計算機組成原理習題集

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上習題和解析 第一部分計算機組成原理中各章習題的解析及補充題的解析。第1章 計算機系統(tǒng)概論 11習題解析一、 選擇題1在下列四句話中，最能準確反映計算機主要功能的是 。A計算機可以存儲大量信息B計算機能代替人的腦力勞動C計算機是一種信息處理機D計算機可實現(xiàn)高速運算解：答案為C。21946年2月，在美國誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機，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算機稱為 （2） 。（1）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-（2）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-解：答案為 C， A。3

2、計算機硬件能直接執(zhí)行的只能是 。A符號語言 B機器語言C匯編語言 D機器語言和匯編語言解：答案為B。4運算器的核心部件是 。A數(shù)據(jù)總線 B數(shù)據(jù)選擇器 C累加寄存器 D算術邏輯運算部件解：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屬于 。A巨型機 B中型機C小型機 D微型機解：答案為D。7至今為止，計算機中所含所有信息仍以二進制方式表示，其原因是 。A節(jié)約元件 B運算速度快C物理器件性能決定 D信息處理方便解：答案為C。8對計算機軟、硬件資源進行管理，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

3、戶程序解：答案為A。9企事業(yè)單位用計算機計算、管理職工工資，這屬于計算機的 應用領域。A科學計算 B數(shù)據(jù)處理C過程控制 D輔助設計解：答案為B。10微型計算機的發(fā)展以 技術為標志。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） 的接口。（1）A系統(tǒng)程序 B應用程序 C用戶程序 D中間件（2）A編碼轉(zhuǎn)換 B操作計算機 C管理和控制計算機的資源 D把高級語言程序翻譯成機器語言程序（3）A軟件與硬件 B主機與外設 C用戶與計算機 D高級語言與機器語言機解：答案為 A C C。2計算機的硬件包括 、 、 、 、 五部分。解：答案為運算

4、器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。3存儲器分為 和 。在CPU運行程序時，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，一臺微機的內(nèi)存容量是128MB，應是 個這樣的單位。解：答案為字節(jié)，128220字節(jié)。5計算機的運算精度主要由計算機的 決定， 越 ，則計算機的運算精度越高。解：答案為字長，字長，長。6馮諾依曼結(jié)構(gòu)計算機的基本特點是 。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計算機軟件一般可分為 ， 和 。解：答案為系統(tǒng)軟件、應用軟件、工具軟件。9郵局對信件進行自動

5、分揀，使用的計算機技術是 。解：答案為模式識別。10微型計算機的分類以微處理器的 來劃分。解：答案為規(guī)格。三簡答題1會計電算化屬于計算機應用的哪個領域？答：在計算機的應用領域中，會計電算化屬于計算機數(shù)據(jù)處理方面的應用領域。2兼容性是計算機的一個重要性能，請解釋一下何為向上兼容？答：所謂向上兼容是指舊型號計算機的軟件可以不加修改地在新型號計算機上運行。系列機通常具有這種兼容性。3按照馮諾依曼原理，現(xiàn)代計算機應具備哪些功能？答：按照馮諾依曼原理，現(xiàn)代計算機應具備以下5個功能： 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），把計算結(jié)果與計算過程中出現(xiàn)的情況告訴（輸出）給用戶。 記憶

6、功能：應能“記住”原始數(shù)據(jù)、解題步驟及中間結(jié)果。 計算功能：應能進行一些最基本的運算。這些基本運算能組成人們所需要的復雜運算。 判斷功能：計算機在進行一步操作后，應能從預先無法確定的幾種方案中選擇一種操作方案。 自我控制功能：計算機應能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件間的協(xié)調(diào)性。4答：計算機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：計算機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。通常用硬件實現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修改困難，而

7、軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界限。5何謂綠色計算機？對它有哪些要求？ 答：綠色計算機是指不會對人類及其生存環(huán)境造成不良影響的計算機。對它的主要要求是： 節(jié)能：要求計算機的耗電量要低。 低污染：在生產(chǎn)、包裝過程中盡量使用無毒、可再生材料，打印機噪聲要降到最小，電磁輻射要符合環(huán)保標準。 易回收：生產(chǎn)、運輸和使用等各環(huán)節(jié)所用的材料應容易銷毀或回收。 符合人體工程學的要求。第2章 數(shù)字電路基礎和計算機中的邏輯部件本章將給出主教材計算機組成原理第2章的習題及補充題的解析。21習題解析一判斷題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。答：正確。2組合邏輯電路的特點是它的輸出狀態(tài)僅與當時的輸入

8、狀態(tài)有關，而與過去的輸入狀態(tài)無關。答：正確。3譯碼器是一種組合邏輯電路，而計數(shù)器是一種時序邏輯電路。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0還是1。答：正確。5環(huán)形計數(shù)器不是用來計數(shù)的，而是用于發(fā)出順序控制信號的。答：正確。6J-K觸發(fā)器是組成計數(shù)器的理想記憶元件。答：正確。7計數(shù)器除了能對輸入脈沖進行計數(shù)，還能作為分頻器用。答：正確。8PLA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。10PROM的“與”陣列是不可編程的，“或”陣列是可編程的。答：正確。二

9、選擇題14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。 2CPU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)標志位是依據(jù) 來置位的。A算術邏輯部件上次的運算結(jié)果 BCPU將要執(zhí)行的指令CCPU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，這種觸發(fā)器是

10、 。AJ-K觸發(fā)器 BR-S基本觸發(fā)器CD型觸發(fā)器 DR-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)計算機各部件的工作，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。把邏輯表達式展開并用公式進行化簡。8正邏輯下的“或-非”門是負邏輯下的 。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

11、PLD實際上是 兩級結(jié)構(gòu)的器件。解：答案為“與”和“或”。2計算機中常用的時序電路有 、 和 等。解：答案為觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器。3 是構(gòu)成時序電路的基礎。解：答案為觸發(fā)器。4設“異或”門的二個輸入端為A和B，輸出為Y ，當A接1時，輸出為，當A接0時，輸出為。解：答案為B，B。5計算機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計算機中常用 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 。解：答案為并行寄存器。8 寄存器常用于乘、除法運算中。解：答案為移位寄存器。因為乘法需要對部分積和乘數(shù)

12、進行右移操作，除法要對被除數(shù)和余數(shù)進行左移操作。四綜合題1設A，B，C是三個二進制數(shù)碼，用邏輯表達式寫出ABC的判斷條件。（提示：先畫出真值表）。解：設判斷函數(shù)為F，則F與A、B、C的關系用以下的真值表表示。ABCFABCF00000101001110001001011101110001 由此可得到FABCABC2請畫出下列函數(shù)的真值表： F1(A,B,C)ABBC F2(A,B,C)A B C解：函數(shù)的真值表如下：ABCF1F2ABCF1F200000101001101001101100101110111011111113試用三種基本門（與、或、非門）組成下列邏輯電路 異或門 同或門 與非門

13、 或非門&A BF解：要先寫出這四種電路的邏輯表達式，再用三種基本電路搭接。以“與非”門為例，“與非”門的邏輯表達式是FAB ，故電路連接如左圖。其他三種情況的做法類似，略。4利用布爾代數(shù)的基本定律證明下列等式 ABC（AC）（AB） (ABC) A0解：證明 等式右邊（AC）（AB）AAABCACB AABCACB A（1B）CACB A（1C）CB ACB 等式左邊因此，ACB（AC）（AB） 用摩爾定理，等式左邊展開為ABCAAABC0右邊第3章 信息表示與運算基礎習題解析一、判斷題1在數(shù)字計算機中所以采用二進制是因為二進制的運算最簡單。答：正確。2在所有的進位計數(shù)制中，整數(shù)部分最低位的

14、權(quán)都是1。答：正確。3某R進位計數(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計算機表示的數(shù)發(fā)生溢出的根本原因是計算機的字長有限。答：錯誤。5表示定點數(shù)時，若要求數(shù)值0在計算機中唯一地表示為全0，應采用補碼。答：正確。6浮點數(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。7CRC校驗碼的生成和檢驗大多采用軟件實現(xiàn)。答：正確。8若浮點數(shù)的尾數(shù)用補碼表示，那么規(guī)格化的浮點數(shù)是指尾數(shù)數(shù)值位的最高位是0（正數(shù)）或是1（負數(shù)）。答：正確。9在實際應用中，奇偶校驗多采用奇校驗，這是因為奇校驗中不存在全“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)過復雜的數(shù)

15、學計算，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()2 B（）BCD C(52)8 D(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()2 B75 C(112)8 D(4F)H解：答案為D。31010AH是 。A表示一個二進制數(shù) B表示一個十六進制數(shù)C表示一個十進制數(shù) D表示一個錯誤的數(shù)解：答案為B。4二進制數(shù)215轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)是 （1） ，轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)是 （2） ，轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)是 （3） 。將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)是 （4） ，轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)是 （5） ，轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)是 （6） 。（1）AB BB CB DB（2

16、）A327 B26875 C252 D326（3）A137H BC6H CD7H DEAH（4）A101 B100 C110 D99（5）A123 B144 C80 D800（6）A64 B63 C100 D0AD解：答案依次為D A B B B A。5ASCII碼是對 （1） 進行編碼的一種方案，它是 （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十進制數(shù)的二進制編碼 C格雷碼 D美國標準信息交換代碼 解：答案依次為 A D。6在一個8位二進制數(shù)的機器中，補碼表示數(shù)的范圍從（1） （?。┑剑?） （大），這兩個數(shù)在機器中的補碼表示分別為（3）和（4） ，而數(shù)0的補

17、碼表示為（5） 。（1）、（2）：A-256 B-255 C-128 D-127 E0 F+127 G+128 H+255 I+256（3）、（4）、（5）： A B C DE或 F或G或 H或解：答案依次為C，F(xiàn)，B，C，A。7將十進制數(shù)15/2表示成二進制浮點規(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 B C D解：答案為A。8十進制數(shù)5的單精度浮點數(shù)IEEE754代碼為 。A B CD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 。ACRC碼 B海明碼 C偶校驗碼 D奇校驗碼解：答案為B。10在大量數(shù)據(jù)傳送中常用的且有效的檢驗法是 。ACRC碼 B海明碼 C偶校驗

18、碼 D奇校驗碼解：答案為A。三、填空題1計數(shù)制中使用的數(shù)據(jù)個數(shù)被稱為 。答：基。2在用 表示的機器數(shù)中，零的編碼是唯一的。答：補碼。3信息的數(shù)字化編碼是指 。答：是指用“0”或“1”的二進制編碼，并選用一定的組合規(guī)則來表示信息。4一個定點數(shù)由 和 兩部分組成。根據(jù)小數(shù)點位置不同，定點數(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）。5BCD碼中，每一位十進制數(shù)字由 位二進制數(shù)碼組成，用ASCII碼表示一個字符通常需要 位二進制數(shù)碼。答：4，7。6移碼常用來表示浮點數(shù)的 部分，移碼和補碼比較，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)

19、中任兩個合法碼之間的最少二進制位數(shù)的差異。88421碼用二進制求和時，當和超過 時，需要做 修正。答：9，加6調(diào)整。9有二進制數(shù)D4D3D2D1，奇偶校驗值用p表示，則奇校驗為 ，偶校驗為 ，奇偶校驗只能檢測 ，無法檢測 。答：PD4D3D2D1 ， PD4D3D2D1 ，奇數(shù)個錯，偶數(shù)個錯。10在浮點加減法運算中，當運算結(jié)果的尾數(shù)的絕對值大于1時，需要對結(jié)果進行 ，其操作是 。答：向右規(guī)格化，尾數(shù)右移一位，右邊補一個0，階碼減1，直到尾數(shù)絕對值0.5。四、計算題1用二進制數(shù)表示一個四位十進制的整數(shù)最少需要幾位（不含符號位）。解：2X104，N41/214位。2某機器字長32位，定點表示，其中

20、31位表示尾數(shù)，1位是符號位，問：定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少？定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少？。解：定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)（2311）；最小負數(shù)（2311）定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)（12-31）；最小負數(shù)（12-31）3寫出下列二進制數(shù)的原碼、反碼、補碼和移碼。（1）1011 （2）01101 （3）0 解：（1011）原01011 （1011）原11011 （1011）反01011 （1011）反10100 （1011）補01011 （1011）補10101 （1011）移11011 （1011）移00100 （0.1101）原0.110

21、1 （0.1101）原1.1101（0.1101）反0.1101 （0.1101）瓜1.0010（0.1101）補0.1101 （0.1101）補1.0011（0.1101）移0.1101 （0.1101）移0.0011 （0.0000）原00000 （00000）原10000（0.0000）反00000 （00000）反11111（0.0000）補00000 （00000）原00000（0.0000）移10000 （00000）原100004某機器字長16位，浮點表示時，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數(shù)和最小浮點數(shù)。解：最大浮點數(shù)2+21（12-9）

22、最小浮點數(shù)2+31（12-9）。5字符“F”的ASCII碼為46H，請寫出它的奇校驗碼和偶校驗碼（假定校驗位加在最高位）。解：字符“F”的ASCII碼為46H，奇校驗碼為（B6H），偶校驗碼為（36H）。6已知被校驗的數(shù)據(jù)為，求其海明校驗碼。提示：先決定校驗位的位數(shù)r=4，然后根據(jù)編碼規(guī)則決定海明校驗位的位置和數(shù)據(jù)位的位置，最后用偶校驗法求出校驗位的值。答案應為。解：先定校驗位的位數(shù)，當r4時，共有16種狀態(tài)，大于kr111,故選用r4,校驗位至少取4位。決定校驗位的位置：按海明碼生成法規(guī)定，海明校驗位第i位應放在2i-1的海明位置上。決定數(shù)據(jù)位的位置：數(shù)據(jù)位應由低到高依次插空放在其他海明位上

23、。即D6 D5 P4 D4 D3 P3D1 P2 P1。決定被校驗數(shù)據(jù)位由哪幾位校驗位進行校驗：按海明碼生成法規(guī)定，每個數(shù)據(jù)位由多個校驗位進行校驗，但被校驗數(shù)據(jù)的海明位號要等于校驗該位數(shù)據(jù)的各位校驗位的海明位號之和。決定各個校驗位之值：按海明碼生成法規(guī)定，用偶校驗法生成校驗位，校驗位之值為各被校驗位數(shù)據(jù)之和。P1D1D2 D4 D5P2D1D3 D4 D6P3D2D3 D4P4D5D6在本例中，被校數(shù)據(jù)為，即D11，D20，D31，D41，D50，D61，故P1D1D2 D4 D50P2D1D3 D4 D60P3D2D3 D41P4D5D61最后得到被校驗數(shù)據(jù)的海明碼為。7已知被檢信息為101

24、0，選擇的生成多項式是G（X）為X3X1，求CRC校驗碼，并求循環(huán)余數(shù)，說明其校驗原理。解： 生成多項式為K1位的X3X1，即G（X）1011。 確定校驗位的位數(shù)為K3。 在有效數(shù)據(jù)位后面添3（K3）個0，然后用它與G（X）進行模2除法運算，所得余數(shù)即為所求的校驗位。運算過程如下： 10011011 1011 1000 1001 011余數(shù)為011，所以被檢數(shù)據(jù)的CRC校驗碼為。 求循環(huán)余數(shù)：在上述余數(shù)011的基礎上添0繼續(xù)進行模2除法。余數(shù)循環(huán)如下：011110111101001010100011。除法過程略。8將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成8421碼。解：先把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，（）291（）842

25、1。五、簡答題1試比較定點帶符號數(shù)在計算機內(nèi)的四種表示方法。答：帶符號數(shù)在計算機內(nèi)部的表示方法有原碼、反碼、補碼和移碼。原碼表示方法簡單易懂，實現(xiàn)乘、除運算簡單，但用它實現(xiàn)加、減運算比較復雜。補碼的特點是加、減法運算規(guī)則簡單，正負數(shù)的處理方法一致。反碼通常只用來計算補碼，由于用反碼運算不方便，在計算機中沒得到實際應用。移碼由于保持了數(shù)據(jù)原有的大小順序，便于進行比較操作，常用于浮點數(shù)中的階碼，使用比較方便。2試述浮點數(shù)規(guī)格化的目的和方法。答：浮點的規(guī)格化是為了使浮點數(shù)尾數(shù)的最高數(shù)值位為有效數(shù)位。當尾數(shù)用補碼表示時，若符號位與小數(shù)點后的第一位不相等，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

26、規(guī)格化，可以保證運算數(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，奇偶校驗法能否定位發(fā)生錯誤的信息位？是否具有糾錯功能？答： 在檢錯碼中，奇偶校驗法不能定位發(fā)生錯誤的信息位。 奇偶校驗沒有糾錯能力。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的校驗碼。在進行校驗時，先將被檢數(shù)據(jù)碼的多項式用生成多項式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。只要正確選擇多項式G（X），余數(shù)與CRC碼出錯位位置的對應關系是一定的，由此可以用余數(shù)作為判斷出錯位置的

27、依據(jù)而糾正出錯的數(shù)據(jù)位。第4章 存儲系統(tǒng)41習題解析一判斷題1計算機的主存是由RAM和ROM兩種半導體存儲器組成的。答：正確。2CPU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都是易失性半導體存儲器。答：正確。5Cache的功能全部由硬件實現(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。8Cache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Cach

28、e、主存和輔存構(gòu)成。答：正確。10在虛擬存儲器中，當程序正在執(zhí)行時，由編譯器完成地址映射。答：錯誤（由操作系統(tǒng)完成）。二選擇題1主（內(nèi)）存用來存放 。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半導體存儲器 B光盤存儲器 C磁帶存儲器 D硬盤存儲器解：答案為C。3某一SRAM芯片，容量為16K1位，則其地址線有 。A14根 B16K根 C16根 D32根解：答案為A。4下列部件（設備）中，存取速度最快的是 。A光盤存儲器 BCPU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擴大主存的容量B增加CPU

29、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計算機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1K8位，加上電源端和接地端后，該芯片的引出線的最少數(shù)目應為 。A23 B25 C50 D20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主存輔存 B快存主存 C快存輔存 D

30、通用寄存器主存解：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 。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，計算機、采用 體系結(jié)構(gòu)。答：速度快、容量大、成本低，分級存儲體系。2CPU能直接訪問 和 ，但不能訪問 和 。答：主存、CACHE、外存、I/O設備。3Cache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)點又盡量避免其缺點，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 都是半導體 存儲器。

31、前者的速度比后者快， 不如后者高。它們的共同缺點是斷電后 保存信息。 答：依次為SRAM、DRAM、隨機讀寫、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 。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

32、徹斯特硬盤的特點是 、 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 又稱磁盤機或磁盤子系統(tǒng)，是獨立于主機的一個完整的設備， 是磁盤機與主機的接口部件， 用于保存信息。答：驅(qū)動器、控制器、盤片。四計算題1設有一個具有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4M1位的RAM芯片組成，需要多少片？（3）需要哪種譯碼器實現(xiàn)芯片選擇？解： 存儲單元數(shù)為22416M，故能存儲16M字節(jié)的信息。 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16/4832片。 若用32片組成一個16M（

33、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某計算機系統(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。已知在一段給定的時間內(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： 命中率H（4500340）/ 45000.92。 CPU訪存的平均時間T0.9245(10.92)20057.4ns

34、 cache-主存系統(tǒng)的效率e45/57.4=783下圖表示使用頁表的虛實地址轉(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：虛擬地址 頁號 頁內(nèi)地址頁號1230324該頁在主存中的起始地址33154200025380007701289600066000044000015051648800005500003070000（1）當CPU按虛擬地址1去訪問主存時，主存的實地碼是多少？（2）當CPU按虛擬地址2去訪問主存時，主存的實地碼是多少？（3）當CPU按虛擬地址3去訪問主存時，主存的實地碼是多少？解： 用虛擬地址為1的頁號15作為頁表檢索項，查得頁號為15的頁在主存中的起始地址為80

35、000，故將80000與虛擬地址中的頁內(nèi)地址碼0324相加，求得主存實地址碼為80324。 同理，主存實地址碼96000012896128。 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用十進制表示，經(jīng)頁表轉(zhuǎn)換后，該邏輯地址的物理地址（十進制）是多少？提示：把邏輯

36、地址轉(zhuǎn)換成二進制來做。頁表長度頁表地址8644頁號012物理塊號238A邏輯地址物理地址解：第一步，已知頁面大小為4KB，故可算出頁內(nèi)地址為12位（2124096）。第二步：把邏輯地址8644轉(zhuǎn)換成二進制地址100，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0100。第四步：把0100轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)為33220。5設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，試推導磁盤存儲器讀寫一塊信息所需總時間tB的公式。解：tBts60/2r60n/rN。6一

37、般，CD-ROM光盤的外緣有5mm寬的范圍不使用，故標準的播放時間為60分鐘。請計算模式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用于存放計算機的程序和數(shù)據(jù)，共有個扇區(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)，共有個扇區(qū)，每個扇區(qū)2336個字節(jié)。解：模式1容量C2048/1024/1024527MB模式二容量C2336/1024/1024601MB7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。 磁盤的總存儲容量（非格式化）？ 最大數(shù)據(jù)傳輸率

38、是多少？解： 總?cè)萘棵棵嫒萘坑涗浢鏀?shù)每面容量某一磁道容量磁道數(shù)某磁道容量磁道長本道位密度所以，最內(nèi)圈磁道的容量1600223.14字節(jié)/道磁道數(shù)存儲器域長道密度（3322）/280字節(jié) 最大數(shù)據(jù)傳輸率轉(zhuǎn)速某磁道容量7200/60字節(jié)/秒8假設某計算機的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0。第5章 中央處理器習題解析一判斷題1一個指令周期由若干個機器周期組成。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

39、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流水線中的相關問題是指在一段程序的相鄰指令之間存在某種信賴關系，這種關系影響指令的執(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機器的主頻最快，機器的速度就最快。解：答案為正確。1080X86的

40、數(shù)據(jù)傳送指令MOV，不能實現(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。2CPU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程序計數(shù)器PC在 中。A運算器 B控制器C存儲器 DI/O接口解：答案為B。4計算機主頻的周期是指 。A指令周期 B時鐘周期CCPU周期 D存取周期解：答案為B。5CPU內(nèi)通用寄存器的位數(shù)取決于 。A存儲器容量 B機器字長C指令的長度

41、 DCPU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 。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運算器解：答案為A。7一個節(jié)拍脈沖持續(xù)的時間長短是 。A指令周期 B機器周期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CPC D存儲器解：答案為C。9狀態(tài)寄存器用來存放 。A算術運算結(jié)果 B邏輯運算結(jié)果C運算類型 D算術、邏輯運算及測試指令的結(jié)果狀態(tài)解：答案為D。10微程序放在 中。A指令寄存器 BRAMC控制存儲器 D內(nèi)存解：答案為C。11某寄存器中的值有時是地址，這只有計算機的 才能識別它。A譯碼器 B判

42、斷程序C指令 D時序信號解：答案為C。12微程序控制器中,機器指令與微指令的關系是_。 A. 每一條機器指令由一條微指令執(zhí)行 B. 每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行 C. 一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D. 一條微指令由若干條機器指令組成解：答案為C。13在高速計算機中，廣泛采用流水線技術。例如，可以將指令執(zhí)行分成取指令、分析指令和執(zhí)行指令3個階段，不同指令的不同階段可以 執(zhí)行；各階段的執(zhí)行時間最好 ；否則在流水線運行時，每個階段的執(zhí)行時間應取 ?？晒┻x擇的答案： A.順序 B.重疊 C.循環(huán) D.并行 A.為0 B.為1個周期 C.相等 D.不等 A. 3個階段執(zhí)行時間之和 B. 3個階段執(zhí)行時間的平均值C. 3個階段執(zhí)行時間的最小值 D. 3個階段執(zhí)行時間的最大值 解：答案為D，C，D。14微指令格式分成水平型和垂直型，前者的位數(shù) ，用它編寫的微程序 。 A較少 B較多C較長 D較短解：答案為B、D。15異步控制常作為 的主要控制方式。 A. 單總線計算機結(jié)構(gòu)計算機中訪問主存和外部設備時 B. 微型機的CPU控制中 C組合邏輯的CPU控制中D. 微程序控制器