2023年電大計(jì)算機(jī)組成原理考試題庫(kù)

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦電大計(jì)算機(jī)組成原理考試題庫(kù)1．什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)?

普通,把一個(gè)計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)的完整內(nèi)容劃分為6個(gè)層次。分層能夠更精準(zhǔn)地理解、說(shuō)明每一個(gè)層次的功能和運(yùn)行機(jī)制,表明各層次之間互相依存、彼此支持的關(guān)系。下一層是實(shí)現(xiàn)上一層的基礎(chǔ),上一層是對(duì)下一層的功能擴(kuò)展。

①數(shù)字電路與規(guī)律設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ),處于最底層;

②由5個(gè)部件組成的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)構(gòu)成微體系結(jié)構(gòu)層,接在數(shù)字規(guī)律層上面;

③硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所有指令系統(tǒng)的運(yùn)行功能,提供了設(shè)計(jì)軟件的能力,處在硬件系統(tǒng)的頂層和軟件系統(tǒng)的底層;

④最底層的軟件是操作系統(tǒng),提供了管理和運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力;

⑤在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的匯編語(yǔ)言,提供了設(shè)計(jì)程序的功能較弱的基本工具;

⑥再往上實(shí)現(xiàn)了功能更強(qiáng)的高級(jí)語(yǔ)言,設(shè)計(jì)各種程序更簡(jiǎn)單,使用計(jì)算機(jī)更便利。

2．什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)?

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是一種高度復(fù)雜的、由多種電子線路、精密機(jī)械裝置等構(gòu)成的、能自動(dòng)而且高速地完成數(shù)據(jù)處理、計(jì)算的裝置或者工具。硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器部件、控制器部件、存儲(chǔ)器部件、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)大的功能部件組成,見(jiàn)圖1.2。其中運(yùn)算器和控制器共同構(gòu)成了大家熟知的CPU,各部件間經(jīng)過(guò)總線銜接。明顯,這些部件中運(yùn)算器用于完成對(duì)數(shù)據(jù)暫存、運(yùn)算處理功能;控制器向各個(gè)部件、設(shè)備提供協(xié)調(diào)運(yùn)行所需要的控制信號(hào);存儲(chǔ)器用于完成對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能;輸入設(shè)備和輸出設(shè)備分離用于完成對(duì)原始數(shù)據(jù)輸入功能和對(duì)運(yùn)算結(jié)果輸出功能。

圖1.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成暗示圖

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是由完成計(jì)算機(jī)資源管理、便利用戶使用的系統(tǒng)軟件(廠家提

供),和完成用戶對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)期處理功能(用戶設(shè)計(jì),自己使用)的程序這樣兩大部分構(gòu)成的?；鞠到y(tǒng)軟件主要由3個(gè)部分組成:

(1)分擔(dān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源管理與分配,也向使用者和程序設(shè)計(jì)人員提供容易、便利、高效服務(wù)的操作系統(tǒng);

(2)支持用戶根據(jù)計(jì)算機(jī)最基本功能(指令)設(shè)計(jì)程序的匯編語(yǔ)言;

(3)支持用戶根據(jù)解題算法設(shè)計(jì)程序的高級(jí)語(yǔ)言。

在一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,軟件系統(tǒng)是建立在硬件系統(tǒng)層次之上的部分,它的存在以已有硬件系統(tǒng)為前提,而且必需在已有硬件上才干運(yùn)行。

硬件系統(tǒng)也必需在軟件系統(tǒng)的調(diào)度指揮下才干發(fā)揮出應(yīng)有的運(yùn)行效率,體現(xiàn)出它的使用價(jià)值。

指令系統(tǒng)是設(shè)置在硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)之間的結(jié)合點(diǎn)和紐帶,硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每一條指令的功能,所有軟件系統(tǒng)都是由指令序列組成的程序。

2．在16位定點(diǎn)原碼整數(shù)中,什么是能表示的最大正數(shù),最小正數(shù),最大負(fù)數(shù)和最小負(fù)數(shù)的機(jī)器數(shù)形式?對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的數(shù)值范圍是什么?

答:

最大正數(shù):0111111111111111

最小正數(shù):0000000000000001

最大負(fù)數(shù):1000000000000001

最小負(fù)數(shù):1111111111111111

數(shù)值表示范圍:

3．?dāng)?shù)制轉(zhuǎn)換(二進(jìn)制需要小數(shù)點(diǎn)后保留8位):

(1)將十進(jìn)制數(shù)(0.71)10分離轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和BCD碼;

(2)將十六進(jìn)制數(shù)(1AB)16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)。

答:(0.71)10＝(0.01110001)BCD＝(0.10110101)2＝(0.B5)16

(1AB)16＝()2＝(427)10

4．定點(diǎn)小數(shù)中,原碼表示有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

答:優(yōu)點(diǎn):在數(shù)的真值和它的原碼表示之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系容易,互相轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單,用原碼實(shí)現(xiàn)乘除運(yùn)算的規(guī)章容易。

缺點(diǎn):用原碼實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算很不便利,既要比較參加加減運(yùn)算兩個(gè)數(shù)確實(shí)良符號(hào),比較兩個(gè)數(shù)的肯定值的大小,還要確定運(yùn)算結(jié)果的正確的符號(hào)等。

5．若將浮點(diǎn)數(shù)的階碼用移碼、尾數(shù)用原碼來(lái)表示,它有哪些優(yōu)點(diǎn)?

答:尾數(shù)的符號(hào)位在浮點(diǎn)數(shù)表示的最高位,比較兩個(gè)數(shù)的大小時(shí),符號(hào)十分重要,正數(shù)一定大于負(fù)數(shù)。階碼的位置在機(jī)器表示中,處在符號(hào)位和尾數(shù)之間,階碼大的,其移碼形式的機(jī)器數(shù)也大,便于比較浮點(diǎn)數(shù)的大小。

移碼的最小值是各位均為0,它被用來(lái)表示機(jī)器0,即當(dāng)階碼的值小于或等于移碼所能表示的最小值時(shí),認(rèn)為浮點(diǎn)數(shù)的值為0。此時(shí)的機(jī)器0的階碼和尾數(shù)均為0的形式,給硬件的判0帶來(lái)很大的便利。

6．海明碼是如何實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)的?

答:海明碼是對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)位使用多個(gè)校驗(yàn)位的一種檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼計(jì)劃。對(duì)每個(gè)校驗(yàn)位采納偶校驗(yàn)技術(shù)計(jì)算校驗(yàn)位的值,經(jīng)過(guò)把每個(gè)數(shù)據(jù)位分配到幾個(gè)不同的校驗(yàn)位的計(jì)算中去,若任何一個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò),必將引起相關(guān)的幾個(gè)校驗(yàn)位的值發(fā)生變化。經(jīng)過(guò)檢查這些檢驗(yàn)位取值的不憐憫況,不但能夠推斷是否出錯(cuò),還能發(fā)覺(jué)是哪一位出錯(cuò)并能恢復(fù)該出錯(cuò)位的正確值。

7．已知X＝0.1101,Y＝－0.0111,求[X]原、[Y]原、[X]原、[Y]原、[X+Y]補(bǔ)。

答:[X]原=01101,[Y]原=10111,[X]補(bǔ)=01101,[Y]補(bǔ)=11001

[X+Y]補(bǔ)=00110

2．什么是MIPS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算器?

答:MIPS計(jì)算機(jī)是上個(gè)世紀(jì)八十年月中期推出的典型RISC結(jié)構(gòu)、十分勝利的系統(tǒng),國(guó)內(nèi)外許多教材都把MIPS的指令系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)選為教學(xué)內(nèi)容。

下圖是MIPS計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器部件的內(nèi)部組成。由圖可見(jiàn),它主要包括兩個(gè)重要部分,一個(gè)是由128個(gè)寄存器組成的寄存器堆,另一個(gè)是執(zhí)行數(shù)據(jù)運(yùn)算的ALU。這個(gè)運(yùn)算器被用于多周期CPU系統(tǒng)(對(duì)不同類型的指令選用不同的周期數(shù))時(shí),ALU既用于計(jì)算數(shù)據(jù),又用于計(jì)算數(shù)據(jù)和指令在存儲(chǔ)器中的地址,故還需要向ALU提供計(jì)算指令地址的相關(guān)信息。

寄存器堆REGs由4組各32個(gè)寄存器組成,有3個(gè)控制端口(5位)提供寄存器編號(hào),其中的2個(gè)(rs、rt)用于讀,讀出的數(shù)據(jù)將保存到寄存器A和B。1個(gè)(rd)用于寫(xiě),寫(xiě)入的數(shù)據(jù)由DI引腳提供,能夠是寄存器C或從內(nèi)存讀出的內(nèi)容,寄存器B的內(nèi)容能夠?qū)懙絻?nèi)存。

算邏運(yùn)算單元ALU能完成加、減、與、或、異或等運(yùn)算,用ALU-func信號(hào)挑選,一路運(yùn)算數(shù)據(jù)包括寄存器A和程序計(jì)數(shù)器PC2個(gè)來(lái)源,用A-sel挑選,另一路包括寄存器B、常數(shù)4、兩個(gè)立刻數(shù)Immed-1和Immed-2(兩個(gè)立刻數(shù)來(lái)自指令寄存器IR并經(jīng)過(guò)擴(kuò)展得到)4個(gè)來(lái)源,用B-sel挑選,產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果R(送到PC)或保存到結(jié)果寄存器C,還產(chǎn)生結(jié)果為0的標(biāo)志位信息Z。ALU完成數(shù)據(jù)運(yùn)算,數(shù)據(jù)、指令在內(nèi)存中的地址計(jì)算這三種操作。

3．MIPS的運(yùn)算器中ALU的三種操作功能是如何實(shí)現(xiàn)的?

答:數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)和指令在內(nèi)存中的地址計(jì)算是ALU的三種基本操作功能。

(1)數(shù)據(jù)運(yùn)算(rs+rt→rd):3個(gè)寄存器的編號(hào)(rs、rt、rd)由指令寄存

器提供。需要3步完成:

第1步用rs和rt挑選并讀出兩個(gè)寄存器的內(nèi)容,分離保存到寄存器A和B;

第2步挑選A和B作為運(yùn)算數(shù)據(jù),控制ALU執(zhí)行加法運(yùn)算,結(jié)果存寄存器C;

第3步把結(jié)果C中內(nèi)容送到DI端,用rd挑選寄存器,寫(xiě)結(jié)果到寄存器堆。

(2)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址計(jì)算(pc+Immed_2→pc):1步完成:

挑選pc和Immed_2作為運(yùn)算數(shù)據(jù),控制ALU執(zhí)行加法運(yùn)算,把計(jì)算結(jié)果R送pc輸入端并控制pc完成寫(xiě)入操作。

(3)指令在內(nèi)存中的地址計(jì)算(rs+Immed_1→c):2步完成計(jì)算內(nèi)存地址:第1步用rs挑選并讀出寄存器的內(nèi)容并保存到寄存器A;

第2步ALU實(shí)現(xiàn)A+Immed_1送寄存器C。

4．簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部件的主要功能。

答:運(yùn)算器部件是計(jì)算機(jī)五大功能部件中的數(shù)據(jù)加工部件。運(yùn)算器的首要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)和規(guī)律運(yùn)算,由其內(nèi)部的ALU擔(dān)當(dāng)。運(yùn)算器的其次項(xiàng)功能是暫存將參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果,由其內(nèi)部的一組寄存器擔(dān)當(dāng)。另外,運(yùn)算器普通還作為處理機(jī)內(nèi)部傳送數(shù)據(jù)的重要通路。

5．簡(jiǎn)述浮點(diǎn)數(shù)的階碼用移碼、尾數(shù)用原碼表示的優(yōu)點(diǎn)。

答:尾數(shù)的符號(hào)位在浮點(diǎn)數(shù)表示的最高位,比較兩個(gè)數(shù)的大小時(shí),符號(hào)十分重要,正數(shù)一定大于負(fù)數(shù)。階碼的位置在機(jī)器表示中,處在符號(hào)位和