計(jì)算機(jī)習(xí)題和解析

習(xí)題和解析

第一部分《計(jì)算機(jī)組成原理》中各章習(xí)題的解析及補(bǔ)充題的解析。

第I章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

1.1習(xí)題解析

一、選擇題

1.在下列四句話中，最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)主要功能的是。

A.計(jì)算機(jī)可以存儲大量信息

B.計(jì)算機(jī)能代替人的腦力勞動

C.計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)

D.計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)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(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的只能是o

A.符號語言B.機(jī)器語言

C.匯編語言D.機(jī)器語言和匯編語言

解：答案為B。

4.運(yùn)算器的核心部件是。

A.數(shù)據(jù)總線B.數(shù)據(jù)選擇器C.累加寄存器D.算術(shù)邏輯運(yùn)算部件

解：答案為D。

5.存儲器主要用來。

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(jī)屬于。

A.巨型機(jī)B.中型機(jī)

C.小型機(jī)D.微型機(jī)

解：答案為D。

7.至今為止，計(jì)算機(jī)中所含所有信息仍以二進(jìn)制方式表示，其原因是。

A.節(jié)約元件B.運(yùn)算速度快

C.物理器件性能決定D.信息處理方便

解：答案為C。

8.對計(jì)算機(jī)軟、硬件資源進(jìn)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.語言處理程序D.用戶程序

解：答案為A。

9.企事業(yè)單位用計(jì)算機(jī)計(jì)算、管理職工工資，這屬于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。

A.科學(xué)計(jì)算B.數(shù)據(jù)處理

C.過程控制D.輔助設(shè)計(jì)

解：答案為B。

10.微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展以技術(shù)為標(biāo)志。

A.操作系統(tǒng)B.微處理器

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U。

（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(jì)算機(jī)C.管理和控制計(jì)算機(jī)的資源

D.把高級語言程序翻譯成機(jī)器語言程序

（3）A.軟件與硬件B.主機(jī)與外設(shè)C.用戶與計(jì)算機(jī)D.高級語言與機(jī)器語言機(jī)

解：答案為⑴A（2）C（3）C?

2.計(jì)算機(jī)的硬件包括、、、、五部分。

解：答案為運(yùn)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o在CPU運(yùn)行程序時，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(jī)的內(nèi)存容量是128MB,應(yīng)是一個這樣的單位。

解:答案為字節(jié)，128X22°字節(jié)。

5.計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度主要由計(jì)算機(jī)的決定，越,則計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度越高。

解：答案為字長，字長，長。

6.馮.諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(jìn)行自動分揀，使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)是。

解：答案為模式識別。

10.微型計(jì)算機(jī)的分類以微處理器的來劃分。

解：答案為規(guī)格。

三.簡答題

1.會計(jì)電算化屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的哪個領(lǐng)域？

答：在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域中，會計(jì)電算化屬于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.兼容性是計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的軟件可以不加修改地在新型號計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。系列機(jī)通常具有這種兼

容性。

3.按照馮.諾依曼原理，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)具備哪些功能？

答：按照馮?諾依曼原理，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)具備以下5個功能：

⑴輸入輸出功能：能把原始數(shù)據(jù)和解題步驟及中間結(jié)果接收下來（輸入），把計(jì)算結(jié)果與計(jì)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)、解題步驟及中間結(jié)果。

⑶計(jì)算功能：應(yīng)能進(jìn)行一些最基本的運(yùn)算。這些基本運(yùn)算能組成人們所需要的復(fù)雜運(yùn)算。

（4）判斷功能：計(jì)算機(jī)在進(jìn)行一步操作后，應(yīng)能從預(yù)先無法確定的兒種方案中選擇種操作方案。

⑸自我控制功能：計(jì)算機(jī)應(yīng)能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件間的協(xié)調(diào)性。

4.答：計(jì)算機(jī)的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實(shí)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限。

4.如何理解軟、硬件之間的等價性？

答：計(jì)算機(jī)的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實(shí)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限。

5.何謂綠色計(jì)算機(jī)？對它有哪些要求？

答：綠色計(jì)算機(jī)是指不會對人類及其生存環(huán)境造成不良影響的計(jì)算機(jī)。對它的主要要求是：

⑴節(jié)能：要求計(jì)算機(jī)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(jī)噪聲要降到最小，電磁輻射要符合環(huán)

保標(biāo)準(zhǔn)。

⑶易回收：生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用等各環(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)的要求。

第2章數(shù)字電路基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)中的邏輯部件

本章將給出主教材《計(jì)算機(jī)組成原理》第2章的習(xí)題及補(bǔ)充題的解析。

2.1習(xí)題解析

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：正確。

2.組合邏輯電路的特點(diǎn)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：正確。

3.譯碼器是一種組合邏輯電路，而計(jì)數(shù)器是?種忖序邏輯電路。

答：正確。

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。還是1。

答：正確。

5.環(huán)形計(jì)數(shù)器不是用來計(jì)數(shù)的，而是用于發(fā)出順序控制信號的。

答：正確。

6.J-K觸發(fā)器是組成計(jì)數(shù)器的理想記憶元件。

答：正確。

7.計(jì)數(shù)器除了能對輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還能作為分頻器用。

答：正確。

8.PLA中的“與”陣列和“或”陣列都是可編程的。

答：正確。

9.在PAL中，“與”陣列是可編程的，而“或”陣列是固定連接的。

答：正確。

10.PROM的“與”陣列是不可編程的，“或”陣列是可編程的。

答：正確。

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(jì)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(yùn)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(jì)算機(jī)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(dá)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(dá)式展開并用公式進(jìn)行化簡。

8.正邏輯下的“或-非”門是負(fù)邏輯下的o

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實(shí)際上是兩級結(jié)構(gòu)的器件。

解：答案為“與”和“或”。

2.計(jì)算機(jī)中常用的時序電路有、和等。

解：答案為觸發(fā)器、計(jì)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)“異嬰門的二個輸入端為A和B,輸出為Y,當(dāng)A接1時，輸出為__,當(dāng)A接。時，輸出為__。

解：答案為后，Bo

5.計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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0

解：答案為并行寄存器。

8.寄存器常用于乘、除法運(yùn)算中。

解：答案為移位寄存器。因?yàn)槌朔ㄐ枰獙Σ糠址e和乘數(shù)進(jìn)行右移操作，除法要對被除數(shù)和余數(shù)進(jìn)行左移操作。

四.綜合題

1.設(shè)A,B,C是三個二進(jìn)制數(shù)碼，用邏輯表達(dá)式寫出A=B=C的判斷條件。(提示：先畫出真值表)。

解：設(shè)判斷函數(shù)為E則F與A、B、C的關(guān)系用以下的真值表表示。

ABCFABCF

000110()0

00101010

010011()0

on01111

由此可得到F=A.B.C+TRf

2.請畫出下列函數(shù)儂值表：

(1)Fi(A,B,C)=A-B+B?C

⑵Fz(A,B,C)=A+￥+C

解：函數(shù)的真值表如下：

ABCFlF2ABCFlF2

0000110001

OOI1110111

0100011011

Oil0111111

3.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

解：要先寫出這四種電路的邏輯表達(dá)式，再用三種基本電搭接。以“與非”門為例，“與

IF非”門的邏輯表達(dá)式是F=A.B,故電路連接如左圖。其他三種情況的做法類似，略。

―I~~4.利用布爾代數(shù)的基本定律證明下列等式

&⑴A+B?C=(A+C)?(A+B)

q―H(2)(A+B+C)?A=0

Alb解：證明

(1)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+0+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章信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ)

習(xí)題解析

一、判斷題

1.在數(shù)字計(jì)算機(jī)中所以采用二進(jìn)制是因?yàn)槎M(jìn)制的運(yùn)算最簡單。

答：正確。

2.在所有的進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，整數(shù)部分最低位的權(quán)都是1。

答：正確。

3.某R進(jìn)位計(jì)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：正確。

4.計(jì)算機(jī)表示的數(shù)發(fā)生溢出的根本原因是計(jì)算機(jī)的字長有限。

答：錯誤。

5.表示定點(diǎn)數(shù)時，若要求數(shù)值0在計(jì)算機(jī)中唯?地表示為全0,應(yīng)采用補(bǔ)碼。

答：正確。

6.浮點(diǎn)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：正確。

7.CRC校驗(yàn)碼的生成和檢驗(yàn)大多采用軟件實(shí)現(xiàn)。

答：正確。

8.若浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，那么規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)是指尾數(shù)數(shù)值位的最高位是0(正數(shù))或是1(負(fù)數(shù))。

答：正確。

9.在實(shí)際應(yīng)用中，奇偶校驗(yàn)多采用奇校驗(yàn)，這是因?yàn)槠嫘ｒ?yàn)中不存在全“0”代碼，在某些場合下更便于判

別。

答：正確。

10.顯示圖形時要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，因此占用的時間要比位圖圖像的時間長。

答：正確。

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)BCBC.(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.表示一個二進(jìn)制數(shù)B.表示一個十六進(jìn)制數(shù)

C.表示一個十進(jìn)制數(shù)D.表示一個錯誤的數(shù)

解：答案為B。

4.二進(jìn)制數(shù)215轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是（1）,轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)是（2）,轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是（3）。

將二進(jìn)制數(shù)01100100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是（4）,轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)是（5）,轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是（6）。

(1)A.11101011BB.11101010BC.10100001B1).11010111B

(2)A.327B.268.75C.252D.326

(3)A.137HB.C6HC.D7HD.EAH

(4)A.101B.100C.110D.99

(5)A.123B.144C.801).800

(6)A.64B.63C.100D.OAD

解：答案依次為⑴D(2)A(3)B(4)B(5)B(6)AO

5.ASCII碼是對_（1）_進(jìn)行編碼的一種方案，它是一（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(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼

C.格雷碼D.美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼

解：答案依次為⑴A（2）D。

6.在一個8位二進(jìn)制數(shù)的機(jī)器中，補(bǔ)碼表示數(shù)的范圍從（1）（?。┑舰疲ù螅?，這兩個數(shù)在機(jī)器中的

補(bǔ)碼表示分別為（3）和（4）,而數(shù)0的補(bǔ)碼表示為（5）。

⑴、(2)：

A.-256B.-255C.-128D.-127E.0

F.+127G.+128H.+255I.+256

(3)、(4)、(5)：

A.00000000B.10000000C.01111111D.11111111

E.00000000或10000000F.01111111或11111111

G.00000000或11111111H.10000000或01111111

解：答案依次為C,F,B,C,Ao

7.將十進(jìn)制數(shù)15/2表示成二進(jìn)制浮點(diǎn)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(jìn)制數(shù)5的單精度浮點(diǎn)數(shù)IEEE754代碼為。

A.01000000101000000000000000000000

B.11000000101000000000000000000000

C.01100000101000000000000000000000

D.11000000101000000000000000000000

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o

A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗(yàn)碼D.奇校驗(yàn)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驗(yàn)法是

A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗(yàn)碼D.奇校驗(yàn)碼

解：答案為A。

三、填空題

1.計(jì)數(shù)制中使用的數(shù)據(jù)個數(shù)被稱為o

答：基。

2.在用表示的機(jī)器數(shù)中，零的編碼是唯一的。

答:補(bǔ)碼。

3.信息的數(shù)字化編碼是指，

答：是指用“0”或“1”的二進(jìn)制編碼，并選用一定的組合規(guī)則來表示信息。

4.一個定點(diǎn)數(shù)由和兩部分組成。根據(jù)小數(shù)點(diǎn)位置不同，定點(diǎn)數(shù)據(jù)有和

兩種表示方法。

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(jìn)制數(shù)字由位二進(jìn)制數(shù)碼組成，用ASCH碼表示一個字符通常需要位

二進(jìn)制數(shù)碼。

答：4,7。

6.移碼常用來表示浮點(diǎn)數(shù)的部分，移碼和補(bǔ)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(jìn)制位數(shù)的差異。

8.8421碼用二進(jìn)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(jìn)制數(shù)D4D3D25,奇偶校驗(yàn)值用p表示，則奇校驗(yàn)為，偶校驗(yàn)為，奇偶

校驗(yàn)只能檢測，硬檢測O

答：P=D4?D38D2?DI,"P=D4?D3?D2?D1,奇數(shù)個錯，偶數(shù)個錯。

10.在浮點(diǎn)加減法運(yùn)算中，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的尾數(shù)的絕對值大于I時，需要對結(jié)果進(jìn)行,其操作

是。

答：向右規(guī)格化，尾數(shù)右移一位，右邊補(bǔ)一個0,階碼減1,直到尾數(shù)絕對值20.5。

四、計(jì)算題

1.用二進(jìn)制數(shù)表示一個四位十進(jìn)制的整數(shù)最少需要幾位（不含符號位）。

解：2x=104,N=4Xl/bg2=14位。

2.某機(jī)器字長32位，定點(diǎn)表示，其中31位表示尾數(shù)，1位是符號位，問：

⑴定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？

⑵定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負(fù)數(shù)是多少？。

解：⑴定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)=（231-1）；最小負(fù)數(shù)=一（231-1）

：!1

⑵定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)=（1-2）;最小負(fù)數(shù)=一（1—2"）

3.寫出下列二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)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(bǔ)=01011(-1011)補(bǔ)=10101

(+1011)移=11011(-1011)移=00100

②(+0.1101)^=0.1101(-0.1101)^=1.1101

(+0.1101)反=0.1101(-0.1101)瓜=1.0010

(+0.1101)補(bǔ)=0.1101(-0.1101)補(bǔ)=1.0011

(+0.1101)移=0.1101(-0.1101)移=0.0011

③(+0.0000)原=00000(-00000)原=10000

(+0.0000)反=00000(-00000)反=11111

(+0.0000)補(bǔ)=00000(-00000)原=00000

(+0.0000)移=10000(-00000)原=10000

4.某機(jī)器字長16位，浮點(diǎn)表示時，其中含1位階符、5位階碼、1位尾符、9位尾數(shù)，請寫出它能表示的

最大浮點(diǎn)數(shù)和最小浮點(diǎn)數(shù)。

解：最大浮點(diǎn)數(shù)=23X（1—2一9）

最小浮點(diǎn)數(shù)=-2盜片（1-2-9）?

5.字符“F”的ASCH碼為46H,請寫出它的奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼（假定校驗(yàn)位加在最高位）。

解：字符“F”的ASCII碼為46H,奇校驗(yàn)碼為10110110（B6H）,偶校驗(yàn)碼為00110110（3611）。

6.已知被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)為101101,求其海明校驗(yàn)碼。

提示：先決定校驗(yàn)位的位數(shù)r=4,然后根據(jù)編碼規(guī)則決定海明校驗(yàn)位的位置和數(shù)據(jù)位的位置，最后用偶校驗(yàn)

法求出校驗(yàn)位的值。答案應(yīng)為1011100100。

解：⑴先定校驗(yàn)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(yàn)位至少取4

位。

⑵決定校驗(yàn)位的位置：按海明碼生成法規(guī)定，海明校驗(yàn)位第i位應(yīng)放在2'T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I%I%P4D41)3P3%P2Pi。

⑷決定被校驗(yàn)數(shù)據(jù)位由哪幾位校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)：按海明碼生成法規(guī)定，每個數(shù)據(jù)位由多個校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)，

但被校驗(yàn)數(shù)據(jù)的海明位號要等于校驗(yàn)該位數(shù)據(jù)的各位校驗(yàn)位的海明位號之和。

⑸決定各個校驗(yàn)位之值：按海明碼生成法規(guī)定，用偶校驗(yàn)法生成校驗(yàn)位，校驗(yàn)位之值為各被校驗(yàn)位數(shù)據(jù)之和。

P[=?D2十D4?D5

?2=DI十D3十D4十

P3=D??D3?D4

「4=D5十

在本例中，被校數(shù)據(jù)為101101,即=D2=O,D3=I,D4=I,D5=O,D6=I,故

Pi=Di十Dz十D4?D5=0

p2=D1?D3?D4?。6=0

Pg=D2十D3十D4—1

P4=D5?Dg=l

最后得到被校驗(yàn)數(shù)據(jù)101101的海明碼為1011100100。

7.已知被檢信息為1010,選擇的生成多項(xiàng)式是G(X)為X3+X+1,求CRC校驗(yàn)碼，并求循環(huán)余數(shù)，說明

其校驗(yàn)原理。

解：⑴生成多項(xiàng)式為K+1位的X3+X+1,即G(X)=1011。

⑵確定校驗(yàn)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(jìn)行模2除法運(yùn)算，所得余數(shù)即為所求的校驗(yàn)

位。

運(yùn)算過程如下：

1001

1011V1010100

1011

1000

1001

011

余數(shù)為011,所以被檢數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)碼為101001K

(4)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(jìn)行模2除法。余數(shù)循環(huán)如下：

011-110-111-101-001-010-100-Olk除法過程略。

8.將二進(jìn)制數(shù)1011010轉(zhuǎn)換成8421碼。

解:先把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，(1011011)2=91=(10010001)8421?

五、簡答題

1.試比較定點(diǎn)帶符號數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的四種表示方法。

答：帶符號數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示方法有原碼、反碼、補(bǔ)碼和移碼。

原碼表示方法簡單易懂，實(shí)現(xiàn)乘、除運(yùn)算簡單，但用它實(shí)現(xiàn)加、減運(yùn)算比較復(fù)雜。

補(bǔ)碼的特點(diǎn)是加、減法運(yùn)算規(guī)則簡單，正負(fù)數(shù)的處理方法一致。

反碼通常只用來計(jì)算補(bǔ)碼，由于用反碼運(yùn)算不方便，在計(jì)算機(jī)中沒得到實(shí)際應(yīng)用。

移碼山于保持了數(shù)據(jù)原有的大小順序，便于進(jìn)行比較操作，常用于浮點(diǎn)數(shù)中的階碼，使用比較方便。

2.試述浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化的目的和方法。

答：浮點(diǎn)的規(guī)格化是為了使浮點(diǎn)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(bǔ)碼表示時，若符號位與小數(shù)點(diǎn)

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(yùn)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)格化完成。

3.在檢錯碼中，奇偶校驗(yàn)法能否定位發(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(yàn)法不能定位發(fā)生錯誤的信息位。

⑵奇偶校驗(yàn)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(qiáng)的校驗(yàn)碼。在進(jìn)行校驗(yàn)時，先將被檢數(shù)據(jù)碼的多項(xiàng)式用生成多項(xiàng)式G（X）來

除，若余數(shù)為0,說明數(shù)據(jù)正確；若余數(shù)不為0,則說明被檢數(shù)據(jù)有錯。只要正確選擇多項(xiàng)式G（X）,余數(shù)與CRC

碼出錯位位置的對應(yīng)關(guān)系是?定的，由此可以用余數(shù)作為判斷出錯位置的依據(jù)而糾正出錯的數(shù)據(jù)位。

第4章存儲系統(tǒng)

4.1習(xí)題解析

判斷題

1.計(jì)算機(jī)的主存是由RAM和ROM兩種半導(dǎo)體存儲器組成的。

答：正確。

2.CPU可以直接訪問主存，而不能直接訪問輔存。

答：正確。

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：正確。

5.Cache的功能全部由硬件實(shí)現(xiàn)。

答：正確。

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.多體交叉存儲器主要是為了解決擴(kuò)充容量的問題。

答：錯誤。多體交叉存儲器主要是為了提高存取速度，增加帶寬。

8.Cache和虛擬存儲器的存儲管理策略都利用了程序的局部性原理。

答：正確。

9.多級存儲體系由Cache、主存和輔存構(gòu)成。

答：正確。

10.在虛擬存儲器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，由編譯器完成地址映射。

答：錯誤（由操作系統(tǒng)完成）。

選擇題

1.主（內(nèi)）存用來存放O

A.程序B.數(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I）.硬盤存儲器

解：答案為C。

3.某一SRAM芯片，容量為16Kxi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之間增加Cache的目的是。

A.擴(kuò)大主存的容量

B.增加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(jì)算機(jī)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(jī)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(jìn)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1KX8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.主存一輔存B.快存一主存

C.快存一輔存D.通用寄存器一主存

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o

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.對存儲器的要求是、、,為解決這三者的矛盾，計(jì)算機(jī)、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(diǎn)又盡量避免其缺點(diǎn)，比較理想。

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)體存儲器。前者的速度比后者快，

不如后者高。它們的共同缺點(diǎn)是斷電后保存信息。

答：依次為SRAM、DRAM、隨機(jī)讀寫、集成度、不能。

5.閃速存儲器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及能力，為現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)帶來巨大

變化，因此作為用于便攜式電腦中。

答：瞬時啟動、存儲器、固態(tài)盤。

6.相聯(lián)存儲器不按地址而是按訪問的存儲器，在Cache中用來存放,在虛擬存儲器中用

來存放o

答：內(nèi)容，行地址表，段表、頁表和快表。

7.虛擬存儲器指的是層次，它給用戶提供了一個比實(shí)際空間大得多的。

答：主-輔存，主存，虛擬地址。

8.磁盤的地址格式由、、、四部分組成。

答：臺號、柱面號（磁道號）、盤面號（磁頭號）、扇區(qū)號。

9.溫徹斯特硬盤的特點(diǎn)是、和。

答：固定盤片、活動磁頭和密封結(jié)構(gòu)。

10.一個完整的磁盤存儲器由三部分組成，其中又稱磁盤機(jī)或磁盤子系統(tǒng)，是獨(dú)立于主機(jī)的一個完

整的設(shè)備，是磁盤機(jī)與主機(jī)的接口部件，用于保存信息。

答：驅(qū)動器、控制器、盤片。

四.計(jì)算題

1.設(shè)有一個具有24位地址和8位字長的存儲器，求:

（1）該存儲器能存儲多少字節(jié)的信息？

(2)若存儲器由4Mxi位的RAM芯片組成，需要多少片？

(3)需要哪種譯碼器實(shí)現(xiàn)芯片選擇？

解：⑴存儲單元數(shù)為2川=16M=16777216,故能存儲16M字節(jié)的信息。

(2)由于存儲容量為16MB(8位字長)，每4M字節(jié)需要4片(位并聯(lián)方式)，故需芯片數(shù)為16/4X8=32片。

⑶若用32片組成一個16M(8位字長)，地址總線的低22位可直接連到芯片的A0-A21管腳，而地址總線的

高2位(A22,A23)需要通過2：4線譯碼器進(jìn)行芯片選擇。存儲器組成方案為位并聯(lián)和地址串聯(lián)相結(jié)合的方式。

2.某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存由Cache和主存構(gòu)成，Cache的存取周期為45ns,主存的存取周期為200ns。已知

在--段給定的時間內(nèi)，CPU共訪問內(nèi)存4500次，其中340次訪問主存，求：

(1)Cache的命中率是多少？

(2)CPU訪問內(nèi)存的平均訪問時間是多少？

(3)Cache-主存系統(tǒng)的效率是多少？

解：(1)命中率H=(4500-340)/4500=0.92。

(2)CPU訪存的平均時間T=0.92X45+(1-0.92)X200=57.4ns

⑶cache-主存系統(tǒng)的效率e=45/57.4=78%

3.下圖表示使用頁表的虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換條件，頁表存放在相聯(lián)存儲器中，其容量為8個存儲單元，求：

頁號該頁在主存中的起始地址

3342000

2538000

796000

660000

440000

1580000

550000

3070000

(1)當(dāng)CPU按虛擬地址1去訪問主存時，主存的實(shí)地碼是多少？

(2)當(dāng)CPU按虛擬地址2去訪問主存時，主存的實(shí)地碼是多少？

(3)當(dāng)CPU按虛擬地址3去訪問主存時，主存的實(shí)地碼是多少？

解：⑴用虛擬地址為1的頁號15作為頁表檢索項(xiàng)，查得頁號為15的頁在主存中的起始地址為80000,故

將80000與虛擬地址中的頁內(nèi)地址碼0324相加，求得主存實(shí)地址碼為80324。

(2)同理，主存實(shí)地址碼=96000+0128=96128。

⑶虛擬地址為3的頁號為48,查頁表時，發(fā)現(xiàn)此頁面沒在頁表中，此時操作系統(tǒng)暫停用戶作業(yè)程序的執(zhí)行,

轉(zhuǎn)去查頁表程序。如該頁面在主存中，則將該頁號及該頁在主存中的起始地址寫入主存；如該頁面不在主存中，

則操作系統(tǒng)要將該頁面從外存調(diào)入主存，然后將頁號及其主存中的起始地址寫入頁表。

4.頁式存儲器的邏輯地址由頁號和頁內(nèi)地址兩部分組成，若頁面大小為4KB,地址轉(zhuǎn)換過程如圖所示，圖

中邏輯地址8644用十進(jìn)制表示，經(jīng)頁表轉(zhuǎn)換后，該邏輯地址的物理地址(十進(jìn)制)是多少？

提示：把邏輯地址轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制來做。

邏輯地址

解：第一步，已知頁面大小為4KB,故可算出頁內(nèi)地址為12位（212=4096）。

第二步：把邏輯地址8644轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制地址10000111000100,其中高2位為頁面號。

第三步：查頁表，2號頁面的物理塊號為8,由于邏輯地址和物理地址的頁內(nèi)地址部分是相同的，即可把頁號與

頁內(nèi)地址拼接，得到物理地址為100000011100100c

第四步：把100000011100100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為33220。

5.設(shè)某磁盤存儲器的平均找道時間為ts,轉(zhuǎn)速每分鐘r轉(zhuǎn)，每磁道容量為N個字，每信息塊為n個字，試推

導(dǎo)磁盤存儲器讀寫一塊信息所需總時間tB的公式。

解：tB=ts+60/2r+60n/rN,,

6.一般，CD-ROM光盤的外緣有5mm寬的范圍不使用，故標(biāo)準(zhǔn)的播放時間為60分鐘。請計(jì)算模式1和模式2

情況下光盤的存儲容量是多少？

提示：光盤的模式1用于存放計(jì)算機(jī)的程序和數(shù)據(jù)，共有270000個扇區(qū)，每個扇區(qū)2048個字節(jié)，而模式2

用于存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)，共有270000個扇區(qū)，每個扇區(qū)2336個字節(jié)。

解：模式1——容量C=270000X2048/1024/1024=527MB

模式二——容量C=270000X2336/1024/1024=601MB

7.某磁盤組有4個盤片，5個記錄面，每個記錄面的內(nèi)磁道直徑為22cm,外磁道直接為33cm,最大位密度

為1600b/cm,道密度為80道/cm,轉(zhuǎn)速7200轉(zhuǎn)速/分。

⑴磁盤的總存儲容量（非格式化）？

⑵最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

解：⑴總?cè)萘?每面容量X記錄面數(shù)

每面容量=某一磁道容量X磁道數(shù)

某磁道容量=磁道長X本道位密度

所以，最內(nèi)圈磁道的容量=1600X22X3.14=110528字節(jié)/道

磁道數(shù)=存儲器域長X道密度=（33—22）/2X80=253616000字節(jié)

⑵最大數(shù)據(jù)傳輸率=轉(zhuǎn)速X某磁道容量=7200/60X110528=13263360字節(jié)/秒

8.假設(shè)某計(jì)算機(jī)的cache采用直接映象,容量為4096。若CPU依次從主存單元0,1,-,99和4096,4097,…，

4195交替取指令，循環(huán)執(zhí)行10次，試求此時的命中率？

解：此時CPU的命中率為命

第5章中央處理器

習(xí)題解析

判斷題

1.一個指令周期由若干個機(jī)器周期組成。

解：答案為正確。

2.非訪內(nèi)指令不需從內(nèi)存中取操作數(shù)，也不需將目的操作數(shù)存放到內(nèi)存，因此這類指令的執(zhí)行不需地址寄

存器參與。

解：答案為錯誤。

3.組合邏輯控制器比微程序控制器的速度快。

解：答案為正確。

4.流水線中的相關(guān)問題是指在一段程序的相鄰指令之間存在某種信賴關(guān)系，這種關(guān)系影響指令的執(zhí)行。

解：答案為正確。

5.微程序控制控制方式與硬布線控制方式相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是提高了指令的執(zhí)行速度。

解：答案為正確。

6.微程序控制器中的控制存儲器可用PROM、EPROM或閃存實(shí)現(xiàn)。

解：答案為正確。

7.指令周期是指人CPU從主存取出一條指令開始到執(zhí)行這條指令完成所需的時間。

解：答案為正確。

8.控制存儲器是用來存放微程序的存儲器，它比主存儲器速度快。

解：答案為正確。

9.機(jī)器的主頻最快，機(jī)器的速度就最快。

解：答案為正確。

10.80X86的數(shù)據(jù)傳送指令MOV,不能實(shí)現(xiàn)兩個內(nèi)存操作數(shù)的傳送。

解：答案為正確。

二.選擇題

1.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是

A.實(shí)現(xiàn)程序控制和快速查找存儲器地址

B.可以直接訪問主存和外存

C.縮短指令長度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性

D.降低指令譯碼難度

解：答案為C。

2.CPU組成中不包括_________。

A.指令寄存器B.地址寄存器

C.指令譯碼器D.地址譯碼器

解：答案為D。

3.程序計(jì)數(shù)器PC在________中。

A.運(yùn)算器B.控制器

C.存儲器D.I/O接口

解：答案為B。

4.計(jì)算機(jī)主頻的周期是指________。

A.指令周期B.時鐘周期

C.CPU周期D.存取周期

解：答案為B。

5.CPU內(nèi)通用寄存器的位數(shù)取決于—____________O

A.存儲器容量B.機(jī)器字長

C.指令的長度1).CPU的管腳數(shù)

解：答案為B。

6.以硬布線方式構(gòu)成的控制器也叫—_____________O

A.組合邏輯型控制器B.微程序控制器

C.存儲邏輯型控制器D.運(yùn)算器

解：答案為A。

7.一個節(jié)拍脈沖持續(xù)的時間長短是一_____________O

A.指令周期B.機(jī)器周期

C.時鐘周期D.以上都不是

解：答案為C。

8.直接轉(zhuǎn)移指令的功能是將指令中的地址代碼送入

A.累加器B.地址寄存器

C.PCD.存儲器

解：答案為c。

9.狀態(tài)寄存器用來存放

A.算術(shù)運(yùn)算結(jié)果B.邏輯運(yùn)算結(jié)果

C.運(yùn)算類型