計(jì)算機(jī)本-計(jì)算機(jī)組成原理

1、成績(jī) :計(jì)算機(jī)組成原理形成 性 考核 冊(cè)專業(yè) :學(xué)號(hào)：姓名：河北廣播電視大學(xué)開放教育學(xué)院（請(qǐng)按照順序打印，并左側(cè)裝訂）計(jì)算機(jī)組成原理A 作業(yè) 1一、選擇題1、機(jī)器數(shù)（）中，零得表示形式就是唯一得。、原碼B、補(bǔ)碼C、移碼反碼2、某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16 位，采用補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)表示，符號(hào)位為1 位 ,數(shù)值位為 1位 ,則可表示得最大正小數(shù)為（),最小負(fù)小數(shù)為 (）。A 、 (216-1），（ 1-2）B 、 +（ 151)， -(1-2 - 6）C、 +（ 21）， 1、 +（ 25- )， -(1 2 5）、加法器采用并行進(jìn)位得目得就是(）。A 、提高加法器得速度B、快速傳遞進(jìn)位信號(hào)、優(yōu)化加法器結(jié)構(gòu)D、增

2、強(qiáng)加法器功能4、組成一個(gè)運(yùn)算器需要多個(gè)部件，但下面所列（)不就是組成運(yùn)算器得部件 .、狀態(tài)寄存器B、數(shù)據(jù)總線C、 A U、地址寄存器二、判斷題 (判斷下列說法就是否正確，并說明理由)。1、AS I編碼就是一種漢字字符編碼。錯(cuò)誤： ASCII編碼就是一種西文字符編碼。2、一般采用補(bǔ)碼運(yùn)算得二進(jìn)制減法器，來(lái)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)加減法得運(yùn)算。錯(cuò)誤 :采用補(bǔ)碼運(yùn)算得二進(jìn)制加法器,來(lái)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)加減法得運(yùn)算。3、在浮點(diǎn)數(shù)表示法中，階碼得位數(shù)越多,能表達(dá)得數(shù)值精度越高。錯(cuò)誤 :階碼得位數(shù)越多，能表達(dá)得數(shù)值范圍越大;尾數(shù)得位數(shù)越多,能表達(dá)得數(shù)值精度越高.、只有定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算才可能溢出,浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算不會(huì)產(chǎn)生溢出。錯(cuò)

3、誤 :浮點(diǎn)運(yùn)算也會(huì)產(chǎn)生溢出 .三、簡(jiǎn)答題 .1、簡(jiǎn)述奇偶校驗(yàn)碼與海明校驗(yàn)碼得實(shí)現(xiàn)原理。答：奇偶校驗(yàn)碼原理：通常就是為一個(gè)字節(jié)補(bǔ)充一個(gè)二進(jìn)制位,稱為校驗(yàn)位 ,通過設(shè)置校驗(yàn)位得值為0或 1 得方式，使字節(jié)自身得位與該校驗(yàn)位含有1 值得位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù).在接收方 ,檢查接收到得碼字就是否還滿足取值為得總得位數(shù)得奇偶關(guān)系，來(lái)決定數(shù)據(jù)就是否出錯(cuò)。海明校驗(yàn)碼原理： 就是在 k 個(gè)數(shù)據(jù)位之外加上r 個(gè)校驗(yàn)位， 從而形成一個(gè) k r 位得新得碼字， 使新得碼字得碼距比較均勻地拉大。把數(shù)據(jù)得每一個(gè)二進(jìn)制位分配在幾個(gè)不同得偶校驗(yàn)位得組合中，當(dāng)某一位出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)引起相關(guān)得幾個(gè)校驗(yàn)位得值發(fā)生變化，這不但可以發(fā)現(xiàn)

4、錯(cuò)誤，還可以指出哪一位出錯(cuò)，為進(jìn)一步糾錯(cuò)提供了依據(jù)。、簡(jiǎn)述教材中給出得 I S 計(jì)算機(jī)得運(yùn)算器部件得功能與組成.答 :MIPS 計(jì)算機(jī)得運(yùn)算器部件得功能與組成: 運(yùn)算器得首要功能就是完成對(duì)數(shù)據(jù)得算術(shù)與邏輯運(yùn)算,由其內(nèi)部得一個(gè)被稱之為算術(shù)與邏輯運(yùn)算部件(英文縮寫為ALU ）承擔(dān)；運(yùn)算器得第二項(xiàng)功能，就是暫存將參加運(yùn)算得數(shù)據(jù)與中間結(jié)果，由其內(nèi)部得一組寄存器承擔(dān)； 為了用硬件線路完成乘除指令運(yùn)算 , 運(yùn)算器內(nèi)一般還有一個(gè)能自行左右移位得專用寄存器, 通稱乘商寄存器 .這些部件通過幾組多路選通器電路實(shí)現(xiàn)相互連接與數(shù)據(jù)傳送；運(yùn)算器要與計(jì)算機(jī)其它幾個(gè)功能部件連接在一起協(xié)同運(yùn)行，還必須有接受外部數(shù)據(jù)輸入與送

5、出運(yùn)算結(jié)果得邏輯電路。、浮點(diǎn)運(yùn)算器由哪幾部分組成？答：處理浮點(diǎn)數(shù)指數(shù)部分得部件、處理尾數(shù)得部件、加速移位操作得移位寄存器線路以及寄存器堆等組成。4、假定X=0 、 0110011 11,Y=0 10110 2-1( 此處得數(shù)均為二進(jìn)制），在不使用隱藏位得情況下 ,回答下列問題：（ 1)浮點(diǎn)數(shù)階碼用 4 位移碼、尾數(shù)用 8 位原碼表示 (含符號(hào)位） ,寫出該浮點(diǎn)數(shù)能表示得絕對(duì)值最大、最小得（正數(shù)與負(fù)數(shù)）數(shù)值；(）寫出X 、 Y 得浮點(diǎn)數(shù)表示。(）絕對(duì)值最大 :1111 11111111 111 1 1111 11絕對(duì)值最小：001 0 00 00 10000 00(2)X 浮 =0浮 00110

6、 01101 1四、計(jì)算題1、將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)4、4CH 表示成二進(jìn)制數(shù),然后表示成八進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù).( 4、 4C)16= （ 10100、 0100 1） 2=(24、 23)8 (20、 29 7 )102、對(duì)下列十進(jìn)制數(shù)表示成8 位（含一位符號(hào)位)二進(jìn)制數(shù)原碼與補(bǔ)碼編碼。( )1； (2） -17(1）（ 7) 0 ( 0001)2（ 10001）原碼 =010001( 000 )補(bǔ)碼 =(01 01）（ )（ - 0001）原碼 1 010001（ 10 01)反碼 =11 0 110（ - 000）補(bǔ)碼 =11101 13,、已知下列各【x】 原，分別求它們得【x】 反 與【】 補(bǔ)

7、.(1) 【】 原 =0、10 0；(2) 【 x】 原 =、 00111;(3）【 x】 原 =01 100;(4) 【x】 原= 10100 (） x原 =0、 010 x反 x補(bǔ) =0、 100（ 2） x原 =、 00111x 反 =1 、 1 000 補(bǔ) =1、 1 01（ 3） 原 =0 0100 反 補(bǔ) = x 原 010100( ) x原 =110100 x反 1 1 11 補(bǔ) 101 004、寫出 X=10111101,Y= 0 0 11 得雙符號(hào)位原碼、反碼、補(bǔ)碼表示,并用雙符號(hào)補(bǔ)碼計(jì)算兩個(gè)數(shù)得差。x 原反 = x補(bǔ) = 1 1110 原 = 00 1 1 y反 =11 1

8、 1 0 1 0 0 y 補(bǔ) = 11 01 101兩數(shù)差 :00 1 0 00計(jì)算機(jī)組成原理A 作業(yè) 2一、選擇題 :。計(jì)算機(jī)硬件能直接識(shí)別與運(yùn)行得只能就是_ _程序。機(jī)器語(yǔ)言B.匯編語(yǔ)言C。高級(jí)語(yǔ)言D. HDL答 :2.指令中用到得數(shù)據(jù)可以來(lái)自_ _(可多選）。A. 通用寄存器B微程序存儲(chǔ)器C.輸入輸出接口E、 內(nèi)存單元、 磁盤答： A 、 C、 E。匯編語(yǔ)言要經(jīng)過_ _得翻譯才能在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。A 。編譯程序B 數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序C。匯編程序D指令寄存器D.文字處理程序答： C4.在設(shè)計(jì)指令操作碼時(shí)要做到_ _ _（可多選)。A 能區(qū)別一套指令系統(tǒng)中得所有指令B.能表明操作數(shù)得地址C長(zhǎng)度隨意

9、確定D. 長(zhǎng)度適當(dāng)規(guī)范統(tǒng)一答： A 、5?？刂破鞯霉δ芫褪莀 _。A. 向計(jì)算機(jī)各部件提供控制信號(hào)C。支持匯編程序B執(zhí)行語(yǔ)言翻譯D.完成數(shù)據(jù)運(yùn)算答 :A6從資源利用率與性能價(jià)格比考慮,指令流水線方案_ _，多指令周期方案指令周期方案_。A 最好。次之C.最不可取D都差不多答： A 、 C_ _，單二、判斷題:判斷下列說法就是否正確，并說明理由。1。變址尋址需要在指令中提供一個(gè)寄存器編號(hào)與一個(gè)數(shù)值。2計(jì)算機(jī)得指令越多，功能越強(qiáng)越好。3程序計(jì)數(shù)器P主要用于解決指令得執(zhí)行次序。4微程序控制器得運(yùn)行速度一般要比硬連線控制器更快。三、簡(jiǎn)答題 :1一條指令通常由哪兩個(gè)部分組成 ?指令得操作碼一般有哪幾種組

10、織方式？各自應(yīng)用在什么場(chǎng)合？各自得優(yōu)缺點(diǎn)就是什么？答：一條指令通常由操作碼與操作數(shù)兩個(gè)部分組成.指令得操作碼一般有定長(zhǎng)得操作碼、變長(zhǎng)得操作碼兩種組織方式。定長(zhǎng)操作碼得組織方式應(yīng)用在當(dāng)前多數(shù)得計(jì)算機(jī)中；變長(zhǎng)得操作碼組織方式一般用在小型及以上得計(jì)算機(jī)當(dāng)中。定長(zhǎng)操作碼得組織方式對(duì)于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)，提高指令譯碼與識(shí)別速度有利。變長(zhǎng)得操作碼組織方式可以在比較短得指令字中,既能表示出比較多得指令條數(shù)，又能盡量滿足給出相應(yīng)得操作數(shù)地址得要求。2.如何在指令中表示操作數(shù)得地址?通常使用哪些基本尋址方式?答 :就是通過尋址方式來(lái)表示操作數(shù)得地址。通常使用得基本尋址方式有：立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄

11、存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址、間接尋址、堆棧尋址等。3。為讀寫輸入/輸出設(shè)備，通常有哪幾種常用得尋址方式用以指定被讀寫設(shè)備？答 :為了便于CP對(duì)外部設(shè)備得快速識(shí)別與選擇，即為讀寫輸入/輸出設(shè)備，必須對(duì)接口中所有可訪問得寄存器( /O 端口 )進(jìn)行編址。通常有兩種常用得編址方式用以指定被讀寫設(shè)備,一就是端口與主存儲(chǔ)器統(tǒng)一得編制方式,另一種就是I/O 端口與主存儲(chǔ)器彼此獨(dú)立得編制方式.4。簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)中控制器得功能與基本組成，微程序得控制器與硬連線得控制器在組成與運(yùn)行原I/O理方面有何相同與不同之處？答：控制器主要由下面?zhèn)€部分組成：（）程序計(jì)數(shù)器（PC），就是用于提供指令在內(nèi)存中得地址得部件，服

12、務(wù)于讀取指令,能執(zhí)行內(nèi)容增量與接收新得指令地址,用于給出下一條將要執(zhí)行得指令得地址。（ 2）指令寄存器(IR ），就是用于接收并保存從內(nèi)存儲(chǔ)器讀出來(lái)得指令內(nèi)容得部件，在執(zhí)行本條指令得整個(gè)過程中，為系統(tǒng)運(yùn)行提供指令本身得主要信息.（ 3）指令執(zhí)行得步驟標(biāo)記線路，用于標(biāo)記出每條指令得各個(gè)執(zhí)行步驟得相對(duì)次序關(guān)系，保證每一條指令按設(shè)定得步驟序列依次執(zhí)行。(4)全部控制信號(hào)得產(chǎn)生部件,它依據(jù)指令操作碼、指令得執(zhí)行步驟( 時(shí)刻 )，也許還有些另外得條件信號(hào) ,來(lái)形成或提供出當(dāng)前執(zhí)行步驟計(jì)算機(jī)各個(gè)部件要用到得控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)整機(jī)各硬件系統(tǒng)正就是在這些信號(hào)控制下協(xié)同運(yùn)行，執(zhí)行指令,產(chǎn)生預(yù)期得執(zhí)行結(jié)果。由于上述

13、后兩個(gè)部分得具體組成與運(yùn)行原理不同,控制器被分為硬連線控制器(又稱為組合邏輯得控制器 )與微程序控制器兩大類。,微程序得控制器與組合邏輯得控制器就是計(jì)算機(jī)中兩種不同類型得控制器。共同點(diǎn) :基本功能都就是提供計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)同運(yùn)行所需要得控制信號(hào)；組成部分都有程序計(jì)數(shù)器 PC,指令寄存器 IR ；都分成幾個(gè)執(zhí)行步驟完成每一條指令得具體功能。不同點(diǎn)：主要表現(xiàn)在處理指令執(zhí)行步驟得辦法，提供控制信號(hào)得方案不一樣。微程序得控制器就是通過微指令地址得銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟，應(yīng)提供得控制信號(hào)從控制存儲(chǔ)器中讀出，并經(jīng)過一個(gè)微指令寄存器送到被控制部件.組合邏輯控制器就是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟，用組合邏輯電路

14、直接給出應(yīng)提供得控制信號(hào)。微程序得控制器得優(yōu)點(diǎn)就是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單些，易用于實(shí)現(xiàn)系列計(jì)算機(jī)產(chǎn)品得控制器,理論上可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì),缺點(diǎn)就是運(yùn)行速度要慢一些。組合邏輯控制器得優(yōu)點(diǎn)就是運(yùn)行速度明顯地快,缺點(diǎn)就是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜些,但隨著EDA工具得成熟，該缺點(diǎn)已得到很大緩解。 .控制器得設(shè)計(jì)與該計(jì)算機(jī)得指令系統(tǒng)就是什么關(guān)系?答：控制器得得基本功能，就是依據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行得指令,與它所處得執(zhí)行步驟，形成并提供在這一時(shí)刻整機(jī)各部件要用到得控制信號(hào)。所以，控制器得設(shè)計(jì)與該計(jì)算機(jī)得指令系統(tǒng)就是一一對(duì)應(yīng)得關(guān)系，也就就是控制器得設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)指令得要求來(lái)進(jìn)行,特別就是要分析每條指令得執(zhí)行步驟，產(chǎn)生每個(gè)步驟所需要得控制

15、信號(hào)。6指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行得主要差別就是什么？各有什么優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)?順序方式就是， 在一條指令完全執(zhí)行結(jié)束后,再開始執(zhí)行下一條指令。優(yōu)點(diǎn)就是控制器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，；缺點(diǎn)就是速度比較慢。在計(jì)算機(jī)中 ,完成一條指令實(shí)際上可分為幾個(gè)步驟,如取指令、譯碼、指令執(zhí)行、存結(jié)果等步驟，指令流水線方式就是提高計(jì)算機(jī)硬件性能得重要技術(shù)與有效措施,在成本增加不多得情況下很明顯地提高了計(jì)算機(jī)得性能。實(shí)現(xiàn)得思路就是把一條指令得處理過程分解為不同得幾個(gè)步驟、使用不同得執(zhí)行部件去完成，在時(shí)間上又允許這幾個(gè)部件可以并行運(yùn)行,例如當(dāng)某一條指令在進(jìn)行譯碼階段時(shí)、下一條指令即可進(jìn)入取指令階段，這樣可以大大提高指令

16、得執(zhí)行得速度雜，比較不容易實(shí)現(xiàn) ,；突出得優(yōu)點(diǎn)就是速度明顯提高。,缺點(diǎn)就是控制器設(shè)計(jì)復(fù)計(jì)算機(jī)組成原理A 作業(yè)一、選擇題1、下列部件 (設(shè)備）中 ,存取速度最快得就是（B）A 、光盤存儲(chǔ)器B 、CPU 得寄存器C軟盤存儲(chǔ)器D、硬盤存儲(chǔ)器2、某 S M 芯片容量為1 8 位，除電源與接地端外，連同片選與讀寫信號(hào)該芯片引出線得最少數(shù)目應(yīng)為( ）。A23B、 5C 50D 、 20、在主存與CP之間增加C ch得目得就是（C ) 。A 、礦大主存得容量、增加 CP中通用寄存器得數(shù)值C 、解決 CPU與主存之間得速度匹配D 、代替 C U 中得寄存器工作4、在獨(dú)立編址方式下，存儲(chǔ)單元與/O 設(shè)備就是靠

17、(A）來(lái)區(qū)分得 .A、不通得地址與指令代碼、不通得數(shù)據(jù)與指令代碼C、不通得數(shù)據(jù)與地址D、不通得地址5、隨著 CPU速度得不斷提升, 程序查詢方式很少被采用得原因就是（A 、硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單C 、 CP與外設(shè)串行工作 ）。、 PU與外設(shè)并行工作6、在采用DMA方式得 I 系統(tǒng)中 , 其基本思想就是在( B) 之間建立直接得數(shù)據(jù)通路。A、 CPU與外設(shè) B 、主存與外設(shè)C、 CP與主存 D 、外設(shè)與外設(shè)（二）判斷題(判斷下列說法就是否正確，并說明理由） CU 訪問存儲(chǔ)器得時(shí)間就是由存儲(chǔ)器得容量決定得,存儲(chǔ)器容量越大,訪問存儲(chǔ)器所需得時(shí)間越長(zhǎng)。 2引入虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)得目得,就是為了加快外存得

18、存取速度。3按主機(jī)與接口間得數(shù)據(jù)傳送方式,輸入 /輸出接口可分為串行接口與并行接口.4。 MA 控制器通過中斷向U 發(fā) DMA 請(qǐng)求信號(hào)。 三、簡(jiǎn)答題在三級(jí)存儲(chǔ)體系中，主存、外存與高速緩存各有什么作用?各有什么特點(diǎn)？答 :主存儲(chǔ)器：簡(jiǎn)稱為主存或內(nèi)存，主存儲(chǔ)器速度快，但容量較小。它用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)正在執(zhí)行得程序與數(shù)據(jù) , PU 可以直接對(duì)主存內(nèi)得單元進(jìn)行讀寫操作。輔助存儲(chǔ)器：。簡(jiǎn)稱為外存，位于系統(tǒng)主機(jī)得外部,輔助存儲(chǔ)器速度慢、容量大。它通常它用來(lái)存放需要長(zhǎng)期保留得或就是暫時(shí)不用得程序與數(shù)據(jù)信息，但需要處理這些信息時(shí)，CPU要將它調(diào)入內(nèi)存后，才能使用.高速緩沖存儲(chǔ)器：高速緩沖存儲(chǔ)器(C che

19、)就是為了解決PU 與主存之間速度不匹配而采用得一項(xiàng)技術(shù) .高速緩沖存儲(chǔ)器，就是一個(gè)相對(duì)于主存來(lái)說容量很小、速度特快、用靜態(tài)存儲(chǔ)器器件實(shí)現(xiàn)得存儲(chǔ)器系統(tǒng)。它得作用在于緩解主存速度慢、跟不上CPU讀寫速度要求得矛盾.它得實(shí)現(xiàn)原理,就是把 CPU最近最可能用到得少量信息（數(shù)據(jù)或指令）從主存復(fù)制到Cach中，當(dāng)CPU 下次再用這些信息時(shí) ,它就不必訪問慢速得主存,而直接從快速得ACH中得到 ,從而提高了得到這些信息得速度，使 C U 有更高得運(yùn)行效率。2。什么就是隨機(jī)存取方式?哪些存儲(chǔ)器采用隨機(jī)存取方式?答： RAM,即隨機(jī)存儲(chǔ)器,可以瞧作就是由許多基本得存儲(chǔ)單元組合起來(lái)構(gòu)成得大規(guī)模集成電路。按工作原

20、理得不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器存取方式可分為：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（ R M ）兩種類型。SRAM)與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器3。什么就是虛擬存儲(chǔ)器?它能解決什么問題？為什么？答 :虛擬存儲(chǔ)器屬于主存 外存層次 ,由存儲(chǔ)器管理硬件與操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)器管理軟件支持， 借助于硬磁盤等輔助存儲(chǔ)器 ,并以透明方式提供給用戶得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有輔存得容量，接近主存得速度，單位容量得成本與輔存差不多得存儲(chǔ)器 .主要用來(lái)緩解內(nèi)存不足得問題， 當(dāng)內(nèi)存占用完時(shí)， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)用一部分硬盤空間來(lái)補(bǔ)充內(nèi)存。4。什么就是串行接口與并行接口？簡(jiǎn)述它們得數(shù)據(jù)傳輸方式與適用場(chǎng)合。答 :串行接口只需要一對(duì)信號(hào)線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，主要用于傳輸速度不高、傳輸距離較長(zhǎng)得場(chǎng)合。并行接口傳輸按字或字節(jié)處理數(shù)