2023年電大計算機組成原理形成性考核冊答案

電大計算機組成原理形成性考核冊答案(一)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,零的表達形式是唯一的。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)表達，符號位為１位，數(shù)值位為15位,則可表達的最大正小數(shù)為____＿,最小負小數(shù)為___＿_。

Ａ．B．C.D.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．?dāng)?shù)據(jù)總線Ｃ．ＡLUD.地址寄存器答案：D二、判斷題：判斷下列說法是否對的,并說明理由。(注：理由書上自己找)1.ASCIＩ編碼是一種漢字字符編碼;×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)表達法中，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)運算才也許溢出，浮點數(shù)運算不會產(chǎn)生溢出?！寥?、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(shè)立校驗位的值為0或１的方式，使字節(jié)自身的８位和該校驗位具有1值的位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù)。在接受方,檢查接受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)是否犯錯。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派在幾個不同的偶校驗位的組合中，當(dāng)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,這不僅可以發(fā)現(xiàn)錯誤，還可以指出哪一位犯錯,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畢對數(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(dān)；運算器的第二項功能,是暫存將參與運算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果,由其內(nèi)部的一組寄存器承擔(dān)；為了用硬件線路完畢乘除指令運算,運算器內(nèi)一般尚有一個能自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)互相連接和數(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)同運營，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：解決浮點數(shù)指數(shù)部分的部件、解決尾數(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。４.假定X=0．0１１00１１*2１１，Y＝0．11０11０1*2-10(此處的數(shù)均為二進制）,在不使用隱藏位的情況下,回答下列問題:(１）浮點數(shù)階碼用4位移碼、尾數(shù)用8位原碼表達（含符號位），寫出該浮點數(shù)能表達的絕對值最大、最小的(正數(shù)和負數(shù)）數(shù)值；解答：絕對值最大：111101１1１11１、111１1１1１１1１1；絕對值最?。海埃?1０000０000、00０1１0000000(2）寫出X、Y的浮點數(shù)表達。［X]?。?０１１00110011

[Y]?。?1１00１10110１(3)計算X+ＹA:求階差:|△Ｅ｜=｜１０1１-011０|=0101B:對階：Y變?yōu)?0１1０0０0０0110１101C:尾數(shù)相加：０00１1001100000+００0000０1101１01=000１101１001１01D:規(guī)格化：左規(guī):尾數(shù)為０１10１1001101,階碼為1０10Ｆ:舍入解決:采用0舍1入法解決,則有00110１100+1=001１0110１E:不溢出所以，X+Ｙ最終浮點數(shù)格式的結(jié)果：１0100１１01101,即0．1101101*2１０四、計算題:１．將十六進制數(shù)據(jù)１4.4ＣH表達成二進制數(shù)，然后表達成八進制數(shù)和十進制數(shù)。1４.4CH＝(1０１00.01001１００)2=(14.23)８=(20.21875）10注：本題原答案疑似錯誤,本人答案為:14.４CＨ=(10１00.0１０0１1０0）2＝（２4.２3）8=（2０．２968７５)1０,請各位同學(xué)自行學(xué)習(xí)驗證。2．對下列十進制數(shù)表達成8位(含一位符號位)二進制數(shù)原碼和補碼編碼。（１)17;

[X]原=００010001，[Ｘ]補＝０0０10001（2）-17;[X]原＝1001０001,［X］補＝111011113．已知下列各［x]原，分別求它們的[x]反和[x]補。(1）[x]原＝0．１0１0０;［x]反＝０10100，［ｘ]補＝010100(２)［x］原=1.001１1;[x]反=11１000,[x］補=1110０1（注：本答案不擬定）（3）［ｘ]原=01０10０;[ｘ］反=０10100，[x]補＝0１0100(４）[x]原=１10100;[x］反＝10１01１,[x]補＝10１1004．寫出X=１0111101，Y＝-001０101１的雙符號位原碼、反碼、補碼表達，并用雙符號補碼計算兩個數(shù)的差。

[X]原=00１０11１101,[Ｘ]反＝00１0111１01,[Ｘ]補=00101１1１01

[Y］原=110010１011，[Y］反=1111010100,[Y]補＝1111010１01

[Ｘ]補＋[Y]補＝０01０010０1０(注:本答案存疑）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.計算機硬件能直接辨認和運營的只能是_______程序。A．機器語言B．匯編語言C.高級語言Ｄ.VHDL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．匯編語言要通過_______的翻譯才干在計算機中執(zhí)行。A.編譯程序Ｂ.數(shù)據(jù)庫管理程序C.匯編程序D.文字解決程序答：C4．在設(shè)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B．能表白操作數(shù)的地址C.長度隨意擬定D．長度適當(dāng)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．完畢數(shù)據(jù)運算答:Ａ6．從資源運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．最佳B．次之C．最不可取D.都差不多答：A、B、C二、判斷題：判斷下列說法是否對的,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?！?.程序計數(shù)器ＰＣ重要用于解決指令的執(zhí)行順序?！?．微程序控制器的運營速度一般要比硬連線控制器更快?！寥⒑喆痤}: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織方式?各自應(yīng)用在什么場合?各自的優(yōu)缺陷是什么？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(yīng)用在當(dāng)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(dāng)中。（注：存疑)定長操作碼的組織方式對于簡化計算機硬件設(shè)計,提高指令譯碼和辨認速度有利。變長的操作碼組織方式可以在比較短的指令字中，既能表達出比較多的指令條數(shù),又能盡量滿足給出相應(yīng)的操作數(shù)地址的規(guī)定。2.如何在指令中表達操作數(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達操作數(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(shè)備，通常有哪幾種常用的尋址方式用以指定被讀寫設(shè)備？答：為讀寫輸入/輸出設(shè)備，通常有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設(shè)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。(存疑，此答案回答的是編碼方式,而非尋址方式--!)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營原理方面有何相同和不同之處？答：控制器重要由下面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(wù)于讀取指令，能執(zhí)行內(nèi)容增量和接受新的指令地址，用于給出下一條將要執(zhí)行的指令的地址。（２)指令寄存器（IＲ)，是用于接受并保存從內(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)運營提供指令自身的重要信息。(3)指令執(zhí)行的環(huán)節(jié)標記線路,用于標記出每條指令的各個執(zhí)行環(huán)節(jié)的相對順序關(guān)系,保證每一條指令按設(shè)定的環(huán)節(jié)序列依次執(zhí)行。(4）所有控制信號的產(chǎn)生部件,它依據(jù)指令操作碼、指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)(時刻），也許尚有些此外的條件信號，來形成或提供出當(dāng)前執(zhí)行環(huán)節(jié)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)同運營,執(zhí)行指令,產(chǎn)生預(yù)期的執(zhí)行結(jié)果。由于上述后兩個部分的具體組成與運營原理不同，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。共同點：①基本功能都是提供計算機各個部件協(xié)同運營所需要的控制信號;②組成部分都有程序計數(shù)器PＣ,指令寄存器IR;③都提成幾個執(zhí)行環(huán)節(jié)完畢每一條指令的具體功能。不同點：重要表現(xiàn)在解決指令執(zhí)行環(huán)節(jié)的辦法，提供控制信號的方案不同樣。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)行環(huán)節(jié),應(yīng)提供的控制信號從控制存儲器中讀出,并通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)行環(huán)節(jié)，用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提供的控制信號。微程序的控制器的優(yōu)點是設(shè)計與實現(xiàn)簡樸些,易用于實現(xiàn)系列計算機產(chǎn)品的控制器,理論上可實現(xiàn)動態(tài)微程序設(shè)計，缺陷是運營速度要慢一些。組合邏輯控制器的優(yōu)點是運營速度明顯地快，缺陷是設(shè)計與實現(xiàn)復(fù)雜些,但隨著EDＡ工具的成熟,該缺陷已得到很大緩解。５．控制器的設(shè)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(dāng)前正在執(zhí)行的指令，和它所處的執(zhí)行環(huán)節(jié)，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(shè)計和該計算機的指令系統(tǒng)是一一相應(yīng)的關(guān)系，也就是控制器的設(shè)計應(yīng)依據(jù)指令的規(guī)定來進行，特別是要分析每條指令的執(zhí)行環(huán)節(jié)，產(chǎn)生每個環(huán)節(jié)所需要的控制信號。6．指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行的重要差別是什么？各有什么優(yōu)點和缺陷？順序方式是,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)點是控制器設(shè)計簡樸，容易實現(xiàn)，；缺陷是速度比較慢。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,在成本增長不多的情況下很明顯地提高了計算機的性能。追求的目的是力爭在每一個指令執(zhí)行環(huán)節(jié)中完畢一條指令的執(zhí)行過程。實現(xiàn)思緒是把一條指令的幾項功能劃分到不同的執(zhí)行部件去完畢，在時間上又允許這幾個部件可以同時運營。缺陷是控制器設(shè)計復(fù)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(shè)備)中,存取速度最快的是____＿_。答:ＣＡ.光盤存儲器B.CPＵ的寄存器

C．軟盤存儲器D．硬盤存儲器2.某ＳＲAM芯片，其容量為1K×8位,加上電源端和接地端，該芯片引出線的最少數(shù)目應(yīng)為__＿__＿。答:DA．23B．25C.5０D.203．在主存和CPU之間增長Ｃaｃhe的目的是＿＿＿___。Ａ．?dāng)U大主存的容量B.增長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(shè)備是靠_＿___＿來區(qū)分的。A.不同的地址和指令代碼Ｂ．不同的數(shù)據(jù)和指令代碼C．不同的數(shù)據(jù)和地址Ｄ．不同的地址答：A5．隨著CＰU速度的不斷提高，程序查詢方式很少被采用的因素是＿___＿_。A．硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜Ｂ.硬件結(jié)構(gòu)簡樸Ｃ．CPU與外設(shè)串行工作Ｄ.ＣPU與外設(shè)并行工作答：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。A.CPＵ與外設(shè)B．主存與外設(shè)C.ＣPU與主存D．外設(shè)與外設(shè)答:Ｂ二、判斷題：判斷下列說法是否對的,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?！?．引入虛擬存儲系統(tǒng)的目的，是為了加快外存的存取速度?！粒?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?！?.DMA控制器通過中斷向CＰU發(fā)ＤMA請求信號?！倘?、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、存儲容量適中的主存儲器來組織和運營的，并由高速緩沖存儲器緩解主存讀寫速度慢、不能滿足CＰU運營速度需要的矛盾；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，從而達成使整個存儲器系統(tǒng)有更高的讀寫速度、盡也許大的存儲容量、相對較低的制造與運營成本。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