最新電大-計算機組成原理課程形考作業(yè)答案

1、精品文檔計算機組成原理 a 形考作業(yè)一（參考答案）一、選擇題：1機器數(shù)_中，零的表示形式是唯一的。a原碼 b補碼 c移碼 d反碼答案：b2某計算機字長 16 位，采用補碼定點小數(shù)表示，符號位為 1 位，數(shù)值位為 15 位，則 可表示的最大正小數(shù)為_，最小負小數(shù)為_。acbd答案：c3加法器采用并行進位的目的是_。a提高加法器的速度 b快速傳遞進位信號c優(yōu)化加法器結(jié)構(gòu) d增強加法器功能答案：b4組成一個運算器需要多個部件，但下面所列_不是組成運算器的部件。a狀態(tài)寄存器 b數(shù)據(jù)總線calu d地址寄存器答案：d二、判斷題：判斷下列說法是否正確，并說明理由。1 ascii 編碼是一種漢字字符編碼；是

2、西文 7 位編碼2 一般采用補碼運算的二進制減法器，來實現(xiàn)定點二進制數(shù)加減法的運算；3 在浮點數(shù)表示法中，階碼的位數(shù)越多，能表達的數(shù)值精度越高；4 只有定點數(shù)運算才可能溢出，浮點數(shù)運算不會產(chǎn)生溢出。三、簡答題：1簡述奇偶校驗碼和海明校驗碼的實現(xiàn)原理。答：奇偶校驗碼原理：通常是為一個字節(jié)補充一個二進制位，稱為校驗位，通過設置校 驗位的值為 0 或 1 的方式，使字節(jié)自身的 8 位和該校驗位含有 1 值的位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù)。 在接收方，檢查接收到的碼字是否還滿足取值為 1 的總的位數(shù)的奇偶關(guān)系，來決定數(shù)據(jù)是否 出錯。海明校驗碼原理：是在 k 個數(shù)據(jù)位之外加上 r 個校驗位，從而形成一個 k+r

3、位的新的碼 字，使新的碼字的碼距比較均勻地拉大。把數(shù)據(jù)的每一個二進制位分配在幾個不同的偶校驗 位的組合中，當某一位出現(xiàn)錯誤，就會引起相關(guān)的幾個校驗位的值發(fā)生變化，這不但可以發(fā) 現(xiàn)錯誤，還可以指出哪一位出錯，為進一步糾錯提供了依據(jù)。2簡述教材中給出的 mips 計算機的運算器部件的功能和組成。答：mips 計算機的運算器部件的功能和組成：運算器的首要功能是完成對數(shù)據(jù)的算術(shù) 和邏輯運算, 由其內(nèi)部的一個被稱之為算術(shù)與邏輯運算部件(英文縮寫為 alu)承擔；運算器 的第二項功能，是暫存將參加運算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果, 由其內(nèi)部的一組寄存器承擔；為了用 硬件線路完成乘除指令運算, 運算器內(nèi)一般還有一個能自

4、行左右移位的專用寄存器, 通稱乘 商寄存器。這些部件通過幾組多路選通器電路實現(xiàn)相互連接和數(shù)據(jù)傳送；運算器要與計算機 其它幾個功能部件連接在一起協(xié)同運行 , 還必須有接受外部數(shù)據(jù)輸入和送出運算結(jié)果的邏 輯電路。3浮點運算器由哪幾部分組成？答：處理浮點數(shù)指數(shù)部分的部件、處理尾數(shù)的部件、加速移位操作的移位寄存器線路以 及寄存器堆等組成。精品文檔11-1010 原補 原補原反 補精品文檔4假定 x = 0.0110011*2 ， y = 0.1101101*2 藏位的情況下，回答下列問題：（此處的數(shù)均為二進制），在不使用隱（1）浮點數(shù)階碼用 4 位移碼、尾數(shù)用 8 位原碼表示（含符號位），寫出該浮點數(shù)

5、能表示 的絕對值最大、最小的（正數(shù)和負數(shù)）數(shù)值；解答：絕對值最大： 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111；絕對值最?。?0 001 0 0000000、0 001 1 0000000（2）寫出 x、y 的浮點數(shù)表示。x 1 011 0 0110011 y 0 110 0 1101101浮 ?。?）計算 x+ya ：求階差： e|=|1011-0110|=0101b ：對階：y 變?yōu)?1 011 0 00000 1101101c ：尾數(shù)相加：00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101d ：規(guī)格化：左規(guī)：尾數(shù)為

6、0 1101100 1101，階碼為 1010f：舍入處理：采用 0 舍 1 入法處理，則有 00 1101100+1=00 1101101e：不溢出所以，x+y 最終浮點數(shù)格式的結(jié)果： 1 010 0 1101101，即 0.1101101*2四、計算題：1將十六進制數(shù)據(jù) 14.4ch 表示成二進制數(shù)，然后表示成八進制數(shù)和十進制數(shù)。 14.4ch=(10100.01001100) =(14.23) =(20.21875)2 8 102對下列十進制數(shù)表示成 8 位（含一位符號位）二進制數(shù)原碼和補碼編碼。（1） 17； x 00010001，x 00010001（2） -17； x 100100

7、01，x 111011113已知下列各x ，分別求它們的x 和x 。（1）x 0.10100；x 010100，x 010100原 反 補（2）x 1.00111；x 111000，x 111001原 反 補（3）x 010100；x 010100，x 010100原 反 補（4）x 110100；x 101011，x 101100原 反 補4寫出 x10111101，y00101011 的雙符號位原碼、反碼、補碼表示，并用雙符 號補碼計算兩個數(shù)的差。x 00 10111101, x 00 10111101, x 00 10111101原 反 補y 11 00101011, y 11 1101

8、0100, y 11 11010101原 反 補x y 00 10010010補+ 補計算機組成原理 a 形成性考核作業(yè)二 (參考答案 )一、選擇題：1計算機硬件能直接識別和運行的只能是_程序。a機器語言 b匯編語言 c高級語言 dvhdl答：a2指令中用到的數(shù)據(jù)可以來自_（可多選）。a通用寄存器 b微程序存儲器 c輸入輸出接口 d指令寄存器 e. 內(nèi)存單元 f. 磁盤答：a、c、e3匯編語言要經(jīng)過_的翻譯才能在計算機中執(zhí)行。a編譯程序 b數(shù)據(jù)庫管理程序 c匯編程序 d文字處理程序 答：c4在設計指令操作碼時要做到_（可多選）。a能區(qū)別一套指令系統(tǒng)中的所有指令精品文檔精品文檔b 能表明操作數(shù)的

9、地址c 長度隨意確定d 長度適當規(guī)范統(tǒng)一答：a、b、d5控制器的功能是_。a向計算機各部件提供控制信號 b執(zhí)行語言翻譯c支持匯編程序d完成數(shù)據(jù)運算答：a6從資源利用率和性能價格比考慮，指令流水線方案_，多指令周期方案_， 單指令周期方案_。a最好 b次之 c最不可取 d都差不多答：a、b、c二、判斷題：判斷下列說法是否正確，并說明理由。1 變址尋址需要在指令中提供一個寄存器編號和一個數(shù)值。2 計算機的指令越多，功能越強越好。3 程序計數(shù)器 pc 主要用于解決指令的執(zhí)行次序。4 微程序控制器的運行速度一般要比硬連線控制器更快。三、簡答題：1一條指令通常由哪兩個部分組成？指令的操作碼一般有哪幾種組

10、織方式？各自應用 在什么場合？各自的優(yōu)缺點是什么？答：一條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩個部分組成。指令的操作碼一般有定長的操作碼、變長的操作碼兩種組織方式。定長操作碼的組織方式應用在當前多數(shù)的計算機中；變長的操作碼組織方式一般用在小 型及以上的計算機當中。定長操作碼的組織方式對于簡化計算機硬件設計，提高指令譯碼和識別速度有利。 變長的操作碼組織方式可以在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數(shù)，又能盡量滿足給出相應的操作數(shù)地址的要求。2如何在指令中表示操作數(shù)的地址？通常使用哪些基本尋址方式？答：是通過尋址方式來表示操作數(shù)的地址。通常使用的基本尋址方式有：立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存

11、器間接尋 址、變址尋址、相對尋址、間接尋址、堆棧尋址等。3為讀寫輸入/輸出設備，通常有哪幾種常用的尋址方式用以指定被讀寫設備？答：為讀寫輸入/輸出設備，通常有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設備，一是i/o 端口與主存儲器統(tǒng)一的編制方式，另一種是 i/o 端口與主存儲器彼此獨立的編制方式。4簡述計算機中控制器的功能和基本組成，微程序的控制器和硬連線的控制器在組成 和運行原理方面有何相同和不同之處？答：控制器主要由下面 4 個部分組成：（1） 程序計數(shù)器（ pc），是用于提供指令在內(nèi)存中的地址的部件，服務于讀取指令， 能執(zhí)行內(nèi)容增量和接收新的指令地址，用于給出下一條將要執(zhí)行的指令的地址。（2）

12、指令寄存器（ir），是用于接收并保存從內(nèi)存儲器讀出來的指令內(nèi)容的部件，在執(zhí) 行本條指令的整個過程中，為系統(tǒng)運行提供指令本身的主要信息。（3） 指令執(zhí)行的步驟標記線路，用于標記出每條指令的各個執(zhí)行步驟的相對次序關(guān)系， 保證每一條指令按設定的步驟序列依次執(zhí)行。（4） 全部控制信號的產(chǎn)生部件，它依據(jù)指令操作碼、指令的執(zhí)行步驟（時刻），也許還 有些另外的條件信號，來形成或提供出當前執(zhí)行步驟計算機各個部件要用到的控制信號。計 算機整機各硬件系統(tǒng)，正是在這些信號控制下協(xié)同運行，執(zhí)行指令，產(chǎn)生預期的執(zhí)行結(jié)果。由于上述后兩個部分的具體組成與運行原理不同，控制器被分為硬連線控制器和微程序 控制器兩大類。微程序的

13、控制器和組合邏輯的控制器是計算機中兩種不同類型的控制器。精品文檔精品文檔共同點：基本功能都是提供計算機各個部件協(xié)同運行所需要的控制信號；組成部分 都有程序計數(shù)器 pc，指令寄存器 ir；都分成幾個執(zhí)行步驟完成每一條指令的具體功能。不同點：主要表現(xiàn)在處理指令執(zhí)行步驟的辦法，提供控制信號的方案不一樣。微程序的 控制器是通過微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟，應提供的控制信號從控制存儲器中讀 出，并經(jīng)過一個微指令寄存器送到被控制部件。組合邏輯控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí) 行步驟，用組合邏輯電路直接給出應提供的控制信號。微程序的控制器的優(yōu)點是設計與實現(xiàn)簡單些，易用于實現(xiàn)系列計算機產(chǎn)品的控制器，理 論上

14、可實現(xiàn)動態(tài)微程序設計，缺點是運行速度要慢一些。組合邏輯控制器的優(yōu)點是運行速度明顯地快，缺點是設計與實現(xiàn)復雜些，但隨著 eda 工具的成熟，該缺點已得到很大緩解。5控制器的設計和該計算機的指令系統(tǒng)是什么關(guān)系？答：控制器的的基本功能，是依據(jù)當前正在執(zhí)行的指令，和它所處的執(zhí)行步驟，形成并 提供在這一時刻整機各部件要用到的控制信號。所以，控制器的設計和該計算機的指令系統(tǒng) 是一一對應的關(guān)系，也就是控制器的設計應依據(jù)指令的要求來進行，特別是要分析每條指令 的執(zhí)行步驟，產(chǎn)生每個步驟所需要的控制信號。6指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行的主要差別是什么？各有什么優(yōu)點和缺點？ 順序方式是，在一條指令完全執(zhí)行結(jié)束后

15、，再開始執(zhí)行下一條指令。優(yōu)點是控制器設計簡單，容易實現(xiàn)，；缺點是速度比較慢。指令流水線方式是提高計算機硬件性能的重要技術(shù)和有效措施，在成本增加不多的情況 下很明顯地提高了計算機的性能。追求的目標是力爭在每一個指令執(zhí)行步驟中完成一條指令 的執(zhí)行過程。實現(xiàn)思路是把一條指令的幾項功能劃分到不同的執(zhí)行部件去完成，在時間上又 允許這幾個部件可以同時運行。缺點是控制器設計復雜，比較不容易實現(xiàn)，；突出的優(yōu)點是 速度明顯提高。計算機組成原理 a 形成性考核作業(yè)三參考答案一、選擇題：1下列部件（設備）中，存取速度最快的是_。答：ca光盤存儲器 bcpu 的寄存器 c軟盤存儲器 d硬盤存儲器 2某 sram 芯片

16、，其容量為 1k8 位，加上電源端和接地端，該芯片引出線的最少數(shù)目應為_。答：da23 b25 c50 d203在主存和 cpu 之間增加 cache 的目的是_。a 擴大主存的容量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 中的寄存器工作答：c4在獨立編址方式下，存儲單元和 i/o 設備是靠_來區(qū)分的。a不同的地址和指令代碼c不同的數(shù)據(jù)和地址b不同的數(shù)據(jù)和指令代碼 d不同的地址答：a5隨著 cpu 速度的不斷提升，程序查詢方式很少被采用的原因是_。 精品文檔精品文檔a硬件結(jié)構(gòu)復雜b硬件結(jié)構(gòu)簡單ccpu 與外設串行工作 dcpu 與外設并行工作答

17、：d6在采用 dma 方式的 i/o 系統(tǒng)中，其基本思想是在_之間建立直接的數(shù)據(jù)通路。acpu 與外設ccpu 與主存 答：bb主存與外設d外設與外設二、判斷題：判斷下列說法是否正確，并說明理由。1 cpu 訪問存儲器的時間是由存儲器的容量決定的，存儲器容量越大，訪問存儲器所 需的時間越長。2 引入虛擬存儲系統(tǒng)的目的，是為了加快外存的存取速度。3 按主機與接口間的數(shù)據(jù)傳送方式，輸入/輸出接口可分為串行接口和并行接口。 4dma 控制器通過中斷向 cpu 發(fā) dma 請求信號。三、簡答題：1在三級存儲體系中，主存、外存和高速緩存各有什么作用？各有什么特點？答：多級存儲器系統(tǒng)，是圍繞讀寫速度尚可、

18、存儲容量適中的主存儲器來組織和運行的, 并由高速緩沖存儲器緩解主存讀寫速度慢、不能滿足 cpu 運行速度需要的矛盾；用虛擬存 儲器更大的存儲空間，解決主存容量小、存不下規(guī)模更大的程序與更多數(shù)據(jù)的難題，從而達 到使整個存儲器系統(tǒng)有更高的讀寫速度、盡可能大的存儲容量、相對較低的制造與運行成本。 高速緩沖存儲器的問題是容量很小，虛擬存儲器的問題是讀寫速太慢。追求整個存儲器系統(tǒng) 有更高的性能 /價格比的核心思路，在于使用中充分發(fā)揮三級存儲器各自的優(yōu)勢，盡量避開 其短處。2什么是隨機存取方式？哪些存儲器采用隨機存取方式？答：ram,即隨機存儲器，可以看作是由許多基本的存儲單元組合起來構(gòu)成的大規(guī)模集 成電路。靜態(tài)隨機存儲器（ram）和動態(tài)隨機存儲器（dram）可采用隨機存取方式。3什么是虛擬存儲器？它能解決什么問題？為什么？答：虛擬存儲器屬于主存外存層次，由存儲器管理硬件和操作系統(tǒng)中存儲器管理軟件 支持，借助于硬磁盤等輔助存儲器，并以透明方式提供給用戶的計算機系統(tǒng)具有輔存的容量， 接近主存的速度，單位容量的成本和輔存差不多的存儲器。主要用來緩解內(nèi)存不足的問題。 因為系統(tǒng)會使用一部分硬盤空間來補充內(nèi)存。4什么是串行接口和并行接口？簡述它們的數(shù)據(jù)傳輸方式和適用場合。答：串行接口只需要一對信