2023年電大計算機組成原理形成性考核冊答案資料

從而形成一個k+r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.ASCII編碼是一種漢字字符編碼；X.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；X.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：X.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。XASCH編碼是一種字符編碼，不是漢字字符編碼2缸浮點數(shù)表達法中，尾碼的位數(shù)越多，能表達的數(shù)值精度越高A3X浮點數(shù)的溢出是以其階碼溢出表現(xiàn)出來的。④三、簡答題：.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，通過設立校驗位的值為0或I的方式,使字節(jié)自號的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，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?位犯錯,為進一步糾錯提供了依據(jù)。.簡述教材中給出的MIPS計算機的運算器部件的功能和糾■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；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：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。.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*2",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；絕對值最?。?00100000000.000110000000（2）寫出X、Y的浮點數(shù)表達。[X]浮=101100110011[￥]?=011001101101（3）計算X+YA:求階差：|Z\EI=|10H-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：101001101101,四、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)和卜進制數(shù)。14.4CH=(10100.01001I00)z=(14.23)?=(20.21875)10注:木圖晚谷泉&以僧區(qū)本人答實為:151;(10100.01001100)2=(24.23)8=(20.296875)1學自行學習會證.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]?=00010001,[X]*.=00010001(2)-17；[X]D=10010001,[X],f111011113.已知下列各[x]tt,分別求它們的〔xk和[x]no(1)[x]w=0.10100；[x]反=010100,[x]樸=010100(2)[x]?=1.00111;[x]fi=l11000,[x]4=111001(注：本答案不擬定)[x]e=010100；[x]應=010100,[x]補=010100[x]ja=l10100；[x]R=]01Oil,[x]n=1011004.寫出X=10111101,Y=-00101011的雙符號位原即即0.1101101*210即0.1101101*2即0.1101101*210[X]?=0010111101,[X][=0010111101,[X]?=0010111101[Y]w=ll00101011,[Y]S=1111010100,[Y]?=ll11010101[X]?,[Y]4=0010010010（注:本答案存疑）二、判斷題：判斷下列說法是否對的,并說明理由。L變址尋址需要在指令中提供?個寄存器編號和一個數(shù)值。J.計算機的指令越多，功能越強越好。X.程序計數(shù)器PC重要用于解決指令的執(zhí)行順序。4.微程序控制器的運營速度一般要比硬連線控制器更快。XIA.對a變址尋址就是符寄存器（該寄存器一般稱作基址寄存器）的內(nèi)容與指令中給出的地址偏移量相加,從而得到一個操作數(shù)的有效地址。變址尋址方式常用于訪問某基地址附近的地址單元。2.錯并不一定.CISC比RISC指令更多.功能更強大,但并不比RISC好3.對程序計數(shù)器是用于存放下一條指令所在單元的地址的地方。4.錯正好相反△三、簡答題；1.一條指令通常由哪兩個部分組成？指令的操作碼一股有哪幾種組織方式?各自應用在什么場合？各自的優(yōu)缺陷是什么？答：?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用在當前多數(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中。（注:存疑）定長操作碼的組織方式對于簡化計算機硬件設計，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的操作數(shù)地址的規(guī)定。.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。用以指定被讀寫設備？.為讀寫輸入/輸出設備,通常有哪幾種常用的尋址方式

答：為讀寫輸入/輸出設備，通常有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設備,一是I/O端口與主存儲器統(tǒng)一的編制方式,另一種是I/0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--!）.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？用以指定被讀寫設備？答：控制器重要由卜面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)，應提供的控制信號從控制存儲得中讀出，并通過?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提供的控制信號。微程序的控制器的優(yōu)點是設計與實現(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，缺陷是設計與實現(xiàn)復雜些,但隨著EDA工具的成熟，該缺陷已得到很大緩解。.控制器的設計和該計算機的指令系統(tǒng)是什么關(guān)系？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答：控制器的的基本功能，是依據(jù)當前正在執(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，控制器的設計和該計算機的指令3.按主機與接口間的數(shù)據(jù)傳送方式,輸入/輸出接口可系統(tǒng)是一一相應的關(guān)系，也就是控制器的設計應依據(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耍技術(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?個指令執(zhí)行環(huán)節(jié)中完畢-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。缺陷是控制器設計復雜，比較不容易實現(xiàn),：突出的優(yōu)點是速度明顯提高。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。X與大小無關(guān)2.引入虛擬存儲系統(tǒng)的目的，是為了加快外存的存取速度。X是為了擴充內(nèi)存A分為串行接口和并行接口。V.DMA控制器通過中斷向CPU發(fā)DMA請求信號。J.錯它是由存儲器的的帶寬，字長和存儲周期決定的3.錯虛擬存儲牌是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。在虛擬存儲器系統(tǒng)中，作業(yè)無需所有裝入，只要裝入一部分就可運營。引入虛擬存儲技術(shù)之后，可以：1、提高內(nèi)存運用率;（如:定義100*】00大小的數(shù)組，也許只用到I0*10個元素）2、程序不再受現(xiàn)有物理內(nèi)存空間的限制;編程變得更容易；3、可以提高多道程序度,使更多的程序可以進入內(nèi)存運營7對8.對aDMA方式規(guī)定CPU執(zhí)行設備驅(qū)動程序啟動設備,給出存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址以及操作方式和傳送字節(jié)長度等。三、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。追求整個存儲器系統(tǒng)有更高的性能/價格比的核心思緒,在于使用中充足發(fā)揮三級存儲器各自的優(yōu)勢，盡量避開其短處。.什么是隨機存取方式？哪些存儲器采用隨機存取方式？答：RAM,即隨機存儲器，可以看作是由許多基本的存儲單元組合起來構(gòu)成的大規(guī)模集成電路。靜態(tài)隨機存儲器(RAM)和動態(tài)隨機存儲器(DRAM)可采用隨機存取方式。.什么是虛擬存儲器?它能解決什么問題？為什么？答：虛擬存儲器屬于主存-外存層次，由存儲器管理硬件和操作系統(tǒng)中存儲器管理軟件支持，借助于硬磁盤等輔助存儲器，并以透明方式提供應用戶的計算機系統(tǒng)具有輔存的容量,接近主存的速度，單位容量的成本和輔存差不多的存儲器。市要用來緩解內(nèi)存局限性的問題。由于系統(tǒng)會使用一部分硬盤空間來補充內(nèi)存。.什么是串行接口和并行接口？簡述它們的數(shù)據(jù)傳輸方式和合用場合。答:串行接口只需要一對信號線來傳輸數(shù)