(shù)A3.5轉(zhuǎn)換為相應的十進制數(shù)，可采用乘幕相加法完成， 即：10X161+3X 160+5/161=163.3125.答案：C（2004年）1.若二進制數(shù)為1111.101 ,則相應的十進制數(shù)為（）。A.15.625B.15.5C.14.625D.14.5分析：將二進制數(shù)1111.101轉(zhuǎn)換為相應的十進制數(shù)，可采用乘幕相加法完成, 即：1 X23+1 X 22+1 X21+1X20+ 1/（21） +1/（23）=15.625.答案：A（2

11、005年）2.若十六進制數(shù)為B5.4,則相應的十進制數(shù)為（）。A.176.5B.176.25C.181.25D.181.5分析：將十六進制數(shù)B5.4轉(zhuǎn)換為相應的十進制數(shù)，可采用乘幕相加法完成, 即：11X161+5X160+4/161=181.25.答案：C（1）十進制轉(zhuǎn)換為二進制。方法：整數(shù)部分除 2取余，小數(shù)部分乘2取整。（2）二進制轉(zhuǎn)換為八進制方法：以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左每三位分為一組，最左端不夠 三位補零；小數(shù)部分從左向右每三位分為一組，最右端不夠三位補零；最后 將每小組轉(zhuǎn)換位一位八進制數(shù)。（3）二進制轉(zhuǎn)換為十六進制方法：以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左每四位分為一組，最左端不夠

12、四位 補零；小數(shù)部分從左向右每四位分為一組， 最右端不夠四位補零；最后將每小組 轉(zhuǎn)換位一位十六進制數(shù)。三、數(shù)據(jù)編碼：定點數(shù)編碼：（2000年）2.如果X為負數(shù)，由兇補求卜X補是將（）。X補各值保持不變X補符號位變反，其它各位不變X補除符號位外，各位變反，末尾加1 TOC o 1-5 h z D.X補連同符號位一起各位變反，末尾加1分析：不論X是正數(shù)還是負數(shù)，由X補求-X補的方法是對兇補求補，即連同符號位一起按位取反，末尾加 1.答案：D（2001 年）2.若x補=0.1101010 ,貝U x 原=（）。A.1.0010101B.1.0010110C.0.0010110D.0.1101010分

13、析：正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是用正數(shù)的補碼按位取反， 末位加1求得。此題中X補為正數(shù)，則X原與X補相同。答案：D（2002 年）2.若 x=1011,則岡補=（）。A.01011B.1011C.0101D.10101分析：x為正數(shù)，符號位為0,數(shù)值位與原碼相同，結(jié)果為01011.答案： A（2003年）8.若X補=1.1011 ,則真值 X 是（）。A.-0.1011B.-0.0101C.0.1011D.0.0101分析：X補=1.1011,其符號位為1,真值為負；真值絕對值可由其補碼 經(jīng)求補運算得到，即按位取后得0.0100再末位加1得0.0101,故其真值為-0.0101. 答案：

14、B（2004年）13.設有二進制數(shù)x=1101110,若采用8位二進制數(shù)表示，則 X補（）。A.11101101B.10010011C.00010011D.10010010分析：x=1101110為負數(shù)，負數(shù)的補碼是將二進制位按位取反后在最低位上加1,故x補=10010010.答案：D（2005年）1.若X補=0.1011,則真值 X=（）。A.0.1011B.0.0101C.1.1011D.1.0101分析：X補=0.1011,其符號位為0,真值為正；真值就是0.1011.答案：A（2001） 3.若定點整數(shù)64位，含1位符號位，補碼表示，則所能表示的 絕對值最大負數(shù)為（）。A.-264B.

15、- （ 264-1 ）C.-263D.- （263-1）分析：字長為64位，符號位為1位，則數(shù)值位為63位。當表示負數(shù)時, 數(shù)值位全0為負絕對值最大，為-263.答案：C（2002年）3.某機字長8位，含一位數(shù)符，采用原碼表示，則定點小數(shù)所能表示的非零最小正數(shù)為（）A.2-9B.2-8C.1-D.2-7分析：求最小的非零正數(shù)，符號位為 0,數(shù)值位取非0中的原碼最小值，此8 位數(shù)據(jù)編碼為：00000001,表示的值是：2-7.答案：D（2003年）13.n+1位的定點小數(shù)，其補碼表示的是（A.-1 x 1-2-nB.-1 x 1-2-nC.-1 x 1-2-nD.-1 x 1-2-nn+1 n+

16、1 n+1 n+1 n+1 n+1 n+1n+1 n+1 n+1位定點整數(shù)原碼 位點定小數(shù)原碼 位定點整數(shù)補碼 位點定小數(shù)補碼 位定點整數(shù)反碼 位點定小數(shù)反碼 位定點整數(shù)移碼 位點定小數(shù)移碼分析：編碼方式最小值編碼最小值最大值編碼最大值數(shù)值范圍位無符號定點整數(shù) 000- 000 0 111T11 2n+1-1 0 x2n+1-1位無符號定點小數(shù) 0.00-000 0 0.11111 1-2-n 0 x 1-2-n 1111-111 -2n+1 0111 111 2n-1 -2n+1& x2n-1 1.111.111 -1+2-n 0.111-111 1-2-n -1+2-n x 1-2-n 1

17、000000 -2n 0111111 2n-1 -2n x2n-11.000- -000 -1 0.111-111 1-2-n -1& x 1-2-n1000- 000 -2n+1 0111-111 2n-1 -2n+1x2n-11.000000 -1+2-n 0.111111 1-2-n -1+2-n x 1-2-n 0000- 000 -2n 1111 111 2n-1 -2n x2n-1小數(shù)沒有移碼定義答案：A（2004年）12.定點小數(shù)反碼x反=x0. x1xn表示的數(shù)值范圍是（）A.-1+2-n x 1-2-nB.-1+2-nx 1-2-nC.-1+2-n x 1-2-nD.-1+2

18、-nx 1-2-n答案：C（2005年）3.一個n+1位整數(shù)原碼的數(shù)值范圍是（）。A.-2n+1 x 2n-1B.-2n+1x2n-1C.-2n+1 x 2n-1D.-2n+1 x2n-1 答案：D浮點數(shù)編碼：（2002年）4.設某浮點數(shù)共12位。其中階碼含1位階符共4位，以2為底,補碼表示；尾數(shù)含1位數(shù)符共8位，補碼表示，規(guī)格化。則該浮點數(shù)所能表示的 最大正數(shù)是（）。A.27B.28C.28-1D.27-1分析：為使浮點數(shù)取正數(shù)最大，可使尾數(shù)取正數(shù)最大，階碼取正數(shù)最大。 尾數(shù)為8位補碼（含符號位），正最大為01111111為1-2-7,階碼為4位補碼（含 符號位）,正最大為0111,為7,則

19、最大正數(shù)為：（1-2-7） X27=27-1.答案：D四、定點數(shù)加減法：（2001年）5.若采用雙符號位，則發(fā)生正溢的特征是：雙符號位為（）。A.00B.01C.10D.11分析：采用雙符號位時，第一符號位表示最終結(jié)果的符號，第二符號位 表示運算結(jié)果是否溢出。當?shù)诙缓偷谝晃环栂嗤瑒t未溢出；不同，則溢出。 若發(fā)生正溢出，則雙符號位為01,若發(fā)生負溢出，則雙符號位為10.答案：B2005年）4.若采用雙符號位補碼運算，運算結(jié)果的符號位為01,則（）。A.產(chǎn)生了負溢出（下溢）B.產(chǎn)生了正溢出（上溢）C.結(jié)果正確，為正數(shù)D.結(jié)果正確，為負數(shù)分析：采用雙符號位時，第一符號位表示最終結(jié)果的符號，第二

20、符號位 表示運算結(jié)果是否溢出。當?shù)诙缓偷谝晃环栂嗤?，則未溢出；不同，則溢出。 若發(fā)生正溢出，則雙符號位為01,若發(fā)生負溢出，則雙符號位為10.答案：B兩種判斷溢出的方法：（1）兩正數(shù)相加結(jié)果為負或兩負數(shù)相加結(jié)果為正就說明產(chǎn)生了溢出（2）最高位進位和次高位進位不同則發(fā)生了溢出五、定點數(shù)的乘除法：（2001年）請用補碼一位乘中的 Booth算法計算x? y=? x=0101, y=-0101, 列出計算過程。分析：補碼一位乘法中的Booth算法是一種對帶符號數(shù)進行乘法運算的 十分有效的處理方法，采用相加和相減的操作計算補碼數(shù)據(jù)的乘積。做法是從最低位開始, 時加乘數(shù), 答案 循環(huán)01比較相臨的數(shù)

21、位，相等時不加不減，只進行右移位操作；不相等（01） 不相等（10時）相減乘數(shù)，再右移位；直到所有位均處理完畢:x=0101, x 補=0101, -x 補=1011, y=-0101, y 補=1011步驟初始值減 0101 右移1位無操作 右移1位加 0101 右移1位減 0101 右移1位乘積（R0 R1 P）0000 1011 01011 1011 01101 1101 11101 1101 11110 1110 10011 1110 10001 1111 01100 1111 01110 0111 1所以結(jié)果為x? y補=11101111真值為-00011001,十進制值為-25.（

22、2002年）已知x=0011, y=-0101,試用原碼一位乘法求 xy= ?請給出規(guī) 范的運算步驟，求出乘積。分析：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果 的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。 原碼一位乘法的每一次循環(huán)的操作是最低位為 1,加被乘數(shù)的絕對值后右移1位;最低位為0,加0后右移1位。幾位乘法就循環(huán)幾次。答案：x原=00011, y原=10101, |x|=0011, |y|=0101,結(jié)果的符號位 10=1循環(huán) 步驟乘積(R0 R1) TOC o 1-5 h z 0初始值000001011加001100110101右移1位000

23、1 10102加000011010右移1位0000 11013加001100111101右移1位0001 11104加000011110右移1位0000 1111所以結(jié)果為-00001111（2003年）32.用Booth算法計算7X （-3）。要求寫出每一步運算過程及運 算結(jié)果。（2004年）32.用原碼的乘法方法進行 0110X 0101的四位乘法。要求寫出 每一步運算過程及運算結(jié)果。（2005年）32.用原碼加減交替一位除法進行 7 + 2運算。要求寫出每一步運 算過程及運算結(jié)果。答案：7的原碼0111, 3的原碼0011,結(jié)果符號是0 0=0 x/y的分步運算過程 余數(shù)(R0 R1)

24、0000 01110000 11101101 1110 0000 1110 (0) 0001 11001110 11000001 1100 (0)0011 10000000 10000000 1000 (1)0001 00011110 0001原碼加減交替除法求 循環(huán)步驟0初始值左移，冏01 減 0011 力口 0011,商 0 左移1位2 減 0011 力口 0011,商 0 左移1位3 減 0011 商1左移1位4 減 0011加 0011,商 00001 0001 (0)左移1位0010 0010R0 右移 1 位0001 0010所以，商是0010,即2;余數(shù)是0001,即1.（200

25、0年）1.在原碼一位乘中，當乘數(shù) Yi為1時，（）。A.被乘數(shù)連同符號位與原部分積相加后，右移一位B.被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后，右移一位C.被乘數(shù)連同符號位右移一位后，再與原部分積相加D.被乘數(shù)絕對值右移一位后，再與原部分積相加分析：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果 的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。 數(shù)值位相乘時，當乘數(shù)某位為1時，將被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后， 右移一 位。答案：B（2001年）7.原碼乘法是（ A）。A.先取操作數(shù)絕對值相乘，符號位單獨處理B.用原碼表示操作數(shù)，然后直接相乘C.被乘數(shù)用原碼表示，乘數(shù)取絕對值

26、，然后相乘D.乘數(shù)用原碼表示，被乘數(shù)取絕對值，然后相乘分析：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果 的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。 答案：A8.原碼加減交替除法又稱為不恢復余數(shù)法，因此（c ）。A.不存在恢復余數(shù)的操作B.當某一步運算不夠減時，做恢復余數(shù)的操作C.僅當最后一步余數(shù)為負時，做恢復余數(shù)的操作D.當某一步余數(shù)為負時，做恢復余數(shù)的操作分析：在用原碼加減交替法作除法運算時，商的符號位是由除數(shù)和被除 數(shù)的符號位異或來決定的，商的數(shù)值是（湖北自考網(wǎng)）由除數(shù)、被除數(shù)的絕對值通 過加減交替運算求得的。由于除數(shù)、被除數(shù)取的都是絕對值，那么最

27、終的余數(shù)當 然應是正數(shù)。如果最后一步余數(shù)為負，則應將該余數(shù)加上除數(shù)，將余數(shù)恢復為正 數(shù)，稱為恢復余數(shù)。答案：C（2002年）5.原碼乘法是指（B）。A.用原碼表示乘數(shù)與被乘數(shù)，直接相乘B.取操作數(shù)絕對值相乘，符號位單獨處理C.符號位連同絕對值一起相乘D.取操作數(shù)絕對值相乘，乘積符號與乘數(shù)符號相同答案：B六、邏輯運算：（2005年）5.已知一個8位寄存器的數(shù)值為11001010,將該寄存器小循環(huán) 左移一位后，結(jié)果為（）。A.01100101B.10010100C.10010101D.01100100分析：移位種類運算規(guī)則算術左移 每位左移一位，最右位移入0,最高位移出進入標志寄存器 C位算術右移

28、每位右移一位，最高位符號復制，最低位移出進入標志寄存器C邏輯左移 每位左移一位，最右位移入 0,最高位移出進入標志寄存器 C位邏輯右移 每位右移一位，最右位移入0,最低位移出進入標志寄存器 C位小循環(huán)左移每位左移一位，最高位進入最低位和標志寄存器 C位小循環(huán)右移每位右移一位，最低位進入最高位和標志寄存器 C位大循環(huán)左移 每位左移一位，最高位進入標志寄存器 C位，C位進入最低位大循環(huán)右移 每位右移一位，最低位進入標志寄存器 C位，C位進入最高位答案：C七、浮點數(shù)運算：(2001) 6.浮點加減中的對階的(A)。A.將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼相同B.將較大的一個階碼調(diào)整到與較小的一個階

29、碼相同C.將被加數(shù)的階碼調(diào)整到與加數(shù)的階碼相同D.將加數(shù)的階碼調(diào)整到與被加數(shù)的階碼相同分析：浮點加減法中的對階是向較大階碼對齊，即將較小的一個階碼調(diào) 整到與較大的一個階碼相同。答案：A例：用浮點數(shù)運算步驟對56+5進行二進制運算，浮點數(shù)格式為1位符號位、 5位階碼、10位尾碼，基數(shù)為2.5610=1110002=0.111000MM MIMMDR MDRIR,OP(IR) -CU Ad(IR) -MAR ACOMDR MARMM WRADD Mt令：P8MAR MARMM MIMMDRMDRIR,OP(IR)-CU Ad(IR) -MAR RD MMMDR MDRX,ADD ALLHACC A

30、CCMDR WR假設主存容量256M*32位，在指令字長、存儲字長、機器字長相等的條件下， ACC X、IR、MDRJ存器均為32位，PC和MARif存器均為28位。.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？解：計算機區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下 2種方法：通過不同的時間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段（或取指微程序） 取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相應微程序）取出的即為數(shù)據(jù)。通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲單元地址的取出的是指令，由指令地 址碼部分提供存儲單元地址的取出的是操作數(shù)。第2章計算機的發(fā)展及應用.通常計算機的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)？答：P22主要以組成計算機基本電路的元器件為依據(jù)，

31、 如電子管、晶體管、集成電路.舉例說明專用計算機和通用計算機的區(qū)別。答：按照計算機的效率、速度、價格和運行的經(jīng)濟性和實用性可以將計算機劃分 為通用計算機和專用計算機。通用計算機適應性強，但犧牲了效率、速度和經(jīng)濟 性，而專用計算機是最有效、最經(jīng)濟和最快的計算機，但適應性很差。例如個人 電腦和計算器。.什么是摩爾定律？該定律是否永遠生效？為什么？答：P23,否，P36第3章系統(tǒng)總線1.什么是總線？總線傳輸有何特點？為了減輕總線負載，總線上的部件應具備 什么特點？答：P41.總線是多個部件共享的傳輸部件。總線傳輸?shù)奶攸c是：某一時刻只能有一路信息在總線上傳輸，即分時使用。 為了減輕總線負載，總線上的部

32、件應通過三態(tài)驅(qū)動緩沖電路與總線連通。.為什么要設置總線判優(yōu)控制？常見的集中式總線控制有幾種？各有何特點？哪種方式響應時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？答：總線判優(yōu)控制解決多個部件同時申請總線時的使用權(quán)分配問題；常見的集中式總線控制有三種：鏈式查詢、計數(shù)器定時查詢、獨立請求；特點：鏈式查詢方式連線簡單，易于擴充，對電路故障最敏感；計數(shù)器定時 查詢方式優(yōu)先級設置較靈活，對故障不敏感，連線及控制過程較復雜；獨立請求 方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。.解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復用、總線的主設備（或主模塊）、 總線的從設備（或從模塊）、總線的傳輸周期和總線的通信控制。答

33、：P46總線寬度：通常指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)；總線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復用：指同一條信號線可以分時傳輸不同的信號。總線的主設備（主模塊）：指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設備（模 塊）；總線的從設備（從模塊）：指一次總線傳輸期間，配合主設備完成數(shù)據(jù)傳輸 的設備（模塊），它只能被動接受主設備發(fā)來的命令；總線的傳輸周期：指總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時間；總線的通信控制：指總線傳送過程中雙方的時間配合方式。.試比較同步通信和異步通信。答：同步通信：指由統(tǒng)一時鐘控制的通信，控制方式簡單，靈活性差，當系統(tǒng)中 各部件工作速度差異較大時，總線工作效率明顯下降。適

34、合于速度差別不大的場 合。異步通信：指沒有統(tǒng)一時鐘控制的通信，部件間采用應答方式進行聯(lián)系，控 制方式較同步復雜，靈活性高，當系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時， 有利于提 高總線工作效率。8.為什么說半同步通信同時保留了同步通信和異步通信的特點？答：半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時鐘控制，又能像異步通信那樣允許 傳輸時間不一致，因此工作效率介于兩者之間。.為什么要設置總線標準？你知道目前流行的總線標準有哪些？什么叫 plugand play ?哪些總線有這一特點？答：總線標準的設置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題；目前流行的總線標準有：ISA、EISA PCI等；plug and pl

35、ay :即插即用，EISA、PCI等具有此功能。.畫一個具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。答：在總線的兩端分別配置三態(tài)門，就可以使總線具有雙向傳輸功能。氏一!廠 b04=Lai 力彳t bia至bb至a.設數(shù)據(jù)總線上接有 A B C D四個寄存器，要求選用合適的74系列芯片, 完成下列邏輯設計：(1)設計一個電路，在同一時間實現(xiàn) A A、D- B和 A C寄存器間的傳送；(2)設計一個電路，實現(xiàn)下列操作：T0時刻完成A總線；T1時刻完成總線一 A;T2時刻完成A一總線；T3時刻完成總線一 Bo解：（1）由T打開三態(tài)門將D寄存器中的內(nèi)容送至總線bus,由cp脈沖同時將 總線上的數(shù)據(jù)打入到A、B C寄

36、存器中。T和cp的時間關系如圖（1）所示。圖(1)rLTLTLrLrLTn三態(tài)門2（2）三態(tài)門1受T0+ T1控制，以確保T0時亥ij A總線，以及T1時亥總線 一接收門1 一A。三態(tài)門2受T2+ T3控制，以確保T2時刻Ac總線，以及T3時 刻總線一接收門2一B。T0、T1、T2、T3波形圖如圖（2）所示。A 工 接收門1 工BUS第四章.存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層次？計算機如何 管理這些層次？答：存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在 Cache-主存和主存-輔存這兩個存儲層次上。Cache-主存層次在存儲系統(tǒng)中主要對CPU存起加速作用，即從整體運行的 效果分析，CPUJ存速

37、度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價卻接近 于主存。主存-輔存層次在存儲系統(tǒng)中主要起擴容作用，即從程序員的角度看，他所 使用的存儲器其容量和位價接近于輔存，而速度接近于主存。綜合上述兩個存儲層次的作用，從整個存儲系統(tǒng)來看，就達到了速度快、容 量大、位價低的優(yōu)化效果。主存與CACHE：問的信息調(diào)度功能全部由硬件自動完成。 而主存與輔存層次 的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲技術實現(xiàn)，即將主存與輔存的一部分通過軟硬結(jié)合 的技術組成虛擬存儲器，程序員可使用這個比主存實際空間 （物理地址空間）大 得多的虛擬地址空間（邏輯地址空間）編程，當程序運行時，再由軟、硬件自動 配合完成虛擬地址空間與主存實際

38、物理空間的轉(zhuǎn)換。因此，這兩個層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對于程序員來說都是透明的。.說明存取周期和存取時間的區(qū)別。解：存取周期和存取時間的主要區(qū)別是： 存取時間僅為完成一次操作的時間， 而 存取周期不僅包含操作時間，還包含操作后線路的恢復時間。即：存取周期=存取時間+恢復時間.什么是存儲器的帶寬？若存儲器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為200ns,則存儲器的帶寬是多少？解：存儲器的帶寬指單位時間內(nèi)從存儲器進出信息的最大數(shù)量。存儲器帶寬=1/200ns X32位=160M位/秒=20MB/秒=5M 字/秒注意：字長32位，不是16位。（注：1ns=10-9s）.某機字長為32位，具存儲容量是64KB

39、,按字編址它的尋址范圍是多少？若 主存以字節(jié)編址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。解：存儲容量是64KB時，按字節(jié)編址的尋址范圍就是 64K,如按字編址，其尋 址范圍為：64K /（32/8） = 16K主存字地址和字節(jié)地址的分配情況：（略）。. 一個容量為16Kx 32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當選用 下列不同規(guī)格的存儲芯片時，各需要多少片？1KX4 位，2KX8 位，4KX4 位，16Kxi 位，4KX 8 位，8KX 8 位 解：地址線和數(shù)據(jù)線的總和 =14 + 32 = 46 根；選擇不同的芯片時，各需要的片數(shù)為:1KX 4: (16KX 32) / 2Kx 8:

40、 (16KX 32) /4Kx 4: (16KX 32) / 16Kx 1： (16KX 32) /(1KX 4) = 16X8 = 128 片(2KX 8) = 8X4 = 32 片(4KX4) = 4X8 = 32 片(16KX 1) = 1 X32 = 32 片4Kx 8: (16KX 32) / (4KX 8) = 4X4 = 16 片8Kx 8: (16KX 32) / (8KX 8) = 2X4 = 8 片.試比較靜態(tài)RAMF動態(tài)RAM 答：略。（參看課件）.什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。 解：刷新：對DRAM1期進行的全部重寫過程；刷新原因：因電容泄漏而引起的 D

41、RA所存信息的衰減需要及時補充，因此 安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時間內(nèi)，集中安排一段時間進行刷新，存在CPUS存死時間。分散式：在每個讀/寫周期之后插入一個刷新周期，無 CPLa存死時間。異步式：是集中式和分散式的折衷。.半導體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方式有幾種？解：半導體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方式有兩種：線選法和重合法。線選法：地址譯碼信號只選中同一個字的所有位，結(jié)構(gòu)簡單，費器材；重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點即為所選單元。這種方法通過行、列譯碼信號的重合來選址，也稱矩陣譯碼?？纱蟠蠊?jié)省器材用 量，是最常用的譯碼驅(qū)

42、動方式。. 一個8Kx 8位的動態(tài)RAM5片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成 256X 256形式，存取周 期為0.1 so試問采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各 為多少？解：采用分散刷新方式刷新間隔為：2ms,其中刷新死時間為：256X0.1 s s=25.6 s s采用分散刷新方式刷新間隔為：256X （0.1 s+X0.1 s） =51.2 s S采用異步刷新方式刷新間隔為:2ms.畫出用1024X4位的存儲芯片組成一個容量為64Kx 8位的存儲器邏輯框圖。要求將64K分成4個頁面，每個頁面分16組，指出共需多少片存儲芯片。解：設采用SRAM5片，則：總片數(shù)=（64KX8 位）/ （

43、1024X4 位）=64X2 = 128 片題意分析：本題設計的存儲器結(jié)構(gòu)上分為總體、頁面、組三級，因此畫圖時也應分三級畫。首先應確定各級的容量：頁面容量=總?cè)萘? 頁面數(shù)=64KX8 / 4 = 16K X8位，4片16Kx 8字 串聯(lián)成64Kx 8位組容量二頁面容量/ 組數(shù) =16Kx 8位/ 16 = 1K X8位，16片1KX 8 位字串聯(lián)成16Kx 8位組內(nèi)片數(shù)=組容量/片容量=1KX8位/ 1KX4位=2片,兩片1KX4 位芯片位并聯(lián)成1KX 8位存儲器邏輯框圖：（略）。.設有一個64Kx 8位的RAMS片，試問該芯片共有多少個基本單元電路（簡 稱存儲基元）？欲設計一種具有上述同樣

44、多存儲基元的芯片，要求對芯片字長的 選擇應滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，試確定這種芯片的地址線和數(shù)據(jù)線， 并說明有幾種解答。解：存儲基元總數(shù) =64Kx 8位=512K位=2 19位；思路：如要滿足地址線和數(shù)據(jù)線總和最小，應盡量把存儲元安排在字向，因為地址位數(shù)和字數(shù)成2的幕的關系，可較好地壓縮線數(shù)。解：設地址線根數(shù)為a,數(shù)據(jù)線根數(shù)為b,則片容量為：2ax b = 2 19; b = 219-a;若 a = 19 , b = 1，總和=19+1 = 20 ;a = 18 , b = 2 ,總和=18+2 = 20 ;a = 17 , b = 4 ,總和=17+4 = 21 ;a = 16 ,

45、b = 8 ,總和=16+8 = 24 ;由上可看出：片字數(shù)越少，片字長越長，引腳數(shù)越多。片字數(shù)減1、片位數(shù)均按2的幕變化。結(jié)論：如果滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案 有兩種：地址線=19根，數(shù)據(jù)線=1根；或地址線=18根，數(shù)據(jù)線=2根。.某8位微型機地址碼為18位，若使用4KX 4位的RAM5片組成模塊板結(jié)構(gòu) 的存儲器，試問：(1)該機所允許的最大主存空間是多少？(2)若每個模塊板為32Kx 8位，共需幾個模塊板？(3)每個模塊板內(nèi)共有幾片RAMK片？(4)共有多少片RAM(5) CPlft:何選擇各模塊板？解：(1)該機所允許的最大主存空間是：218 X 8位=256

46、KX 8位=256KB(2)模塊板總數(shù) =256KX 8 / 32K X8 = 8 塊(3)板內(nèi)片數(shù) =32KX8位/ 4K X4位=8X2 = 16片(4)總片數(shù)=16片X8 = 128片CPU!過最高3位地址譯碼輸出選擇模板，次高 3位地址譯碼輸出選擇 芯片。地址格式分配如下：模板號(3位)芯片號(3位)片內(nèi)地址(12位).設CPU#有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ (低電平有效)作訪存控制信號，R/W作讀寫命令信號(高電平為讀，低電平為寫)。現(xiàn)有下列存儲芯片：ROM( 2KX8 位，4KX 4 位，8KX 8 位)，RAM(1KX4 位，2KX8 位，4KX 8 位)，及7413

47、8譯碼器和其他門電路(門電路自定)。試從上述規(guī)格中選用合適芯 片,畫出CPUffi存儲芯片的連接圖。要求：(1)最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，409616383地址范圍為用戶程序區(qū)；(2)指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；(3)詳細畫出片選邏輯。解：(1)地址空間分配圖：系統(tǒng)程序區(qū)(ROM 4KB): 0000H-0FFFH用戶程序區(qū)(RAMtt 12KB): 1000H-FFFFH(2)選片：ROM選擇4KX4位芯片2片，位并聯(lián)RAM選擇4KX 8位芯片3片,字串聯(lián)(RAM1地址范圍為：1000H-1FFFH,RAM2 地址范圍為 2000H-2FFFH, RAM3 地址范圍 為:3000H-3FF

48、FH)(3)各芯片二進制地址分配如下:A1 5A14A1 3A1 2A1 1A1 0A9A8A7A6A5A4A3A2A 1A 0ROM1, 200000000000000000 10 00011 11p1 1p11p1RAM100010000000000000001111111111111RAM20 10 110000 101 00 101 0001 000010111111111111RAM30 10 11000 :0：00 0：000：000011111111111111CPLW存儲器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖(3)所示:圖(3). CPU假設同上題,現(xiàn)有8片8KX8位的RAMIES與CP

49、U連，試回答：(1)用74138譯碼器畫出CPUW存儲芯片的連接圖；(2)寫出每片RAM勺地址范圍；(3)如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片 RAM!入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的 存儲芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。(4)根據(jù)(1)的連接圖，若出現(xiàn)地址線 A13與CPUW線，并搭接到高電平 上，將出現(xiàn)什么后果？解：(1) CPUt存儲器芯片連接邏輯圖：+5V（2）地址空間分配圖：RAM0:0000H-1FFFHRAM1:2000H-3FFFHRAM2:4000H-5FFFHRAM3:6000H-7FFFHRAM4:8000H-9FFFHRAM5:A000H-BFFFHRAM6:C000H-D

50、FFFHRAM7:E000H-FFFFH（3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片 RAMW入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的 存儲芯片（RAM5郁有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因為：該存儲芯片的片選 輸入端很可能總是處于低電平。假設芯片與譯碼器本身都是好的，可能的情況有：1）該片的-CS端與-WE端錯連或短路；2）該片的-CS端與CPU-MREQg錯連或短路；3）該片的-CS端與地線錯連或短路。（4）如果地址線A13與CPUt線，并搭接到高電平上，將會出現(xiàn) A13包為 “1”的情況。此時存儲器只能尋址 A13=1的地址空間（奇數(shù)片），A13=0的另一 半地址空間（偶數(shù)片）將永遠訪問不到。若對 A13=

51、0的地址空間（偶數(shù)片）進行 訪問，只能錯誤地訪問到 A13=1的對應空間（奇數(shù)片）中去。.寫出1100、1101、1110、1111對應的漢明碼。解：有效信息均為n=4位，假設有效信息用b4b3b2b1表示校驗位位數(shù)k=3位，（2k=n+k+1）設校驗位分別為c1、c2、c3,則漢明碼共4+3=7位,即：c1c2b4c3b3b2b1 校驗位在漢明碼中分別處于第1、2、4位c1=b4 b3 b1c2=b4 b2 b1c3=b3 b2 bl當有效信息為當有效信息為當有效信息為當有效信息為1100 時,1101 時,1110 時,1111 時,c3c2c1=011,漢明碼為 c3c2c1=100,漢

52、明碼為 c3c2c1=101,漢明碼為 c3c2c1=010,漢明碼為111010000011101。101111000110111。18.已知收到的漢明碼(按配偶原則配置)為1100100、1100111、1100000、1100001,檢查上述代碼是否出錯？第幾位出錯？解：假設接收到的漢明碼為：c1 c2 b4 c3 b3 b2 b1糾錯過程如下：P1=c1 b4 b3 b1P2=c2 b4 b2 b1P3=c3 b3 b2 b1如果收到的漢明碼為1100100,則p3P2P1=011,說明代碼有錯,第3位(b4 ) 出錯，有效信息為：1100如果收到的漢明碼為1100111,則p3P2P

53、1=111,說明代碼有錯,第7位(b1 ) 出錯，有效信息為：0110如果收到的漢明碼為1100000,則p3P2P1=110,說明代碼有錯，第6位(b2) 出錯，有效信息為：0010如果收到的漢明碼為1100001,則P3P2P1=001,說明代碼有錯,第1位(c1 ) 出錯，有效信息為：000122.某機字長16位，常規(guī)的存儲空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲芯 片，而使訪存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫圖說明。解：若想不改用高速存儲芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取八體交叉存取 技術，8體交叉訪問時序如下圖：1 n _ _111111 11LL_r01 11111111111

54、1111119 111 11111111Lj1111Q 1111 111111114!J111111111111L1U 1 1 11511111111116111111111111111 171_啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體啟動存儲體單體訪存周期M18.什么是“程序訪問的局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部 性原理？解：程序運行的局部性原理指：在一小段時間內(nèi)，最近被訪問過的程序和數(shù)據(jù)很 可能再次被訪問；在空間上，這些被訪問的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲區(qū)； 在訪問順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大（大約5:1 ）0存儲系統(tǒng)中CachL

55、主存層次采用了程序訪問的局部性原理。Cache做在CPUS片內(nèi)有什么女?處？將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開又有什 么好處？答：Cache做在CPUS片內(nèi)主要有下面幾個好處：1）可提高外部總線的利用率。因為 Cache在CPU芯片內(nèi)，CPU問Cache 時不必占用外部總線。2） Cache不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設備與主存的信息傳輸，增強了系統(tǒng)的整體效率。3）可提高存取速度。因為Cache與CPUfc間的數(shù)據(jù)通路大大縮短，故存取速 度得以提高。將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開有如下好處：1）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預取操作的 完成。2

56、）指令Cache可用RO喊現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。3）數(shù)據(jù)Cache對不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活， 既可支持整數(shù)（例32位）， 也可支持浮點數(shù)據(jù)（如64位）。補充：Cache結(jié)構(gòu)改進的第三個措施是分級實現(xiàn)，如二級緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi)Cache （L1）和主存之間再設一個片外 Cache （L2）,片外緩存既可以彌補片內(nèi)緩存容 量不夠大的缺點，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度。30. 一個組相連映射的CACHEa 64塊組成，每組內(nèi)包含 4塊。主存包含4096 塊，每塊由128字組成，訪存地址為字地址。試問主存和高速存儲器的地址各為 幾位？畫出主存地址格式

57、。解：cache 組數(shù)：64/4=16 , Cache 容量為：64*128=213 字，cache 地址 13 位主存共分4096/16=256區(qū)，每區(qū)16塊主存容量為：4096*128=219字，主存地址19位，地址格式如下：主存字塊標記（8位）組地址（4位）字塊內(nèi)地址（7位）第六章12.設浮點數(shù)格式為：階碼5位（含1位階符），尾數(shù)11位（含1位數(shù)符）。寫 出51/128、-27/1024所對應的機器數(shù)。要求如下：（1）階碼和尾數(shù)均為原碼。（2）階碼和尾數(shù)均為補碼。（3）階碼為移碼，尾數(shù)為補碼。解：據(jù)題意畫出該浮點數(shù)的格式:階符1位階碼4位數(shù)符1位尾數(shù)10位將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制:x1 = 51/128= 0.0110011B= 2-1 * 0.110 011B x2= -27/1024= -0.0000011011B =2-5*(-0.11011B )則以上各數(shù)的浮點規(guī)格化數(shù)為:x1 x2x1 x2x1 x2浮=1, 浮=1, 浮=1, 浮=1, 浮=0, 浮=0,0001;0101;1111;1011;1111;1011;0.110 011 000 01.110 110 000 00.110 01