唐朔飞主编计算机组成原理课后答案

习题解答

第一章思考题与习题

4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？

计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。

5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？

(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成

(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访

(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示

(4) 指令由操作码和地址码组成

(5) 指令在存储器内按顺序存放。

(6) 机器以运算器为中心。

8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。

CPU: central processing unit 中央处理器

PC: program counter 程序计数器

IR: instruction register 指令寄存器

CU: control unit 控制单元

ALU: arithmetic logic unit 算术逻辑运算单元

MAR: memory address register 存储器地址寄存器

MDR: memory data register 存储器数据寄存器

I/O: input/output equipment 输入与输出设备

MIPS: million instruction per second 每秒执行百万条指令

CPI: cycle per instruction 执行一条指令所需的时钟周期数

FLOPS: floating point operation per second 每秒浮点运算次数来衡量运算速度。

11.指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：

●通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。

●通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

第三章思考题与习题

1．什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点？

①总线是连接多个部件的信息传输线，是个部件共享的传输介质。

②总线传输特点：在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。

③为减轻总线上的负载，总线上的设备需通过三态缓冲驱动电路连接到总线上。

2．总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分几类？它们各有何作用？是单向的还是双向的？它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？

①分类：按数据传输方式，可分为并行传输总线和串行传输总线。

按使用范围，可分为计算机总线，控制总线，网络通信总线。

按连接部件，可分为片内总线，系统总线，通信总线。

②系统总线指CPU，主存，I/O 各大部件之间的信息传输线。

按系统总线传输信息的不同，分为数据总线，地址总线，控制总线。

数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线，其位数与机器字长，存储字长有关，一般为8 位，16 位或32 位。

地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在贮存单元的地址，是单向传输的，其位数与存储单元的个数有关

控制总线：用来发出各种控制信号的，对任意控制线，是单向的；

4．为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？

总线上的设备有主设备和从设备，当总线有多个主设备时，需要总线判优控制解决多个主设备同时申请总线时的使用权分配问题；

常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器查询、独立请求；

链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；

计数器查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；

独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

5．解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。

总线宽度——指数据总线的位（根）数，用bit（位）作单位。

总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的数据量，等于总线工作频率与总线宽度（字节数）的乘积。

总线复用——指两种不同性质且不同时出现的信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时复用”。

总线的主设备（主模块）——总线传输期间对总线控制权的设备（模块）；

总线的从设备（从模块）——总线传输期间没有总线控制权的设备（模块），它只能被动接受主设备发来的命令；

总线的传输周期——总线完成一次完整而可靠的传输所需时间；

总线的通信控制——指总线传送过程中双方的时间配合方式

6．试比较同步通信和异步通信。

同步通信——由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合；

异步通信——不由统一时钟控制的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率

7．画图说明异步通信中请求与回答有那几种互锁关系？

不互锁、半互锁、全互锁

8．为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点？

半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟控制，又能像异步通信那样允许传输时间不一致，因此工作效率介于两者之间。

9．分离式通信有何特点？主要用于什么系统？

特点：各模块有权申请占用总线

采用同步方式通信，不等对方回答

各模块准备数据时，不占用总线

总线被占用时，无空闲

应用于大型计算机系统

10．为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？

总线标准——可理解为系统与模块、模块与模块之间的互连的标准界面。

总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题；

目前流行的总线标准有：ISA、EISA、PCI等；

即插即用——指任何扩展卡插入系统便可工作。EISA、PCI等具有此功能。

14. 设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？

解：总线宽度= 16位/8 =2B

总线带宽= 8MHz×2B =16MB/s

15. 在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHz，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？

解答：总线工作频率= 66MHz/4 =16.5MHz

总线最大数据传输率=16.5MHz×4B =66MB/s

若想提高总线的数据传输率，可提高总线的时钟频率，或减少总线周期中的时钟个数，或增加总线宽度

16. 波特率= 120 *（1+8+1+2）= 1440 baud

比特率= 120 * 8= 960 bit/s

第四章思考题与习题

1．解释下列概念主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory

主存：与CPU 直接交换信息，用来存放数据和程序的存储器。

辅存：主存的后援存储器，不与CPU 直接交换信息。

CACHE：为了解决CPU 和主存的速度匹配，设在主存与CPU之间，起缓冲作用，用于提高访存速度的一种存储器。

RAM：随机存储器：是随机存取的，在程序执行过程中既可读出也可写入，存取时间与存储单元所在位置无关。

SRAM：静态RAM，以触发器原理存储信息。

DRAM：动态RAM，以电容充放电原理存储信息。

ROM：只读存储器，在程序执行过程中只能读出，而不能对其写入。

PROM：一次性编程的只读存储器。

EPROM：可擦除的可编程只读存储器，用紫外线照射进行擦写。

EEPROM：用电可擦除的可编程只读存储器。

CDROM：只读型光盘

Flash Memory：快擦型存储器，是性能价格比好，可靠性高的可擦写非易失型存储器

2．计算机中哪些部件可用于存储信息，请按其速度、容量和价格/位排序说明。

寄存器、缓存、主存、磁盘、磁带等。

速度按顺序越来越慢，容量越来越高和价格/位越来越低

3．存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次？

答：存储器的层次结构主要体现在Cache—主存和主存—辅存这两个存储层次上。

Cache—主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，接近于Cache的速度，而容量和位价却接近于主存。

主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存

4．说明存取周期和存取时间的区别。

存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次存取操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。即：

存取周期= 存取时间+ 恢复时间

5．什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32 位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？

解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。

存储器带宽= 1/200ns×32位= 160M位/秒= 20MB/S = 5M字/秒

6．某机字长为32 位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。

存储容量是64KB时，按字节编址的寻址范围就是64KB，则：按字寻址范围= 64K×8 / 32=16K字

7．一个容量为16K×32 位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K×4 位，2K×8 位，4K×4 位，16K×1 位，4K×8 位，8K×8 位

地址线和数据线的总和= 14 + 32 = 46根；

各需要的片数为：

1K×4：16K×32 /1K×4 = 16×8 = 128片

2K×8：16K×32 /2K×8 = 8 ×4 = 32片

4K×4：16K×32 /4K×4 = 4 ×8 = 32片

16K×1：16K×32 /16K×1 = 32片

4K×8：16K×32 /4K×8 = 4 ×4 = 16片

8K×8：16K×32 / 8K×8 = 2X4 = 8片

9．什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。

解：刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程；

刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；

常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。

集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新；

分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间；

异步式：是集中式和分散式的折衷

10．半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？

半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法。

线选法：地址译码信号只选中同一个字的所有位，结构简单，费器材；

重合法：地址分行、列两部分译码，行、列译码线的交叉点即为所选单元。。可大大节省器材用量，是最常用的译码驱动方式

11. 一个8K×8位的动态RAM芯片，其内部结构排列成256×256形式，存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新及异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少？

解：设DRAM的刷新最大间隔时间为2ms，

则异步刷新的刷新间隔=2ms/256行=0.0078125ms =7.8125μs

即：每7.8125μs刷新一行。

集中刷新时，死时间为256*0.1us=25.6us。

分散刷新，刷新间隔0.2us，死时间为0.1us，读写周期0.2us

异步刷新，死时间0.1us，刷新间隔7.8125us。

13．设有一个64K×8 位的RAM 芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。

解：存储基元总数= 64K ×8位= 512K位= 2^19位；

设存储器有X根地址线和Y根数据线

则有2^X *Y=2^19

Y=1,X=19 X+Y=20

Y=2,X=18 X+Y=20

Y=4,X=17 X+Y=21

Y=8,X=16 X+Y=24

Y=16,X=15 X+Y=31

Y=32。。。

因此，有两种解答，512K*1位和256K*2位

14．某8 位微型机地址码为18 位，若使用4K×4 位的RAM 芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8 位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM 芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU 如何选择各模块板？

解：（1）218 = 256K，则该机所允许的最大主存空间是256K×8位（或256KB）；

（2）模块板总数= 256K×8 / 32K×8 = 8块；

（3）板内片数= 32K×8位/ 4K×4位= 8 ×2 = 16片；

（4）总片数= 16片×8 = 128片；

（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。地址格式分配如下：

15．设CPU 共有16 根地址线，8 根数据线，并用MREQ （低电平有效）作访存控制信号，R W 作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：ROM（2K×8 位，4K×4 位，8K×8 位），RAM（1K×4 位，2K×8 位，4K×8 位）及74138 译码器和其他门电路（门电路自定）。试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU 和存储芯片的连接图。要求：（1）最小4K 地址为系统程序区，4096~16383 地址范围为用户程序区；（2）指出选用的存储芯片类型及数量；（3）详细画出片选逻辑。

解：（1）地址空间分配图如下

A15~A12 A11~A8 A7~A4 A3~A0

0~4K 00000000 0000 0000

00001111 1111 1111

4K~8K 00010000 0000 0000

00011111 1111 1111

8k~12k 00100000 0000 0000

00101111 1111 1111

12k~16k 00110000 0000 0000

00111111 1111 1111

（2）选片：ROM：4K ×4位：2片；

RAM：4K ×8位：3片；

（3）CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑

16．CPU 假设同上题，现有8 片8K×8 位的RAM 芯片与CPU 相连，试回答：（1）用

74138 译码器画出CPU 与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM 的地址范围；（3）如果运行时发现不论往哪片RAM 写入数据后，以A000H 为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13 与CPU 断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？

解：（1）CPU与存储器芯片连接逻辑图：（此题画法不标准，见15题答案画法）

（2）地址空间分配

0000~1FFF 0~8K；2000~3fff 8K~16K；4000~5fff 16k~24K 6000~7FFF 24k~32k 8000~9FFF 32~40K；A000~Bfff 40K~48K； C000~Dfff 48k~56K E000~FFFF 56k~64k

（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，则根本的故障原因为：该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。

（4）如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间，A13=0的另一半地址空间将永远访问不到。若对A13=0的地址空间进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间中去。

22．某机字长16 位，常规的存储空间为64K 字，若想不改用其他高速的存储芯片，而使访存速度提高到8 倍，可采取什么措施？画图说明。

提示：单体多字、低位交叉的多体并行结构

24. 一个4体低位交叉的存储器，假设存取周期为T，CPU每隔1/4存取周期启动一个存储体，试问依次访问64个字需多少个存取周期？

解：本题中，只有访问第一个字需一个存取周期，从第二个字开始，每隔1/4存取周期即可访问一个字，因此，依次访问64个字需：

存取周期个数=(64-1)×(1/4)T+T =（63/4+1）T =15.75+1 =16.75T

25. 什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？

解：程序运行的局部性原理指：对局部范围的存储器地址频繁访问，而对此范围以外的地址则访问甚少的现象。

（时间：在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问；

空间：在空间上，这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区；

在访问顺序上，指令顺序执行比转移执行的可能性大。）

存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问的局部性原理。

26. 计算机中设置Cache的作用是什么？能不能把Cache的容量扩大，最后取代主存，为什么？

答：计算机中设置Cache主要是为了加速CPU访存速度；

不能把Cache的容量扩大到最后取代主存，价格以及体积原因不适合。

28. 设主存容量为256K字，Cache容量为2K字，块长为4。

（1）设计Cache地址格式，Cache中可装入多少块数据？

（2）在直接映射方式下，设计主存地址格式。

（3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。

（4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。

（5）若存储字长为32位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式解：（1）cache地址长度为11位，块内地址长度为2位。主存地址位数为18位

Cache可装入

（2）直接映射方式

（3）四路组相连

（4）全相连

（5）

直接映射方式

四路组相连

全相连

29. 假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中4800次，访问主存200次，已知Cache 的存取周期是30ns，主存的存取周期是150ns，求Cache的命中率以及Cache-主存系统的平均访问时间和效率，试问该系统的性能提高了多少？

命中率h=4800/（4800+200）= 96%

平均访问时间ta= 0.96*30+0.04*150=34.8ns

效率e=tc/ta=30/34.8=86.2%

性能提高倍数150/34.8 -1 =3.3

30. 一个组相联映射的Cache由64块组成，每组内包含4块。主存包含4096块，每块由128字组成，访存地址为字地址。试问主存和Cache的地址各为几位？画出主存的地址格式。

解：缓存块号6位，块内地址7位，cache地址为13位。组地址6-2=4位，主存块号12位，块内地址7位。主存地址19位

31. 设主存容量为1MB，采用直接映射方式的Cache容量为16KB，块长为4，每字32位。试问主存地址为ABCDEH的存储单元在Cache中的什么位置？

A19 A15 A11 A7 A3

1010 1011 1100 1101 1110

32. 设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映射（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织。

（1）画出主存地址字段中各段的位数；

（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……89号单元读出90个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？

（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？答：

（1）考虑按字编址：

（2，主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组0号块）……主存读89号单元时，将11号块（88~89）调入Cache（11组0号块）。

不命中次数为90/8 = 12 （上取整）

总访问次数为90*8=720

Cache命中率=（720-12）/720=98%

（3）设无Cache时访主存需时720T（T为主存周期），加入Cache后需时：

708′T/6+12T =（118+12）T=130T

则：720T/130T =5.54倍

有Cache和无Cache相比，速度提高了4.54倍左右

38. 磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面可以记录，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400位/cm，转速3600转/分。

（1）共有多少存储面可用？

（2）共有多少柱面？

（3）盘组总存储容量是多少？

（4）数据传输率是多少？

解：

（1）共有：6×2 -2= 10个存储面可用；

（2）有效存储区域=（33-22）/2= 5.5cm

柱面数= 40道/cm ×5.5cm= 220道

（3）内层道周长=3.14*22cm= 69.08cm

道容量=400位/cm×69.08cm= 3454B

面容量=3454B×220道= 759 880B

盘组总容量=759，880B×10面= 0.76MB

4）转速= 3600转/ 60秒= 60转/秒

数据传输率= 3454B ×60转/秒=207，240 B/S

39. 某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12 288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：

（1）磁盘存储器的存储容量；

（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；

（3）磁盘数据传输率；

（4）平均等待时间。

解：（1）存储容量= 275道×12 288B/道×4面= 13. 5MB

（2）最高位密度= 12 288B/(230*3.14)≈17B/mm≈136位/mm

最大磁道直径=230mm+275道/5道×2 = 230mm + 110mm = 340mm

最低位密度= 12 288B /( 340*3.14)≈11B/mm≈92位/ mm

（3）磁盘数据传输率= 12 288B ×3000转/分=614KB/S

（4）平均等待时间= 1/50 / 2 = 10ms

41. 设有效信息为110，试用生成多项式G(x) =11011将其编成循环冗余校验码。

解：编码过程如下：

M(x) =110 n =3

G(x) =11011 k+1 =5 k =4

M(x)·x4 =110 0000

M(x)·x4/G(x) =110 0000/11011

=100+1100/11011 R(x) =1100

CRC码=110 1100

42. 有一个（7，4）码，生成多项式G(x) =x3+x+1，写出代码1001的循环冗余校验码。解：编码过程如下：

M(x) =1001 n =4

G(x) =x3+x+1 =1011

k+1 =4 k =3

M(x)·x3 =1001 000

M(x)·x3/G(x) =1001 000/1011

=1010+110/1011 R(x) =110

M(x)·x3+R(x) =1001 000+110

=1001 110 =CRC码

第5章

1. I/O有哪些编址方式？各有何特点？

解：常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址；

特点：统一编址方式I/O设备和主存占用同一个地址空间，不需要安排专门的I/O指令。

I/O独立编址方式时机器I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。

2. 简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？答：三种联络方式：直接控制（立即响应）、同步、异步。

直接控制适用于结构极简单、速度极慢的I/O设备，CPU直接控制外设处于某种状态而无须联络信号。

同步方式采用统一的时标进行联络，适用于CPU与I/O速度差不大，近距离传送的场合。异步方式采用应答机制进行联络，适用于CPU与I/O速度差较大、远距离传送的场合。8. 某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为一位起始位、七位数据位、一位校验位和一位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？

解：480×10=4800位/秒=4800波特；

10. 什么是I/O接口?它与端口有何区别？为什么要设置I/O接口？I/O接口如何分类？解：I/O接口一般指CPU和I/O设备间的连接部件；

I/O端口一般指I/O接口中的各种寄存器。

I/O端口是I/O接口内的寄存器，I/O接口除了包含端口外还有其他的辅助逻辑。

设置接口的原因：

1.实现设备的选择

2.实现数据缓冲达到速度匹配

3.实现数据串--并格式转换

4. 实现电平转换

5. 传送控制命令

6. 反映设备的状态

I/O接口分类方法很多，主要有：

按数据传送方式分，有并行接口和串行接口两种；

按数据传送的控制方式分，有程序控制接口、程序中断接口、DMA接口三种。

11．简述I/O接口的功能和基本组成

答：接口的功能有：1)选址功能2）传送命令的功能3）传送数据的功能4）反映设备状态的功能

接口的组成有：设备选择电路、命令寄存器和命令译码器、数据缓冲寄存器、设备状态标记和控制逻辑电路

12. 结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。

答：程序查询接口工作过程如下（以输入为例）：

1）CPU发I/O地址→地址总线→接口→设备选择器译码→选中，SEL信号有效

2）CPU发启动命令→ D置0，B置1 →接口向设备发启动命令→设备开始工作；

3）CPU等待，输入设备读出数据→ DBR；

4）外设工作完成，完成信号→接口→ B置0，D置1；

5）准备就绪信号→控制总线→ CPU；

6）输入：CPU通过输入指令（IN）将DBR中的数据取走；

若为输出，工作过程如下：

1）CPU发I/O地址→地址总线→接口→设备选择器译码→选中，SEL信号有效；

2）输出：CPU通过输出指令（OUT）将数据放入接口DBR中；

3）CPU发启动命令→ D置0，B置1 →接口向设备发启动命令→设备开始工作；

4）CPU等待，输出设备将数据从DBR取走；

5）外设工作完成，完成信号→接口→ B置0，D置1；

6）准备就绪信号→控制总线→ CPU，CPU可通过指令再次向接口DBR输出数据，进行第二次传送

13. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。

解：中断向量地址和入口地址的区别：向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号，中断入口地址是中断服务程序首址。

中断向量地址和入口地址的联系：中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器（入口地址的地址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。

14. 在什么条件下，I/O设备可以向CPU提出中断请求？

解：设备工作完成触发器D=1，B=0，MASK触发器=0，CPU中断查询信号有效

16. 在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？

解：CPU响应I/O中断请求的条件和时间是：当中断允许状态为1（EINT=1），且至少有一个中断请求被查到，则在一条指令执行完时，响应中断。

17. 某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个输入数据，CPU就要中断处理一次，将取样的数据存至存储器的缓冲区中，该中断处理需P秒。此外，缓冲区内每存储N个数据，主程序就要将其取出进行处理，这个处理需Q秒。试问该系统可以跟踪到每秒多少次中断请求？

N个数据所需的处理时间=P×N+Q秒

每秒可以跟踪到的中断请求数=N/（P×N+Q）次。

19. 在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。当打印机正在进行打印时，磁盘申请中断请求。试问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打印机输出才能继续进行？为什么？

解：不需要，因为打印机只是在与CPU交换信息时占用处理器，打印过程中不占用处理器资源。

20．试比较单重中断和多重中断服务程序的流程，说明它们不同的原因

单重中断：保护现场、中断服务、恢复现场、开中断、中断返回。

多重中断：保护现场、开中断、中断服务、恢复现场、中断返回。

多重中断在中断服务前，开中断，允许级别更高的中断打断中断服务程序，转到响应的中断服务程序去执行，而单重中断在中断返回前开中断，在中断服务过程中，不允许其他中断中断现有服务程序。

21．中断向量通过什么总线送到什么地方，为什么？

中断向量通过数据总线送给CPU。（PC）

CPU通过中断向量到主存中找到中断服务程序的入口地址。

22. 程序查询方式和程序中断方式都是通过“程序”传送数据，两者的区别是什么？

答：程序查询方式通过“程序”传送数据时，程序对I/O的控制包括了I/O准备和I/O传送两个阶段，两个阶段都需要占用处理器资源。在外设准备状态，CPU需要不断查询外设状态，占用处理器资源。而程序中断方式仅仅是在数据传送过程中占用处理器资源，I/O准备阶段

不需要CPU查询。因此，程序查询方式，CPU与I/O串行工作，而程序中断方式CPU与I/O 并行工作。

26. 什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？

解：多重中断是指：当CPU执行某个中断服务程序的过程中，发生了更高级、更紧迫的事件，CPU暂停现行中断服务程序的执行，转去处理该事件的中断，处理完返回现行中断服务程序继续执行的过程。

实现多重中断的必要条件是：在现行中断服务期间，中断允许触发器为1，即开中断。

28. CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否相同？为什么？

解：不相同：中断请求响应时间是在指令周期结束的时刻，而DMA请求响应的时间是在存取周期结束的时刻。

31. 假设某设备向CPU传送信息的最高频率是40 000次/秒，而相应的中断处理程序其执行时间为40us，试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？

解：中断时间间隔=1/40K=0.025×10^-3=25us < 40us

则：该外设不能用程序中断方式与主机交换信息，因为其中断处理程序的执行时间大于中断的间隔时间

32. 设磁盘存储器转速为3000转/分，分8个扇区，每扇区存储1K字节，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。假设一条指令最长执行时间是25us，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案解：磁盘与CPU之间的传输率8*1K*3000/60 =400KB/s

DMA传输间隔时间2/400K = 5us

由于：5us<<25us，所以不能采用一条指令执行结束响应DMA请求的方案，应采取存取周期结束响应的方案。

33. 试从下面七个方面比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。

（1）数据传送依赖软件还是硬件；

（2）传送数据的基本单位；

（3）并行性；

（4）主动性；

（5）传输速度；

（6）经济性；

（7）应用对象。

解：比较如下：

（1）程序查询、程序中断方式的数据传送主要依赖软件，DMA主要依赖硬件。

（2）程序查询、程序中断传送数据的基本单位为字或字节，DMA为数据块。（3）程序查询方式传送时，CPU与I/O设备串行工作；程序中断方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传送串行进行；DMA方式时，CPU与I/O设备并行工作，现行程序与I/O传送并行进行

(4）程序查询方式时，CPU主动查询I/O设备状态；程序中断及DMA方式时，CPU被动接受I/O中断请求或DMA请求。

（5）程序中断方式由于软件额外开销时间比较大，因此传输速度最慢；

程序查询方式软件额外开销时间基本没有，因此传输速度比中断快；

DMA方式基本由硬件实现传送，因此速度最快；

注意：程序中断方式虽然CPU运行效率比程序查询高，但传输速度却比程序查询慢。

（6）程序查询接口硬件结构最简单，因此最经济；

程序中断接口硬件结构稍微复杂一些，因此较经济；

DMA控制器硬件结构最复杂，因此成本最高；

（7）程序查询方式适用于中、低速设备的I/O交换；

程序中断方式适用于中、低速、实时处理过程；

DMA方式适用于高速设备的I/O交换；

第6章

*号开始的题目不重要

1. 最少用几位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数？

解：五位长的十进制正整数中，最大的数99999满足条件：2^16（=65536）<99999<2^17（=131072），故最少用17位二进制数即可表示任一五位长的十进制正整数。

4. 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。

-13/64，29/128，100，-87

解：真值与不同机器码对应关系如下：

5. 已知[x]补，求[x]原和x。

[x1]补=1.1100；[x2]补=1.1001；[x3]补=0.1110；[x4]补=1. 0000；[x5]补=1，0101；[x6]补=1，1100；[x7]补=0，0111；[x8]补=1，0000；

解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：

*6. 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），分整数和小数两种情况讨论真值x为何值时，[x]补=[x]原成立。

解：当x为小数时，

若x ≥ 0，则[x]补=[x]原成立；

若x < 0，[x]补= 2+x ；[x]原=1-x 则有2+x=1-x 因此x=-1/2；

当x为整数时，

若x ≥ 0，则[x]补=[x]原成立；

若x < 0，[x]补=2^8 +x [x]原= 2^7-x 则有2^8+x=2^7 –x 因此x=-64；

*7. 设x为真值，x*为绝对值，说明[-x*]补=[-x]补能否成立。

解：当x为真值，x*为绝对值时，[-x*]补=[-x]补不能成立。

[-x*]补=[-x]补的结论只在x>=0时成立。当x<0时，由于[-x*]补是一个负值，而[-x]补是一个正值，因此此时[-x*]补不等于[-x]补。

*8. 讨论若[x]补>[y]补，是否有x>y？

解：若[x]补>[y]补，不一定有x>y。[x]补> [y]补时x > y的结论只在x > 0、y > 0，及x<0、y<0时成立。当x>0、y<0时，有x>y，但由于负数补码的符号位为1，则[x]补<[y]补。同样，当x<0、y >0时，有x < y，但[x]补>[y]补。

9. 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？

解：真值和机器数的对应关系如下：

10. 在整数定点机中，设机器数采用一位符号位，写出±0的原码、补码、反码和移码，得出什么结论？

结论：补、移码0的表示唯一，原、反码不唯一。

12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。写出51/128、27/1024、7.375、-86.5所对应的机器数。要求如下：

（1）阶码和尾数均为原码；

（2）阶码和尾数均为补码；

（3）阶码为移码，尾数为补码。

答：x1=51/128=（25+24+21+20）/27=（0.011 001 1）2

=2-1 ?（0.110 011）2

[x1]原=1，0001；0.110 011 000 0

[x1] =1，1111；0.110 011 000 0

[x1] =0，1111；0.110 011 000 0

x2= -27/1024=（24+23+21+20）/2 10=（-0.000 001 101 1）2

=2-5?（-0.110 11）2

[x2]原=1，0101；1.110 110 000 0

[x2]补=1，1011；1.001 010 000 0

[x2]阶移，尾补=0，1011；1.001 010 000 0

x3=7.375=（111.011）2

=23?（0.111 011）2

[x3]原=0，0011；0.111 011 000 0

[x3]补=0，0011；0.111 011 000 0

[x3]阶移，尾补=1，0011；0.111 011 000 0

x4= -86.5=（-1 010 110.1）2

=27?（-0.101 011 01）2

则以上各数的浮点规格化数为：

[x4]原=0，0111；1.101 011 010 0

[x4]补=0，0111；1.010 100 110 0

[x4]阶移，尾补=1，0111；1.010 100 110 0

14. 设浮点数字长为32位，欲表示±6万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取一位外，阶码和尾数各取几位？

答：若要表示±6万间的十进制数，由于32768（215）< 6万<65536（216），保证最大精度的情况下，阶码需5位，尾数25位

17. 设机器数字长为8位（含1位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。

[x1]原=0.001 1010；[x2]原=1.110 1000；[x3]原=1.001 1001；

[y1]补=0.101 0100；[y2]补=1.110 1000；[y3]补=1.001 1001；

[z1]反=1.010 1111；[z2]反=1.110 1000；[z3]反=1.001 1001。

解：算术左移一位：

[x1]原=0.011 0100；正确

[x2]原=1.101 0000；溢出（丢1）出错

[x3]原=1. 011 0010；正确

[y1]补=0. 010 1000；溢出（丢1）出错

[y2]补=1.101 0000；正确

[y3]补=1.011 0010；溢出（丢0）出错

[z1]反=1. 101 1111；溢出（丢0）出错

[z2]反=1. 101 0001；正确

[z3]反=1.011 0011；溢出（丢0）出错

算术左移两位：

[x1]原=0.110 1000；正确

[x2]原=1.010 0000；溢出（丢11）出错

[x3]原=1. 110 0100；正确

[y1]补=0. 101 0000；溢出（丢10）出错

[y2]补=1.010 0000；正确

[y3]补=1.110 0100；溢出（丢00）出错

[z1]反=1. 011 1111；溢出（丢01）出错

[z2]反=1. 010 0011；正确

[z3]反=1.110 0111；溢出（丢00）出错

算术右移一位：

[x1]原=0.000 1101；正确

[x2]原=1.011 0100；正确

[x3]原=1.000 1100(1)；丢1，损失精度

[y1]补=0.010 1010；正确

[y2]补=1.111 0100；正确

[y3]补=1.100 1100(1)；丢1，损失精度

[z1]反=1.101 0111；正确

[z2]反=1.111 0100(0)；丢0，损失精度

[z3]反=1.100 1100；正确

算术右移两位：

[x1]原=0.000 0110（10）；损失精度

[x2]原=1.001 1010；正确

[x3]原=1.000 0110（01）；损失精度

[y1]补=0.001 0101；正确

[y2]补=1.111 1010；正确

[y3]补=1.110 0110（01）；损失精度

[z1]反=1.110 1011；正确

[z2]反=1.111 1010（00）；损失精度

[z3]反=1.110 0110（01）；损失精度

18. 试比较逻辑移位和算术移位。

解：逻辑移位是对逻辑数或无符号数进行的移位，其特点是不论左移还是右移，空出位均补0，移位时不考虑符号位。

算术移位是对带符号数进行的移位操作，移位时符号位保持不变，空出位的补入值与数的正负、移位方向、采用的码制等有关。

19. 设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。

（1）A=9/64，B=-13/32，求A+B；

（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B；

（3）A=-3/16，B=9/32，求A+B；

（4）A=-87，B=53，求A-B；

（5）A=115，B=-24，求A+B。

解：

（1）A=9/64=（0.001 0010）2

B= -13/32=（-0.011 0100）2

[A]补=0.001 0010

[B]补=1.100 1100

[A+B]补= 0. 0 0 1 0 0 1 0

+ 1. 1 0 0 1 1 0 0

= 1. 1 0 1 1 1 1 0 ——无溢出

A+B=（-0.010 0010）2 = -17/64

（2）A=19/32=（0.100 1100）2

B= -17/128=（-0.001 0001）2

[A]补=0.100 1100

[B]补=1.110 1111

[-B]补=0.001 0001

[A-B]补= 0. 1 0 0 1 1 0 0

+0. 0 0 1 0 0 0 1

= 0. 1 0 1 1 1 0 1 ——无溢出

（3）A= -3/16=（-0.001 1000）2

B=9/32=（0.010 0100）2

[A]补=1.110 1000

[B]补= 0.010 0100

[A+B]补= 1. 1 1 0 1 0 0 0

+ 0. 0 1 0 0 1 0 0

= 0. 0 0 0 1 1 0 0 ——无溢出

A+B=（0.000 1100）2 = 3/32

（4）A= -87=（-101 0111）2

B=53=（110 101）2

[A]补=1，010 1001

[B]补=0，011 0101

[-B]补=1，100 1011

[A-B]补= 1，0 1 0 1 0 0 1

+ 1，1 0 0 1 0 1 1

= 0，1 1 1 0 1 0 0 ——溢出

A-B=（-1，000 1100）2 = -140

（5）A=115=（111 0011）2

B= -24=（-11 000）2

[A]补=0，111 0011

[B]补=1，110 1000

[A+B]补= 0，1 1 1 0 0 1 1

+ 1，1 1 0 1 0 0 0

0，1 0 1 1 0 1 1——无溢出

A+B=（101 1011）2 = 91

第7章

1．什么叫机器指令，什么叫指令系统？

机器指令是计算机能够直接识别并执行指令的指令。

指令系统是全部机器指令的集合。

2．什么叫寻址方式？

寻址方式是确定本条指令的数据地址以及确定下一条要执行的指令地址的方法。3．什么是指令字长、机器字长和存储字长

指令字长：一个指令字中包含二进制代码的位数，取决于操作码长度、操作数地址的长度和操作数的个数

机器字长：CPU一次能处理数据的最大位数，通常与CPU寄存器位数有关

存储字长：存储器的一个存储单元可存放2进制代码的位数。

6. 某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。

解：三地址指令格式如下：

三地址指令8条，OP安排：0000~0111。

二地址指令指令格式如下：

1000，0000，~1000，1111，

一地址指令指令格式如下：

一地址指令100条，操作码安排：

1001，0000，0000，~ 1001，0110，0011，

7. 设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为6位。如果定义了13条二地址指令，试问还可安排多少条一地址指令？

解：二地址指令格式如下：

二地址指令格式4位操作码共有16种编码，其中13种用来定义二地址指令，还剩3种代码未用，如不考虑零地址指令，该指令系统最多还能安排：

一地址指令条数=3×26 =192条

8. 某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，设操作码长度固定，指令分为零地址、一地址和二地址三种格式。若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有几种？若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？

解：1）若采用定长操作码时，二地址指令格式如下：

设二地址指令有K种，则：K=2-M-N

2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，设二地址指令有K种。

则可扩充一地址指令（24–K）* 26种，

可安排零地址指令（（24–K）* 26-N）*26

可得（（24–K）* 26-N）*26 〉=M

K<=24-(M*2-6 +N)*2-6

因此K最多有24-(M*2-6 +N)*2-6种。

9. 试比较间接寻址和寄存器间接寻址。

假设存储字长=机器字长，两者的寻址范围相同（不考虑二次间址）

1）间接寻址EA=（A），寄存器间接寻址EA=（Ri）

2）寄存器间接寻址能有效缩短指令字长

3）寄存器间接寻址能减少一次访存操作

10. 试比较基址寻址和变址寻址。

答：相同：都可有效地扩大指令寻址范围；有效地址计算类似EA=A+（BR）和EA=A+（IX）。不同：1）基址寻址时，BR不变，A可变，变址寻址时，A不变，IX可变。

2）基址寄存器内容通常由系统程序设定，变址寄存器内容通常由用户设定。

3）基址寻址适用于程序的动态重定位，变址寻址适用于数组或字符串处理。

14. 设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，用补码表示。假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H，且CPU每取出一个字节便自动完成（PC）+1→PC的操作。试问当执行“JMP *+8”和“JMP *-9”指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？

解：JMP *+8指令取出后，PC的值为2002H，要转移到2008H去执行，因此转移指令的第二个字节为06H，

JMP *-9指令的第二个字节为F5H。

15．一相对寻址的转移指令占3个字节，第一个字节是操作码，第二三个字节为相对位移量，而且数据在存储器中采用高字节地址为字地址的存放方式。假设PC当前值是4000H，试问当结果为0，执行“JZ * +35”和“JZ * -17”指令时，该指令的第二、第三字节的机器代码各为多少？

同14：可知偏移量分别为32和-20，因此第二、三字节机器代码分别为

Jz * +35：00H（高位）和20H（低位）

JZ * -17：FFH和ECH。

16. 某机主存容量为4M?16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答以下问题。

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用。

（2）该指令直接寻址的最大范围。

（3）一次间接寻址和多次间接寻址的寻址范围。

（4）立即数的范围（十进制表示）。

（5）相对寻址的位移量（十进制表示）。

（6）上述六种寻址方式的指令中哪一种执行时间最短，哪一种最长，为什么？哪一种便于程序浮动，哪一种最适合处理数组问题？

（7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？

（8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之

解：共108种操作，则OP所需位数7位。，寻址特征6种，所需位数3位。

（1）单字长一地址指令格式：

（2）该指令最大寻址范围2字

（3）一次间接寻址寻址范围216字

多次间接寻址的寻址范围215字

（4）立即数范围-32~31

计算机组成原理考试题库

计算机原理考试题库 一、选择题 1、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 2、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 3、完整的计算机系统应包括D。 A、运算器、存储器、控制器 B、外部设备和主机 C、主机和实用程序 D、配套的硬件设备和软件系统 4、计算机存储数据的基本单位为A。 A、比特Bit B、字节Byte C、字组Word D、以上都不对 5、计算机中有关ALU的描述，D是正确的。 A、只做算术运算，不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 6、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 7、下列语句中是C正确的。 A、1KB＝1024 1024B B、1KB＝1024MB C、1MB＝1024 1024B D、1MB＝1024B 8、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 9、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 10、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 11、计算机中有关ALU的描述，D是正确的。 A、只做算术运算，不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 12、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 13、下列语句中是C正确的。 A、1KB＝1024 1024B B、1KB＝1024MB C、1MB＝1024 1024B D、1MB＝1024B 14、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 15、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 16、存放欲执行指令的寄存器是D。 A、MAE B、PC C、MDR D、IR 17、用以指定待执行指令所在地址的是C。

计算机组成原理课后习题答案解析

作业解答 第一章作业解答 1.1 基本的软件系统包括哪些内容？ 答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。 系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。 1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？ 答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。 输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。 输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。 存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。 运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。 控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。 1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？ 答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面： 1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。 2) 采用二进制形式表示数据和指令。 3) 采用存储程序方式。 存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题

过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。 1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？ 答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。 随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.5 什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？ 答：总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。 总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突。 使用总线实现部件互连的好处： ①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本； ②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。 1.6 按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？ 答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。 1.7 计算机的主要特点是什么？ 答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力

计算机组成原理答案

第二章运算方法和运算器练习 一、填空题 1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。 2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。 3. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位（不相同），则表明发生了溢出。若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。 4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。 5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。 6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。 7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当 YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加 【x】补，再右移一位。 8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。 9. 原码一位乘法中，符号位与数值位（分开运算），运算结果的符号位等于（两操作数符号的异或值）。 10. 一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该（加1）。 11. 左规的规则为：尾数（左移一位），阶码（减1）。 12. 右规的规则是：尾数（右移一位），阶码（加1）。 13. 影响进位加法器速度的关键因素是（进位信号的传递问题）。 14. 当运算结果的补码尾数部分不是（11.0×××××或00.1×××××）的形式时，则应进行规格化处理。当尾数符号位为（01）或（10）时，需要右规。 15. （进位信号的产生与传递逻辑）称为进位链。

计算机组成原理模拟试题

计算机组成原理 1．(45.75)10=(___________)16 2．若[X]补=1.0110，则[1/2X]补=___________。 3．若X补=1.1001，按舍入恒置1法舍去末位得__________。 4．运算器的核心部件是__________。 5．动态MOS存储器的刷新周期安排方式有____________、 _____________、_____________。 6．若地址码8位，按字节编址则访存空间可达___________，若地址码10位，则访存空间可达_____________，若地址码20位，则访存空间可达_____________。 7．CPU中用于控制的寄存器有_______________________、 __________________ 和_____________________三种；8．控制器的组成方式可分为______________________和微程序控制器两类。 9．按数据传送方式，外围接口可分为_________________和 __________________。 10．指令中的操作数一般可分为_______操作数和_______操作数。11．申请掌握使用总线的设备，被称为__________。 12．某CRT显示器，分辨率800列╳600行，如果工作在256色模式下，则至少需要_________字节的显示存储器。 选择题: 1、浮点加减中的对阶是（） A.将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同 B.将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同 C.将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同 D.将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同 2、下列哪一个属于检错纠码（） A. BCD码 B. ASCII码 C. 奇偶校验码 D. 8421码 3、指令格式可表示为（）和地址码的形态 A.指令码 B. 操作码 C.微指令 D. 寄存器码 4、在不同速度的设备之间传送数据( )

计算机组成原理试题及答案

二、填空题 1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（ASCII）码。P23 2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（e）加上一个固定的偏移值（127）。P17 3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。P86 4 衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。P185 5 在计算机术语中，将ALU控制器和（）存储器合在一起称为（）。 6 数的真值变成机器码可采用原码表示法，反码表示法，（补码）表示法，（移码）表示法。P19-P21 7 广泛使用的（SRAM）和（DRAM）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。P67 8 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（存储周期）和（存储器带宽）。P67 9 形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（顺序）寻址，遇到转移指令时（跳跃）寻址。P112 10 CPU从（主存中）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。 11 定点32位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示

的整数范围是（-2的31次方到2的31次方减1 ）。P20 12 IEEE754标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为11位，尾数为52位，则它能表示的最大规格化正数为（+［1+（1-2 ）］×2 ）。 13 浮点加、减法运算的步骤是（0操作处理）、（比较阶码大小并完成对阶）、（尾数进行加或减运算）、（结果规格化并进行舍入处理）、（溢出处理）。P54 14 某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（14）条。64×1024KB=2048KB(寻址范32围)=2048×8(化为字的形式)=214 15一个组相联映射的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共（20）位，其中主存字块标记应为（9）位，组地址应为（5）位，Cache地址共（13）位。 16 CPU存取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（CPU周期），而后者又包含若干个（时钟周期）。P131 17 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（汇编语言）级、（高级语言）级。P13 18十进制数在计算机内有两种表示形式：（字符串）形式和（压缩的十进制数串）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。P19 19一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，

计算机组成原理答案

第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（ IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（ AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（ DR ）和（通用寄存器）。2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下： 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下： 4．假设主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解： 5．如果在一个CPU周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns，T 2 =400ns， T 3 =200ns，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2 、T 3 的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。 所以取时钟源提供的时钟周期为200ns，即，其频率为5MHz.；由于要输

出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下： 6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。 解：80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条公用微指令，所以总微指令条数为80? (4-1)+1=241条微指令，每条微指令32位，所以控存容量为：241?32位 7．某ALU 器件是用模式控制码M S 3 S 2 S 1 C 来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y 为二进制变量，φ为0或l 任选。 试以指令码(A ，B ，H ，D ，E ，F ，G)为输入变量，写出控制参数M ，S 3，S 2，S l ，C 的逻辑表达式。 解：

计算机组成原理试题及答案

A ．(7CD )16 B. ( 7D0)16 C. (7E0)16 D. 3. 下列数中最大的数是 _______ 。 A ．(10011001) 2 B. (227) 8 C. (98)16 4. ____ 表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是 A. BCD 码 B. 16 进制 C. 格雷码 6. 下列有关运算器的描述中， ______ 是正确的 A. 只做算术运算，不做逻辑运算 B. C. 能暂时存放运算结果 D. 7. EPROM 是指 ____ 。 A. 读写存储器 B. C. 可编程的只读存储器 D. 8. Intel80486 是 32位微处理器， Pentium 是A.16 B.32 C.48 D.64 9 .设］X ］补=1.XXX 3X 4,当满足 _________ ■寸，X > -1/2 成立。 A. X 1必须为1，X 2X 3X 4至少有一个为1 B. X 1必须为1 , X 2X 3X 4任意 C. X 1必须为0, X 2X 3X 4至少有一个为1 D. X 1必须为0, X 2X 3X 4任意 10. CPU 主要包括 _____ 。 A.控制器 B. 控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU 和主存 11. 信息只用一条传输线 ,且采用脉冲传输的方式称为 _________ 。 A. 串行传输 B. 并行传输 C. 并串行传输 D. 分时传输 12. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是 _________ 。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 13. 下列 _____ 属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D. 文本处理 14. 在主存和CPU 之间增加cache 存储器的目的是 _____ 。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C.解决CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速 度 15. 某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用 ____________ 作为存储芯 片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D. 辅助存储器 16. 设变址寄存器为X ,形式地址为D, (X )表示寄存器X 的内容，这种寻址方式的有 效地址为 ______ 。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中,直接指出操作数本身的寻址方式,称为 ___________ 。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 18. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现的是 ________ 。 7F0）16 D. （ 152）10 o D. ASC H 码 只做加法 既做算术运算，又做逻辑运算 只读存储器 光擦除可编程的只读存储器 位微处理器。

计算机组成原理试题库(含答案)

计算机组成原理试题 一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。） 1.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。 A、立即寻址 B、变址寻址 C、间接寻址 D、寄存器寻址 2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C）。 A．64K B．32KB C．32K D．16KB 3.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C）。 A.21 B.17 C.19 D.20 4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(C)。 A.实现存储程序和程序控制 B.可以直接访问外存 C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

5.寄存器间接寻址方式中，操作数处在(B)。 A.通用寄存器 B.贮存单元 C.程序计数器 D.堆栈 6.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路 C.复杂指令计算机 D.超大规模集成电路 7．CPU响应中断的时间是_C_____。 A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。8．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 9．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。10．浮点数的表示范围和精度取决于__C____。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；

计算机组成原理第二版课后习题详细答案

第1章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解： 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 2. 如何理解计算机的层次结构？ 答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。 （1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。 （2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。 （3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。 通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。 3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语

言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。 4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大 部件组成； ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访 问； ●指令和数据均用二进制表示； ●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的 性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； ●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ●机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。

计算机组成原理课后答案

… 第一章计算机系统概论 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件硬件和软件哪个更重要 计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体 计算机硬件：计算机的物理实体 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要 如何理解计算机系统的层次结构 实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机 》 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 如何理解计算机组成和计算机体系结构 计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性 计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性 冯·诺依曼计算机的特点是什么 。 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中 指令由操作码、地址码两大部分组成 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行 以运算器为中心（原始冯氏机） 画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。 计算机硬件各部件 运算器：ACC, MQ, ALU, X ' 控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 解释概念 & 主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成

计算机组成原理试题库集及答案

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第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； 指令和数据均用二进制表示； 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义：

计算机组成原理课后答案

第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； ●指令和数据均用二进制表示； ●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操 作数在存储器中的位置； ●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ●机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。 PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数

计算机组成原理习题及答案54686word版本

计算机组成原理习题及答案54686

概论 一、选择题： １．1946年研制成功的第一台电子数字计算机称为＿B＿。A.EDVAC B.ENIAC C.EVNAC D.EINAC 2.完整的计算机系统应包括__D_____.A..运算器、存储器、控制器 B.外部设备和主机 C.主机和存储器 D.配套的硬件和软件设备 3.计算机系统中的存储器系统是指__D____.A.RAM存储器 B.ROM存储器 C.内存储器 D.内存储器和外存储器 4.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_C_____. A..节约元件 B.运算速度快 C.物理器件性能所致 D.信息处理方便 5.计算机硬件能直接执行的只有_B___. A.符号语言 B.机器语言 C.机器语言和汇编语言 D.汇编语言 二、填空题: 1.计算机的硬件包括__运算器_._控制器_._存储器_._输入设备_._输出设备__. 2.在计算机术语中,将运算器和控制器合在一起称为_CPU__,而将_CPU__和存储器合在一起称为__主机__. 3.计算机的软件一般分为两大类:一类叫_系统__软件,一类叫_应用__软件,其中,数据库管理系统属于_系统_软件,计算机辅助教学软件属于__应用___软件. 4.计算机系统中的存储器分为_内存储器_和_外存储器_.在CPU执行程序时,必须将指令存放在_内存储器__中. 5.输入、输出设备以及辅助存储器统称为_外部设备___. 6.计算机存储器的最小单位为__位___,1KB容量的存储器能够存储_1024*8__个这样的单位. 7.在计算机系统中,多个系统部件之间信息传送的公共通路称为__总线___,就其所传送的信息的性质而言,在公共通路上传送的信息包括_数据__、__地址__和__控制___信息. 三、衡量计算机性能的基本指标有哪些？ 答：1.基本字长 2.数据通路宽度 3.运算速度：包括CPU时钟频率和数据传输率 4.存储器的容量：包括主存储器的容量和外存储器的容量 5.外围设备及其性能 6.系统软件配置运算方法和运算器 一、选择题: 1.在机器数中,__B____的零的表示形式是唯一的. A.原码 B.补码 C.反码 D.原码和反码 3.若某数X的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码方法__B__码. A.原 B.补 C.反 D.移 4.运算器虽有许多部件组成,但核心部分是__B____. A.数据总路线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.通用寄存器 5.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过__D_____来实现. A.原码运算的二进制减法器 B.补码运算的二进制减法器 C.补码运算的十进制加法器 D.补码运算的二进制加法器

计算机组成原理练习题答案

一、选择题 １、完整得计算机系统应包括运算器、存储器、控制器。 一个完整得计算系统应该就是：硬件系统与软件系统,硬件系统应该包括运算器，控制器,存储器,输入设备与输出设备，软件系统包括系统软件与应用软件、而您给得答案中B与D就是可以排除得，也就就是不能选，A与C两个中A得可能性最大,答案只能选A、 3、冯、诺依曼计算机工作方式得基本特点就是按地址访问并顺序执行指令. 4、移码表示法主要用于表示浮点数中得阶码。 5、动态RAM得刷新就是以行为单位得。 8、在定点运算器中产生溢出得原因就是运算得结果得超出了机器得表示范围。 10、在指令得地址字段中，直接指出操作数本身得寻址方式，称为立即寻址. １1、目前得计算机,从原理上讲指令与数据都以二进制形式存放. 13、计算机问世至今，新型机器不断推陈出新,不管怎样更新，依然保有“存储程序”得概念，最早提出这种概念得就是冯、诺依曼。 1６、在CＰU中,跟踪后继指令地址得寄存器就是程序计数器。 20、系统总线中地址总线得作用就是用于选择指定得存储单元或外设。 ２1、计算机中得主机包含运算器、控制器、存储器。 23、原码一位乘运算，乘积得符号位由两个操作数得符号进行异或运算. ２4、对于真值“0”表示形式唯一得机器数就是移码与补码。 25、若［X］补=0、01０0１10,则［Ｘ]反= 0、0１00110。－-ｘ为正数 26、在CPU中，存放当前执行指令得寄存器就是指令寄存器。 保存当前正在执行得指令得寄存器称为（指令寄存器)。 指示当前正在执行得指令地址得寄存器称为（程序计数器或指令计数器）。 27、下列编码中通常用作字符编码得就是ASCII码。 ASCIＩ ASCIＩ(Ａｍeｒｉcan Ｓtaｎdａrd CodｅfoｒＩnｆorｍaｔiｏｎInteｒchange,美国信息互换标准代码）就是基于拉丁字母得一套电脑编码系统.它主要用于显示现代英语与其她西欧语言。它就是现今最通用得单字节编码系统，并等同于国际标准ＩSO/ＩＥC646。２8、在下列存储器中，半导体存储器可以作为主存储器. 3０、在CPU中跟踪指令后继地址得寄存器就是PＣ。 ３１、EＰＲOM就是指光擦除可编程得只读存储器。

计算机组成原理题库

、下列描述中正确的是 A控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果 B一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个部件 C所有的数据运算都在CPU的控制器中完成 D以上答案都正确 4、有一些计算机将一部分软件永恒的存于只读存储器中，称之为 A硬件 B软件 C固件 D辅助存储器 E以上都不对 5、输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为（） A操作系统 B存储器 C主机 D外围设备 7、完整的计算机系统应包括（） A运算器、存储器、控制器 B外部设备和主机 C主机和实用程序 D配套的硬件设备和软件系统 8、计算机系统中的存储系统是指（） A .RAM存储器存储器 C.主存 D.主存和辅存 19、计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为（） A. ALU B. UP C. CPU D. CAD 35、储存单元是指（） A.存放一个字节的所有存储集合 B.存放一个储存字的所有存储集合 C.存放一个二进制信息的存储集合 D.存放一条指令的存储集合 36、存储字是指（） A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合 B.存放在一个存储单元中的二进制代码位数 C.存储单元的集合 D.机器指令 39、存放执行执行指令的寄存器是（） 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称为（A） 15.计算机将存储，算逻辑运算和控制三个部分合称为（A),再加上（B）和（C）就组成了计算机硬件系统。 目前被广泛使用的计算机是（）

A.数字计算机 B.模拟计算机 C.数字模拟混合式计算机 D.特殊用途计算机 9.个人计算机（PC）属于（）类计算机。 A.大型计算机 B.小型机 C.微型计算机 D.超级计算机、操作系统最早出现在第（A）代计算机上。 计算机使用总线结构便于增减外设，同时（） A.减少了信息传输量 B.提高了信息的传输速度 C.减少了信息传输线的条数 2.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（） A.地址信息，数据信息和控制信息不能同时出现 B.地址信息与数据信息不能同时出现 C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送 5.在三中集合式总线控制中，（）方式响应时间最快。 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 8.三种集合式总线控制中，（）方式对电路故障最敏感的 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 13.在独立请求方式下，若有N个设备，则（） A.有一个总线请求信号和一个总线响应信号 B.有N个总线请求信号和N个总线响应信号 C.有一个总线请求信号和N个总线响应信号 14.在链式查询方式下，若有N个设备，则（） A.有N条总线请求线 B.无法确定有几条总线请求线 C.只有一条总线请求线

计算机组成原理 课后答案解析

第一章计算机系统概论p.19 1.1 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体 计算机硬件：计算机的物理实体 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性 计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性 1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么？ 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中 指令由操作码、地址码两大部分组成 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行 以运算器为中心（原始冯氏机） 1.6画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。 计算机硬件各部件 运算器：ACC, MQ, ALU, X 控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位 存储元件/存储基元/存储元：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，不能单独存取 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数

计算机组成原理都给对方版答案(完整版)

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代各代的基本特征是什么 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法你比较了解的有哪些类型的计算机 `

1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长它对计算机性能有哪些影响

答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理 精度等。 1．7 什么是存储容量什么是主存什么是辅存 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。

（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 （7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语：

计算机组成原理(白中英)本科生试题库整理附答案

一、选择题 1从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（B）计算机。 A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（A）。 A -(231-1) B -(230-1) C -(231+1) D -(230+1) 3以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。 A 只做加法运算 B 只做算术运算 C 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 4 EEPROM是指（D ） A 读写存储器 B 只读存储器 C 闪速存储器 D 电擦除可编程只读存储器 5常用的虚拟存储系统由（B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A cache-主存 B 主存-辅存 C cache-辅存 D 通用寄存器-cache 6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（D ） A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个通用 寄存器 D 两个通用寄存器 7当前的CPU由（B ）组成。 A 控制器 B 控制器、运算器、cache C 运算器、主存 D 控制器、ALU、主存 8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（A ）。 A 具备同等水平 B 不具备同等水平 C 小于前者 D 大于前者 9在集中式总线仲裁中，（A ）方式响应时间最快。 A 独立请求 B 计数器定时查询 C 菊花链 D 分布式仲裁 10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C ）。 A 地址寄存器 B 指令计数器 C 程序计数器 D 指令寄存器 11从信息流的传输速度来看，（A ）系统工作效率最低。 A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线 12单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（C ）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。 A 中断允许 B 中断请求 C 中断屏蔽 D DMA请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是（B ）。 A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管理员 模式 C 开定时器中断 D 关中断 14冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（B ）。 A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址 15在机器数（B ）中，零的表示形式是唯一的。 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 16在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（ D ）来实现。 A 原码运算的二进制减法 器 B 补码运算的二进制减法器 C 原码运算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器17某计算机字长32位，其存储容量为256MB，若按单字编址，它的寻址范围是（ D ）。 A 0—64M B B 0—32MB C 0—32M D 0—64M 18主存贮器和CPU之间增加cache的目的是（A ）。 A 解决CPU和主存之间的 速度匹配问题B 扩大主存贮器容量 C 扩大CPU中通用寄存器的 数量 D 既扩大主存贮器容量，又扩 大CPU中通用寄存器的数 量 19单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（ C ）。 A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式 20同步控制是（ C ）。 A 只适用于CPU控制的方 B 只适用于外围设备控制的 C 由统一时序信号控制的方 D 所有指令执行时间都相同