計算機組成原理復習題參考答案

計算機構成原理復習題及參照答案中南大學網絡教育課程考試復習題及參照答案計算機構成原理(?？?一、單項選擇題：2.CPU包括[]A.運算器B.控制器C.運算器、控制器和主儲存器D.運算器、控制器和cache4.為了便于實現多級中止，保留現場信息最有效的方法是采納[]A.通用存放器B.貨倉C.儲存器D.外存5.下述I/O控制方式中，()主要由程序實現。[]A.PPU(外頭辦理機)B.中止方式C.DMA方式D.通道方式當前的計算機中，代碼形式是[]A.指令以二進制形式寄存，數據以十進制形式寄存B.指令以十進制形式寄存，數據以二進制形式寄存C.指令和數據都以二進制形式寄存D.指令和數據都以十進制形式寄存7.以下數中最大的是[]A.(10010101)2B.(227)8C.(96)16D.(143)108.設寄存器位數為8位，機器數采納補碼形式〔一位符號位〕，對應于十進制數-27，寄存器內為[]A．〔27〕16B．〔9B〕16C．〔E5〕16D．〔5A〕16計算機的儲存器系統是指[]A.RAM儲存器B.ROM儲存器C.主儲存器D.主儲存器和外儲存器因為CPU內部的操作速度較快，而CPU接見一次主存所花的時間較長，因此機器周期往常用()來規(guī)定。[]A.主存中讀取一個指令字的最短時間B.主存中讀取一個數據字的最長時間C.主存中寫入一個數據字的均勻時間D.主存中取一個數據字的均勻時間11.在定點二進制運算器中，減法運算一般經過()來實現。[]A.原碼運算的二進制減法器B.補碼運算的二進制減法器C.補碼運算的十進制加法器D.補碼運算的二進制加法器指令系統中采納不一樣尋址方式的目的主假如[]A.實現儲存程序和程序控制B.縮短指令長度，擴大尋址空間，提升編程靈巧性C.能夠直接接見外存D.供給擴展操作碼的可能并降低指令譯碼難度1/913.在CPU中追蹤指令后繼地點的寄存器是[]A.主存地點寄存器B.程序計數器C.指令寄存器D.狀態(tài)條件寄存器采納DMA方式傳遞數據時，每傳遞一個數據就要用一個[]A.指令周期B.數據周期C.儲存周期D.總線周期15.到現在為止，計算機中的所有信息以二進制方式表示的原因是[]A.節(jié)儉元件B.運算速度快C.物理器件性能決定D.信息辦理方便某機字長32位。此中1位符號位，31位表示尾數。假定用定點整數表示，那么最大正整數為[]第1頁共9頁A.+(2-1)B.+(2-1)C.+(2+1)D.+(2+1)假定以下字符碼中有奇偶位校驗，但沒有數據錯誤，采納偶校驗的字符碼是同步控制是[]A.由一致時序信號控制的方式B.所有指令履行時間都同樣的方式C.只合用于CPU控制的方式D.只合用于外頭設施控制的方式20.郵局把信函進行自動分揀，使用的計算機技術是[]A.機器翻譯B.自然語言理解C.機器證明D.模式辨別21.以下數中最大數為[]A.(101001)2B.(52)8C.(13)16D.(101001)BCD二、填空題：計算機系統是一個由硬件、軟件構成的多級層次結構。它往常由_____________、_____________、____________、匯編語言級、高級語言級構成。形成指令尋址的方式，稱為指令尋址方式，有次序尋址和________尋址兩種，使用________來追蹤。3.字節(jié)多路通道可允很多個設施進行______型操作，數據傳遞單位是______。通道是一個特別功能的________，它有自己的________特意負責數據輸入輸出的傳輸控制。5.在機器碼________和________中，零的表示形式獨一。微程序設計技術是利用___________方法設計_____________的一門技術。對儲存器的要求是________，________，________，為認識決這三個方面的矛盾。計算機采納多級儲存器系統結構。2/98.RISC的中文含義是__________________，CISC的中文含義是__________________。中止辦理過程能夠嵌套進行，_______________的設施能夠中止_______________的中止效力程序。10.移碼常用于表示浮點數的_________局部，移碼和補碼比較，它們除_________外，其余各位_________。11.賦以邏輯屬性值True或False的變量稱為_________，描繪邏輯變量關系的函數稱為_________；實現邏輯函數的電路稱為_________。一個定點數由__________和__________兩局部構成。依據小數點的地點不一樣，定點數有__________和__________兩種表示方法。三、名詞解說：1.計算機指令2.CPU周期3.儲存速度4.相容性微操作5.外頭設施6.同步通訊指令的編碼格式8.存取時間9.微程序儲存設施數據傳輸率11.指令的履行方式12.接口四、解答以下問題：試述指令周期、CPU周期和時鐘周期之間的關系2.用補碼運算方法求x+y=？x-y=?〔1〕x=0.1001y=0.1100〔2〕x=-0.0100y=0.1001比較水平微指令與垂直微指令的優(yōu)弊端。第2頁共9頁31303130設機器字長為16位，定點表示時，尾數15位，階符1位。定點原碼整數表示時，最大正數為多少？最小負數為多少？(2)定點原碼小數表示時，最大正數為多少？最小負數為多少？5.外頭設施的I/O控制分哪幾類？各有何特色？6.剖析集中式總線控制的三種方式各自的優(yōu)弊端。7.通道擁有哪些功能？某計算機指令字長16位，每個地點碼是6位，指令有無地點、一地點和二地點三種格式，設有N條二地點指令，無地點指令M條，試問1地點指令最多有多少條？磁記錄設施的寫電流波形主要有哪幾種方式，各自的記錄特色分別是什么？指令和數據都以二進制代碼寄存在內存中，CPU怎樣劃分它們是指令仍是數3/9據？11.x和y，用變形補碼計算x-y，同時指出運算結果能否溢出?！?〕x=+0.11011y=-0.11111(2)x=+0.10111y=+0.1101112.x=-0.01111,y=+0.11001,求x+y=？x-y=？五、計算題：某雙面磁盤，每面有220道，內層磁道周長為70cm，內層位密度400位/cm，轉速3000轉/分，問：〔1〕磁盤儲存容量是多少？〔2〕數據傳輸率是多少？×8位的SRAM芯片構成64K×16位的儲存器，要求畫出該儲存器的構成邏輯框圖。3.X=-0.1101，Y=0.1011，利用補碼一位乘法計算Z=X*Y。4.X=+1011，Y=+1101，用補碼加減交替除法求X÷Y。兩個浮點數A=210(-0.110100)，B=2100(+0.101011)，求A+B=？現有以下儲存器芯片是：4K×4的芯片4片，8K×8的芯片3片，要求擴展為一個32K×8位的儲存器，畫出該儲存器的構成邏輯框圖。設X=-1101，Y=-0101，用補碼的兩位乘法求Z=X*Y。8.設X=00101011，Y=0110，用原碼加減交替法求Z=X÷Y。9.A、B、C是采納中止方式互換信息的與主機連結的三臺設施，它們的中止響應的先后序次為A→B→C→CPU，假定使中止辦理的序次為B→C→A→CPU，那么它們的中止障蔽碼應怎樣設置？假定CPU在運轉主程序時，A、B、C三臺設施同時發(fā)出中止懇求，請畫出CPU履行程序的軌跡?！舱媳未a中，“0〞表示同意中止，“1〞表示障蔽中止〕。第3頁共9頁參照答案一、單項選擇題：1～5：ADDBB，6～10：CBCDA11～15：DBBCC，16～21：DADADB二、填空題：微程序級、一般機器級、操作系統級2.跳躍，程序計數器3.傳輸，數據塊辦理器，指令和程序5.補碼，移碼軟件，操作控制器7.速度，容量，價錢精簡指令系統計算機，復雜指令系統計算機9.優(yōu)先級別高，優(yōu)先級別低10.階碼，符號位，同樣邏輯變量，邏輯函數，邏輯電路4/9符號位、數值域、純小數、純整數(次序可變)三、名詞解說：計算機指令：是指揮計算機怎樣工作的命令，它往常由一串二進制數碼構成，即由操作碼和地點碼兩局部構成。操作碼規(guī)定了操作的種類，即進行什么樣的操作；地點碼規(guī)定了要操作的數據以及操作結果寄存的地點。2.CPU周期：CPU周期也叫機器周期。是指CPU接見一次主存或輸入輸出端口所需要的時間。一個CPU周期由假定干個時鐘周期構成。3.儲存速度：儲存速度表示每秒從儲存器出入信息的最大數目，其單位用字/秒或字節(jié)/秒表示。從數值上來說它是儲存周期的倒數。相容性微操作：相容性微操作是指在同一個CPU周期內能夠并行履行的一組微操作。外頭設施：外頭設施俗稱外面設施，外頭設施是相關于計算機主機來說的，凡在計算機主機辦理數據前后，把數據輸入計算機主機、對數據進行加工辦理及輸出辦理結果的設施都稱為外頭設施，而不論它們能否受中央辦理器的直接控制。同步通訊：總線上的零件經過總線進行信息傳遞時，用一個公共的時鐘信號進行同步，這類方式稱為同步通訊。這個公共的時鐘信號能夠由總線控制零件發(fā)送到每一個零件或設施，也能夠每個零件有自己的時鐘發(fā)生器，可是，它們都一定由CPU發(fā)出的時鐘信號進行同步。指令的編碼格式：指令的編碼格式是指指令中操作碼的長度能否能夠變化而形成指令的方式。指令操作碼往常有兩種編碼格式：固定格式和可變格式。存取時間：存取時間又稱儲存器接見時間，是指啟動一次儲存器操作到達成該操作所需的時間。詳細地說，存取時間從儲存器收到有效地點開始，經過譯碼、驅動，直到將被接見的儲存單元的內容讀出或寫入為止。微程序：微指令的有序會合稱為微程序，一般一條機器指令的功能由對應的一段微程序來實現。儲存設施數據傳輸率：儲存設施在單位時間內向主機傳遞數據的二進制位數或字節(jié)數稱為數據傳輸率。數據傳輸率〔Dr〕與儲存設施的結構及主機接口邏輯有著親密的關系，與記錄密度D和記錄介質的運動速度V成正比。5/9指令的履行方式：指令的履行方式是指指令按何種方式履行，指令的履行方式主要有次序履行方式、重疊履行方式、流水線方式。接口：接口是計算機系統總線與外頭設施之間的一個邏輯零件，它的根本功能有兩點：一是為信息傳輸操作選擇外頭設施；二是在選定的外頭設施和主機之間互換信息，保證外頭設施用計算機系統特征所要求的形式發(fā)送或接收信息。第4頁共9頁四、解答以下問題：1.解答：指令周期是履行一條指令所需要的時間。也就是從取指令開始到履行完這條指令為止的所有時間。一個指令周期由假定干個機器周期構成。CPU周期也叫機器周期。是指CPU接見一次主存或輸入輸出端口所需要的時間。一個CPU周期由假定干個時鐘周期構成。時鐘周期是CPU辦理操作的最小時間單位，也叫T周期。指令周期、CPU周期和時鐘周期之間的關系如以下列圖所示。2.解答：〔1〕[X]補=00.1001[X]補=00.1001+[Y]補=00.1100+[-Y]補=11.0100[X+Y]補=01.0101[X-Y]補=11.1101因為雙符號位相異，結果發(fā)生溢出。X-Y=-0.0011〔2〕[X]補=11.1100[X]補=11.1100+[Y]補=00.1001+[-Y]補=11.0111[X+Y]補=00.0101[X-Y]補=11.0011X+Y=+0.0101X-Y=-0.11013.解答：〔1〕水平型微指令并行操作能力強、效率高、靈巧性強，垂直型微指令那么較差?！?〕水平型微指令履行一條指令的時間短，垂直型微指令履行時間長?！?〕由水平型微指令解說指令的微程序，擁有微指令字比較長，但微程序短的特色，而垂直型微指令正好相反?！?〕水平型微指令用戶難以掌握，而垂直型微指令與指令比較相像，相對來說比較簡單掌握4.解答：〔1〕定點原碼整數表示時15最大正數：〔2-1〕10=〔32767〕106/915最小負數：-〔2-1〕10=〔-32767〕10〔2〕定點原碼小數表示時-15最大正數：〔1-2〕10-15最小負數：-〔1-2〕10解答：外頭設施的I/O控制方式分類及特色：程序查問方式：CPU的操作和外頭設施的操作能夠同步，并且硬件結構比較簡單程序中止方式：一般合用于隨機出現的效力，且一旦提出要求應立刻進行，節(jié)儉了CPU的時間，但硬件結構相對復雜一些。直接內存接見〔DMA〕方式：數據傳輸速度很高，傳輸速率僅受內存接見時間的限制。需更多硬件，合用于內存和高速外設之間大量互換數據的場合。通道方式：能夠實現對外設的一致管理和外設與內存之間的數據傳遞，大大提升了CPU的工作效率。外頭辦理機方式：通道方式的進一步展開，根本上獨立于主機工作，結果更靠近一般辦理機。6.解答：集中式總線的控制方式主要有以下三種：鏈式查問方式、計數器定時查問方式和獨立懇求總線控制方式。鏈式查問方式的長處是只用極少幾根線就能按必定的優(yōu)先序次實現總線控制，并且這類鏈式結構很簡單擴大設施。其弊端是對咨詢鏈的電路故障很敏感。計數器準時查問方式的長處是：查問被程序控制，優(yōu)先序次能夠方便地改變。此外，當某個設施的接口中相重點的電路出現故障時，不會影響其余設施使用總線。其弊端是：要有一組設施地點線，進而第5頁共9頁增添了控制線的數目，并且控制也較為復雜。7.解答：通道的根本功能是履行通道指令，組織外頭設施和內存之間的數據傳輸，按I/O指令要求啟動外頭設施，向CPU報告中止等，詳細有以下5項功能。〔1〕接收CPU的I/O指令，按指令要求與指定的外頭設施進行通訊。7/9〔2〕從內存拿出屬于該通道程序的通道指令，經譯碼后向設施控制器或外頭設施發(fā)出各樣命令?！?〕組織外頭設施與內存之間進行數據傳輸，并依據需要供給數據傳輸的緩存空間，供給數據存入內存的地點和傳輸的數據量?！?〕從外頭設施獲得狀態(tài)信息，形成并保留通道自己的狀態(tài)信息，依據要求將這些狀態(tài)信息送到內存的指定單元，供CPU使用?！?〕將外頭設施的中止懇乞降通道自己的中止懇求，按序次向CPU報告。8.解答：設1地點指令有X條，那么有下式建立：〔〔24-N〕*26-X〕*26=M得：X=24-N〕*26-M*2-69.解答：磁記錄設施的寫電流波形主要有歸零制、不歸零制、調相制、調頻制和改進的調頻制等幾大類。歸零制記錄方式的特色是：正向電流代表“1〞，負向電流代表“0〞，不論某儲存元記錄的代碼是“0〞仍是“1〞，記錄電流都要恢復到零電流〔即沒有電流〕。不歸零制有兩種方式，一種是一般的不歸零制，另一種是見“1〞就翻不歸零制。一般的不歸零制在記錄數據時，磁頭線圈中不是有正向電流，就是有反向電流，即磁頭線圈老是有電流流過。它的特色是：對連續(xù)記錄的“1〞或“0〞，寫電流不改變方向。見“1〞就翻的不歸零