计算机组成原理作业.docx

计算机组成原理作业一、选择题1,完整的计算机系统应包括A.运算器、存储器和控制器C.主机和实用程序B.外部设备和主机D.配套的硬件设备和软件系统2、冯诺依曼机工作方式的基本特点是A.多指令流单数据流C.堆栈操作B.按地址访问并顺序执行指令D.存储器按内部选择地址3,在下列数中最小的数为一C. (IOlOOl)fiC1, D. (233) 16A.(101001)2B.(52)«4、在机器中，的零的表示形式是唯一的。A.原码B.补码C.反码D.原码和反码5、针对8位二进制数，下列说法中正确的是。A.-127的补码为B.-127的反码等于0的移码BC.+1的移码等于-127的反码D.0的补码等于-1的反码6、若某数X的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码方法是码。A.原B.补C.反D.移7,某机字长32位，采用定点小数表示，符号位为I位，尾数为31位，则可表示的最大正小数为，最小负小数为。A.+(211-1)B.-(1-2,2)C.+(1-231)=+lD.-(1-235)-18、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过来实现。A.原码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.补码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器9、下列说法中正确的是_.A.采用变形补码进行加减运算可以避免溢出B.只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产生溢出C.只有带符号数的运算才有可能产生溢出D.将两个正数相加有可能产生溢出10、下溢指的是。A.运算结果的绝对值小于机器所能表示的最小绝对值B.运算的结果小于机器所能表示的最小负数C.运算的结果小于机器所能表示的最小正数D.运算结果的最低有效位产生的错误11、和外存储器相比，内存储器的特点是。A.容量大、速度快、成本低B.容量大、速度慢、成本高C.容量小、速度快、成本高D.容量小、速度快、成本低12、某DRAM芯片，其存储容量为512KX8位，该芯片的地址线和数据线数目为.A.8,512B.512,8C.18,8D.19,813、主存储器和CPU之间增加Cache的目的是,A.解决CPU和主存之间的速度匹配问眶B.扩大主存储器的容量C.扩大CPU中通用寄存器的数量D.既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量14、寄存器间接寻址方式中，操作数处在.A.通用寄存器B.内存单元C.程序计数器D.堆栈15、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是.A.实现存储程序和程序控制B.缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程灵活性C.可以直接访问外存D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度16、对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寻址。A.直接B.间接C.寄存器D.寄存器间接17、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于。A.基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B.堆栈指示器内容加上形式地址C.变址寄存器内容加上形式地址D.程序计数器内容加上形式地址18同步控制方式是.A.只适用于CPiJ控制的方式B.只适用于外设控制的方式C.由统一时序信号控制的方式D.所有指令执行时间都相同的方式19、在一个微周期中-A.只能执行一个微操作B.能执行多个微操作，但它们一定是并行操作的C.能顺序执行多个微操作D.只能执行相斥性的操作20、在CPU中跟踪指令后维地址的寄存器是.A.主存地址寄存器B.程序计数器C.指令寄存器D.状态寄存器21、计算机操作的最小时间单位是.A.时钟周期B.指令周期C.CPU周期D.外围设备22、为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是.A.用程序计数器PC来产生后维续微指令地址B.用微程序计数器UPC来产生后继微指令地址C.通过微指令控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址D.通过指令中指令一个专门字段来控制产生后继微指令地址23、下列说法中正确的是。A.微程序控制方式和硬布线控制方式相比较，前者可以使指令的执行速度更快B.若采用微程序控制方式，则可用UPC取代PCC.控制存储器可以用掩模ROM、EPRoM或闪速存储器实现D.指令周期也称为CPU周期24、数据总线的宽度由总线的定义。A.物理特性B.功能特性C.电气特性D.时间特性25、下列陈述中不正确的是。A.总线结构传送方式可以提高数据的传输速度B.与独立请求方式相比，链式查询方式对电路的故障更敏感C.PCl总线采用同步时序协议和集中式仲裁策略D.总线的带宽即总线本身所能达到的最高传输速率25、计算机系统中的存储器系统是指.A.RAM存储器B.ROM存储器C.主存储器D.主存储器和外存储器27、下列说法中不正确的是.A.任何可以由软件实现的操作也可以由硬件来实现B.固件就功能而言类似于软件，而从形态来说又类似于硬件C.在计算机系统的层次结构中，微程序级属于硬件级，其他四级都是软件级D.面向高级语言的机器是完全可以实现的28、在下列数中最大的数为。A.()2B.(227)8C.(143)5D.(96)1629、针对8位二进制数，下列说法中正确的是.A.-127的补码为B.-127的反码等于0的移码BC,+1的移码等于-127的反码D,0的补码等于-1的反码30、计算机系统中采用补码运算的目的是为了.A.与手工运算方式保持一致B.提高运算速度C.简化计算机的设计D.提高运算的精度31、长度相同但格式不同的2种浮点数，假定前者阶段长、尾数短，后者阶段短、尾数长,其他规定均相同，则它们可表示的数的范围和精度为IlA.两者可表示的数的范围和精度相同B.前者可表示的数的范围大但精度低C.后者可表示的数的范围大且精度高D.前者可表示的数的范围大且精度高32、运算器虽有许多部件组成，但核心部分是。A.数据总线B.算数逻辑运算单元C.多路开关D.通用寄存器33、在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有,它一般用来实现。A.译码电路，与非门B.编码电路，或非门C.溢出判断电路，异或门D.移位电路，与或非门34、在定点数运算中产生溢出的原因是.CA.运算过程中最高位产生了进位或借位B.参加运算的操作数超过了机器的表示范围C.运算的结果的操作数超过了机器的表示范围D.寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位35、存储单元是指.A.存放一个二进制信息位的存储元B.存放一个机器字的所有存储元集合C.存放一个字节的所有存储元集合D.存放两个字节的所有存储元集合36、某计算机字长16位，存储器容量64KB,若按字编址，那么它的寻址范围是。A. 64KB, 32KC. 64KBD, 32KB37、某计算机字长32位，其存储容量为4MB,若按字编址，它的寻址范围是一A. IMB. 4MBC. 4MD. IMB38,EPROM是指.A.只读存储器B.随机存储器C.可编程只读存储器D.可擦写可编程只读存储器39、扩展操作码是.A.操作码字段外辅助操作字段的代码B.操作码字段中用来进行指令分类的代码C.指令格式中的操作码D.一种指令优化技术，不同地址数指令可以具有不同的操作码长度40、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常米用.。A.堆栈寻址模式B.立即寻址方式C.隐含寻址方式D.间接寻址方式41、寄存器间接寻址方式中，操作数处在一C.程序计数器 D.堆栈B.进行主存与CPU之间的数据传送D.改变程序执行的顺序A.通用寄存器B.主存单元42、程序控制类指令的功能是。A.进行算术运算和逻辑运算C.进行CPU和I/O设备之间的数据传送43、异步控制方式常用于作为其主要控制方式。A.在单总线结构计算机中访问主存与外设时B.微型机的CPU控制中C.组合逻辑控制的CPU中D.微程序控制器中44指令周期是指.A. CPU从主存取出一条指令的时间B. CPU执行一条指令的时间C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D.时钟周期时间45、中央处理器是指。A.运算器B.控制器C.运算器和控制器D.运算器、控制器和主存储器46、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是.A.每一条机器指令由一条微指令来执行B.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解粹执行D. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行E. 一条微指令由若干条机器指令组成47、就微命令的编码方式而言，若微操作命令的个数已确定，则.A.克接表示法比编码表示法的微指令字长短B.编码表示法比直接表示法的微指令字长短C.编码表示法与直接表示法的微指令字长相等D.编码表示法与直接表示法的微指令字长大小关系不确定48、系统总线中地址线的功用是A.用于选择主存单元B.用于选择进行信息传输的设备C.用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址D.用于传送主存物理地址和逻辑地址49、在单机系统中，多总线结构的计算机的总线系统一般由组成。A.系统总线、内存总线和I/O总线B.数据总线、地址总线和控制总线C.内部总线、系统总线和I/O总线D.ISA总线、VESA总线和PCI总线50、中断发生时，由硬件更新程序计数器PC,而不是由软件完成，主要是为了。A.能进入中断处理程序并正确返回源程序B.节省内容C.提高处理机的速度D.使中断处理程序易于编址，不易出错二、简答题1、冯诺依星型计算机的基本特点是什么？2、什么是总线？以总线组成计算机有哪几种组成结构？3、计算机系统按程序设计语含划分为哪几个层次？4、解释如下概念：ALU,CPU,主机和字长。5、运算器由哪几部分组成？6、主存的基本组成有哪些部分？各部分主要的功能是什么？7,什么是刷新？为什么要刷新？有哪儿种常用的刷新方式？8、计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？9、什么是硬件、软件和固件？什么是软件和硬件的逻辑等价？在什么意义上软件和硬件是不等价的？10、计算机系统的主要技术指标有哪些？11、海明校验码的编码规则有哪些？12、静态MOS存储元、动态MOS存储元各有什么特点？13、如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？14、什么叫总线周期、时钟周期、指令周期？它们之间一般有什么关系？三、分析与计算题1、现有1024X1的存储芯片，若用它组成容量为16KX8的存储器。试求：(1)实现该存储器所需的芯片数量？(2)若将这些芯片分装在若干个块板上，每块板的容量为4KX8,该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用作片内地址？2、某磁盘组有6片磁盘，每片可有2个记录面，存储区域内径为22cm,外径为33cw,道密度40道/cm,位密度400bcm,转速2400rmin<,试问：(1)共有多少个存储面可用？(2)共有多少个圆柱面？(3)整个磁盘组的总存储总量有多少？(4)数据传送率是多少？(5)如果某文件长度超过一个磁盘的容量,应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？(6)如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？3、设存储器容量为32位，字长64位，模块数m=8,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。若存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位，总线传送周期为50ns,则顺序存储器和交叉存储器带宽各是多少？4、某磁盘存储器的转速为3000r/min,共有4个记录面，5道/mm,每道记录信息为12288B,最小磁道直径为23OnIn1,共有275道，问：(1)磁盘存储器的存储容量是多少？(2)最大位密度，最小位密度是多少？(3)磁盘数据传输率是多少？(4)平均等待时间是多少？给出一个磁盘地址格式方案。计算机组成原理试题A答案一、选择题1、 D.2、B.3、C4、B5、B6、B7、D8、D9、D10、AII、C12、C13、A14、B15、B16、C17、C18、C19、D20、B21、A22、C23、B24、A25、A26D27D28B29B30C31B32B33C34C35B36B37D38D39D40C41B42D43A44C45C46B47B48C49A50C二、简答眶1、答：冯诺依曼原理的基本思想是：采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是"存储程序"和"程序控制”(简称存储程序控制)的概念。指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。冯诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序"和"程序控制”来高度概括。2、答：总线(BUS)就是计算机中用于传送信息的公用通道，是为多个部件服务的组信息传送连接线。按照总线的连接方式，计算机组成结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构等(详细内容见第7章).3、答：计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能创造程序设计，且得到下级的支持。4、答：算术逻辑运算部件(ALU：ArithmeIiCLogicUnit),是运算器的核心组成，功能是完成算数和逻辑运算。"中央处理单元"(CPU：CentralProcessingUnit)包括运算器和控制器，是计算机的信息处理的中心部件存储器、运算器和控制器在信息处理操作中起主要作用，是计算机硬件的主体部分，通常被称为"主机"。字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等，可以是8/16/32/64/128位(bit)等。5、答：运算器的基本结构应包括以下几个部分：(1)能实现算术和逻辑运算功能的部件ALU；(2)存放待加工的信息或加工后的结果信息的通用寄存器组；(3)按操作要求控制数据输入的部件：多路开关或数据锁存器；(4)按操作要求控制数据输出的部件：输出移位和多路开关：(5)计算器与其它部件进行信息传送的总线以及总线接收器与发送器：总线接收器与发送器通常是由三态门构成的。6、答：主存储器的基本组成：(1)贮存信息的存储体。一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起来的存储阵列。存储体是存储器的核心.(2)信息的寻址机构，即读出和写入信息的地址选择机构。这包括：地址寄存器(MAR)和地址译码器。地址译码器完成地址译码，地址寄存器具有地址缓冲功能。(3)存储器数据寄存器MDR。在数据传送中可以起数据缓冲作用。(4)写入信息所需的能源，即写入线路、写驱动器等。(5)读出所需的能源和读出放大器，即读出线路、读驱动器和读出放大器。(6)存储器控制部件。包括主存时序线路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路，写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件。7,答：对动态存储器要每隔一定时间(通常是2ms)给全部基本存储元的存储电容补充一次电荷，称为RAM的刷新，2ms是刷新间隔时间。由于存放信息的电荷会有泄漏，动态存储器的电荷不能象静态存储器电路那样，由电源经负载管源源不断地补充，时间一长，就会丢失信息，所以必须刷新。常用的刷新方式有两种：集中式刷新、分布式刷新。8、答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。存储器(Memory)是用来存放数据和程序的部件；运算器是对信息进行运算处理的部件；控制器是整个计算机的控制核心。它的主要功能是读取指令、翻译指令代码、并向计算机各部分发出控制信号，以便执行指令；输入设备能将数据和程序变换成计算机内部所能识别和接受的信息方式，并顺序地把它们送入存储器中；输出设备将计算机处理的结果以人们能接受的或其它机器能接受的形式送出。9,答：计算机硬件(Hardware)是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路(电子元件)、机械等物理部件组成。计算机软件(Software)是指能使计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明和图表资料又称为文档。固件(Firmware)是一种介于传统的软件和硬件之间的实体，功能上类似软件，但形态上又是硬件。微程序是计算机硬件和软件相结合的重要形式。软件和硬件的逻辑等价含义：(1)任何一个由软件所完成的操作也可以直接由硬件来实现(2)任何一条由硬件所执行的指令也能用软件来完成在物理意义上软件和硬件是不等价的010,计算机系统的主要技术指标有：机器字长、数据通路宽度、主存储器容量和运算速度等。机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。主存储器容量是指主存储器所能存储的全部信息。运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存储器本身的速度等许多因素有关。11、答：若海明码的最高位号为m,最低位号为1,即HmHmTH2H1,则海明码的编码规则是：(1)校验位与数据位之和为m,每个校验位Pi在海明码中被分在位号2iT的位置上,其余各位为数据位，并按从低向高逐位依次排列的关系分配各数据位。(2)海明码的每一位位码Hi(包括数据位和校验位)由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号要等于校验它的各校验位的位号之和。12、答:在MOS半导体存储器中，根据存储信息机构的原理不同，又分为静态MOS存储器(SRAM)和动态MOS存储器(DRAM),前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息不会丢失，后者利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持13、答：存储器和寄存器不是一回事。存储器在CPU的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。寄存器属于CPU的一部分，访问寄存器的速度很快。14、答：时钟周期是系统工作的最小时间单位，它由计算机主频决定；总线周期指总线上两个设备进行一次信息传输所需要的时间(如CPU对存储器或I/O端口进行一次读/写操作所需的时间)；指令周期指CPlJ执行一条指令所需要的时间。三者之间的关系是:时钟周期是基本动作单位:一个总线周期通常由n个时钟周期组成;而一个指令周期中可能包含有一个或儿个总线周期，也可能一个总线周期都没有，这取决于该指令的功能.三、分析与计算题1、答：(1)需1024X1的芯片128片。(2)该存储器所需的地址线总位数是14位，其中2位用于选板，2位用于选片，10位用作片内地址。2、 答：(1)6X2=12(面)，共有12个存储面可用。(2) 40X(33-22)/2=220(道)，共有220个圆柱面。(3) 12×22×400×220=73×106(位).(4)数据传送率=(22×400)/(60/2400)=1.l×106(bs)=0.138×106(Bs)。(4) 记录在同一圆柱面上。因为这样安排存取速度快。(5) 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是扇区。磁盘地址：扇区号。3、答：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=8个字的信息总量都是：q=64位X8-512位顺序存储器和交叉存储器连续读出8个字所需的时间分别是：t2=mT=8X20OnS=1600ns=16X10-7(三)tl=T+(m-1)t=200ns+7X5OnS=550ns=5.5×10-7(三)顺序存储器带宽W2=qt2=512/(16X10-7)=32×107(位/S)交叉存储器带宽Wl=q/tl=512/(5.5X10-7)=73×107(位/S)4、答：(1)每道记录信息容量=12288字节，每个记录面信息容量=275X12288字节，共有4个记录面，所以磁盘存储器总容量为4X275X12288字节=字节(2)最高位密度Dl按最小磁道半径RI计算(Rl=115mm)sDl=12288字节/2JIRl=17字节mm最低位密度D2按最大磁道半径R2计算R2=Rl+(275/5)=115+55-170mmD2=12288字节/2"R2=11.5字节/|m(3)磁盘数据传输率r=3000/60=50周/秒N=12288字节（每道信息容量）C=r×N=50X12288=614400字节/秒（4）平均等待时间=l2r=1/2X50=1/100秒=10毫秒（5）本地磁盘存储器假设只有一台。有4个记录面，每个记录面有275个磁道。假设每个扇区记录1024个字节，则需要12288字节/1024字节=12个扇区。由此可得如图9-29的地址格式：146543柱面（磁道）号盘面（磁头）扇区图9-29地址格式