計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)題參考答案

計(jì)算機(jī)構(gòu)成原理復(fù)習(xí)題及參照答案中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試復(fù)習(xí)題及參照答案計(jì)算機(jī)構(gòu)成原理(專(zhuān)科)一、單項(xiàng)選擇題：2.CPU包括[]A.運(yùn)算器B.控制器C.運(yùn)算器、控制器和主儲(chǔ)存器D.運(yùn)算器、控制器和cache4.為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中止，保留現(xiàn)場(chǎng)信息最有效的方法是采納[]A.通用存放器B.貨倉(cāng)C.儲(chǔ)存器D.外存5.下述I/O控制方式中，()主要由程序?qū)崿F(xiàn)。[]A.PPU(外頭辦理機(jī))B.中止方式C.DMA方式D.通道方式當(dāng)前的計(jì)算機(jī)中，代碼形式是[]A.指令以二進(jìn)制形式寄存，數(shù)據(jù)以十進(jìn)制形式寄存B.指令以十進(jìn)制形式寄存，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式寄存C.指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式寄存D.指令和數(shù)據(jù)都以十進(jìn)制形式寄存7.以下數(shù)中最大的是[]A.(10010101)2B.(227)8C.(96)16D.(143)108.設(shè)寄存器位數(shù)為8位，機(jī)器數(shù)采納補(bǔ)碼形式〔一位符號(hào)位〕，對(duì)應(yīng)于十進(jìn)制數(shù)-27，寄存器內(nèi)為[]A．〔27〕16B．〔9B〕16C．〔E5〕16D．〔5A〕16計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存器系統(tǒng)是指[]A.RAM儲(chǔ)存器B.ROM儲(chǔ)存器C.主儲(chǔ)存器D.主儲(chǔ)存器和外儲(chǔ)存器因?yàn)镃PU內(nèi)部的操作速度較快，而CPU接見(jiàn)一次主存所花的時(shí)間較長(zhǎng)，因此機(jī)器周期往常用()來(lái)規(guī)定。[]A.主存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間B.主存中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)字的最長(zhǎng)時(shí)間C.主存中寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)字的均勻時(shí)間D.主存中取一個(gè)數(shù)據(jù)字的均勻時(shí)間11.在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般經(jīng)過(guò)()來(lái)實(shí)現(xiàn)。[]A.原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器B.補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器C.補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器D.補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器指令系統(tǒng)中采納不一樣尋址方式的目的主假如[]A.實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存程序和程序控制B.縮短指令長(zhǎng)度，擴(kuò)大尋址空間，提升編程靈巧性C.能夠直接接見(jiàn)外存D.供給擴(kuò)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(diǎn)的寄存器是[]A.主存地點(diǎn)寄存器B.程序計(jì)數(shù)器C.指令寄存器D.狀態(tài)條件寄存器采納DMA方式傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，每傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)就要用一個(gè)[]A.指令周期B.數(shù)據(jù)周期C.儲(chǔ)存周期D.總線周期15.到現(xiàn)在為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息以二進(jìn)制方式表示的原因是[]A.節(jié)儉元件B.運(yùn)算速度快C.物理器件性能決定D.信息辦理方便某機(jī)字長(zhǎng)32位。此中1位符號(hào)位，31位表示尾數(shù)。假定用定點(diǎn)整數(shù)表示，那么最大正整數(shù)為[]第1頁(yè)共9頁(yè)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(yàn)，但沒(méi)有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，采納偶校驗(yàn)的字符碼是同步控制是[]A.由一致時(shí)序信號(hào)控制的方式B.所有指令履行時(shí)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(shè)施控制的方式20.郵局把信函進(jìn)行自動(dòng)分揀，使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)是[]A.機(jī)器翻譯B.自然語(yǔ)言理解C.機(jī)器證明D.模式辨別21.以下數(shù)中最大數(shù)為[]A.(101001)2B.(52)8C.(13)16D.(101001)BCD二、填空題：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件構(gòu)成的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)。它往常由_____________、_____________、____________、匯編語(yǔ)言級(jí)、高級(jí)語(yǔ)言級(jí)構(gòu)成。形成指令尋址的方式，稱(chēng)為指令尋址方式，有次序?qū)ぶ泛蚠_______尋址兩種，使用________來(lái)追蹤。3.字節(jié)多路通道可允很多個(gè)設(shè)施進(jìn)行______型操作，數(shù)據(jù)傳遞單位是______。通道是一個(gè)特別功能的________，它有自己的________特意負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制。5.在機(jī)器碼________和________中，零的表示形式獨(dú)一。微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是利用___________方法設(shè)計(jì)_____________的一門(mén)技術(shù)。對(duì)儲(chǔ)存器的要求是________，________，________，為認(rèn)識(shí)決這三個(gè)方面的矛盾。計(jì)算機(jī)采納多級(jí)儲(chǔ)存器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2/98.RISC的中文含義是__________________，CISC的中文含義是__________________。中止辦理過(guò)程能夠嵌套進(jìn)行，_______________的設(shè)施能夠中止_______________的中止效力程序。10.移碼常用于表示浮點(diǎn)數(shù)的_________局部，移碼和補(bǔ)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(chēng)為_(kāi)________，描繪邏輯變量關(guān)系的函數(shù)稱(chēng)為_(kāi)________；實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的電路稱(chēng)為_(kāi)________。一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由__________和__________兩局部構(gòu)成。依據(jù)小數(shù)點(diǎn)的地點(diǎn)不一樣，定點(diǎn)數(shù)有__________和__________兩種表示方法。三、名詞解說(shuō)：1.計(jì)算機(jī)指令2.CPU周期3.儲(chǔ)存速度4.相容性微操作5.外頭設(shè)施6.同步通訊指令的編碼格式8.存取時(shí)間9.微程序儲(chǔ)存設(shè)施數(shù)據(jù)傳輸率11.指令的履行方式12.接口四、解答以下問(wèn)題：試述指令周期、CPU周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系2.用補(bǔ)碼運(yùn)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(yè)共9頁(yè)31303130設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為16位，定點(diǎn)表示時(shí)，尾數(shù)15位，階符1位。定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)為多少？最小負(fù)數(shù)為多少？(2)定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)為多少？最小負(fù)數(shù)為多少？5.外頭設(shè)施的I/O控制分哪幾類(lèi)？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(jì)算機(jī)指令字長(zhǎng)16位，每個(gè)地點(diǎn)碼是6位，指令有無(wú)地點(diǎn)、一地點(diǎn)和二地點(diǎn)三種格式，設(shè)有N條二地點(diǎn)指令，無(wú)地點(diǎn)指令M條，試問(wèn)1地點(diǎn)指令最多有多少條？磁記錄設(shè)施的寫(xiě)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(shù)據(jù)都以二進(jìn)制代碼寄存在內(nèi)存中，CPU怎樣劃分它們是指令仍是數(shù)3/9據(jù)？11.x和y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算x-y，同時(shí)指出運(yùn)算結(jié)果能否溢出。〔1〕x=+0.11011y=-0.11111(2)x=+0.10111y=+0.1101112.x=-0.01111,y=+0.11001,求x+y=？x-y=？五、計(jì)算題：某雙面磁盤(pán)，每面有220道，內(nèi)層磁道周長(zhǎng)為70cm，內(nèi)層位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，問(wèn)：〔1〕磁盤(pán)儲(chǔ)存容量是多少？〔2〕數(shù)據(jù)傳輸率是多少？×8位的SRAM芯片構(gòu)成64K×16位的儲(chǔ)存器，要求畫(huà)出該儲(chǔ)存器的構(gòu)成邏輯框圖。3.X=-0.1101，Y=0.1011，利用補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算Z=X*Y。4.X=+1011，Y=+1101，用補(bǔ)碼加減交替除法求X÷Y。兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)A=210(-0.110100)，B=2100(+0.101011)，求A+B=？現(xiàn)有以下儲(chǔ)存器芯片是：4K×4的芯片4片，8K×8的芯片3片，要求擴(kuò)展為一個(gè)32K×8位的儲(chǔ)存器，畫(huà)出該儲(chǔ)存器的構(gòu)成邏輯框圖。設(shè)X=-1101，Y=-0101，用補(bǔ)碼的兩位乘法求Z=X*Y。8.設(shè)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(jī)連結(jié)的三臺(tái)設(shè)施，它們的中止響應(yīng)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(yīng)怎樣設(shè)置？假定CPU在運(yùn)轉(zhuǎn)主程序時(shí)，A、B、C三臺(tái)設(shè)施同時(shí)發(fā)出中止懇求，請(qǐng)畫(huà)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(yè)共9頁(yè)參照答案一、單項(xiàng)選擇題：1～5：ADDBB，6～10：CBCDA11～15：DBBCC，16～21：DADADB二、填空題：微程序級(jí)、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)2.跳躍，程序計(jì)數(shù)器3.傳輸，數(shù)據(jù)塊辦理器，指令和程序5.補(bǔ)碼，移碼軟件，操作控制器7.速度，容量，價(jià)錢(qián)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)9.優(yōu)先級(jí)別高，優(yōu)先級(jí)別低10.階碼，符號(hào)位，同樣邏輯變量，邏輯函數(shù)，邏輯電路4/9符號(hào)位、數(shù)值域、純小數(shù)、純整數(shù)(次序可變)三、名詞解說(shuō)：計(jì)算機(jī)指令：是指揮計(jì)算機(jī)怎樣工作的命令，它往常由一串二進(jìn)制數(shù)碼構(gòu)成，即由操作碼和地點(diǎn)碼兩局部構(gòu)成。操作碼規(guī)定了操作的種類(lèi)，即進(jìn)行什么樣的操作；地點(diǎn)碼規(guī)定了要操作的數(shù)據(jù)以及操作結(jié)果寄存的地點(diǎn)。2.CPU周期：CPU周期也叫機(jī)器周期。是指CPU接見(jiàn)一次主存或輸入輸出端口所需要的時(shí)間。一個(gè)CPU周期由假定干個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成。3.儲(chǔ)存速度：儲(chǔ)存速度表示每秒從儲(chǔ)存器出入信息的最大數(shù)目，其單位用字/秒或字節(jié)/秒表示。從數(shù)值上來(lái)說(shuō)它是儲(chǔ)存周期的倒數(shù)。相容性微操作：相容性微操作是指在同一個(gè)CPU周期內(nèi)能夠并行履行的一組微操作。外頭設(shè)施：外頭設(shè)施俗稱(chēng)外面設(shè)施，外頭設(shè)施是相關(guān)于計(jì)算機(jī)主機(jī)來(lái)說(shuō)的，凡在計(jì)算機(jī)主機(jī)辦理數(shù)據(jù)前后，把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)主機(jī)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工辦理及輸出辦理結(jié)果的設(shè)施都稱(chēng)為外頭設(shè)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(jīng)過(guò)總線進(jìn)行信息傳遞時(shí)，用一個(gè)公共的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行同步，這類(lèi)方式稱(chēng)為同步通訊。這個(gè)公共的時(shí)鐘信號(hào)能夠由總線控制零件發(fā)送到每一個(gè)零件或設(shè)施，也能夠每個(gè)零件有自己的時(shí)鐘發(fā)生器，可是，它們都一定由CPU發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)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(zhǎng)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(shí)間：存取時(shí)間又稱(chēng)儲(chǔ)存器接見(jiàn)時(shí)間，是指啟動(dòng)一次儲(chǔ)存器操作到達(dá)成該操作所需的時(shí)間。詳細(xì)地說(shuō)，存取時(shí)間從儲(chǔ)存器收到有效地點(diǎn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)譯碼、驅(qū)動(dòng)，直到將被接見(jiàn)的儲(chǔ)存單元的內(nèi)容讀出或?qū)懭霝橹?。微程序：微指令的有序?huì)合稱(chēng)為微程序，一般一條機(jī)器指令的功能由對(duì)應(yīng)的一段微程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)存設(shè)施數(shù)據(jù)傳輸率：儲(chǔ)存設(shè)施在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳遞數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)或字節(jié)數(shù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)傳輸率。數(shù)據(jù)傳輸率〔Dr〕與儲(chǔ)存設(shè)施的結(jié)構(gòu)及主機(jī)接口邏輯有著親密的關(guān)系，與記錄密度D和記錄介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線與外頭設(shè)施之間的一個(gè)邏輯零件，它的根本功能有兩點(diǎn)：一是為信息傳輸操作選擇外頭設(shè)施；二是在選定的外頭設(shè)施和主機(jī)之間互換信息，保證外頭設(shè)施用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特征所要求的形式發(fā)送或接收信息。第4頁(yè)共9頁(yè)四、解答以下問(wèn)題：1.解答：指令周期是履行一條指令所需要的時(shí)間。也就是從取指令開(kāi)始到履行完這條指令為止的所有時(shí)間。一個(gè)指令周期由假定干個(gè)機(jī)器周期構(gòu)成。CPU周期也叫機(jī)器周期。是指CPU接見(jiàn)一次主存或輸入輸出端口所需要的時(shí)間。一個(gè)CPU周期由假定干個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成。時(shí)鐘周期是CPU辦理操作的最小時(shí)間單位，也叫T周期。指令周期、CPU周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系如以下列圖所示。2.解答：〔1〕[X]補(bǔ)=00.1001[X]補(bǔ)=00.1001+[Y]補(bǔ)=00.1100+[-Y]補(bǔ)=11.0100[X+Y]補(bǔ)=01.0101[X-Y]補(bǔ)=11.1101因?yàn)殡p符號(hào)位相異，結(jié)果發(fā)生溢出。X-Y=-0.0011〔2〕[X]補(bǔ)=11.1100[X]補(bǔ)=11.1100+[Y]補(bǔ)=00.1001+[-Y]補(bǔ)=11.0111[X+Y]補(bǔ)=00.0101[X-Y]補(bǔ)=11.0011X+Y=+0.0101X-Y=-0.11013.解答：〔1〕水平型微指令并行操作能力強(qiáng)、效率高、靈巧性強(qiáng)，垂直型微指令那么較差?！?〕水平型微指令履行一條指令的時(shí)間短，垂直型微指令履行時(shí)間長(zhǎng)?！?〕由水平型微指令解說(shuō)指令的微程序，擁有微指令字比較長(zhǎng)，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(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單掌握4.解答：〔1〕定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)15最大正數(shù)：〔2-1〕10=〔32767〕106/915最小負(fù)數(shù)：-〔2-1〕10=〔-32767〕10〔2〕定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)-15最大正數(shù)：〔1-2〕10-15最小負(fù)數(shù)：-〔1-2〕10解答：外頭設(shè)施的I/O控制方式分類(lèi)及特色：程序查問(wèn)方式：CPU的操作和外頭設(shè)施的操作能夠同步，并且硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單程序中止方式：一般合用于隨機(jī)出現(xiàn)的效力，且一旦提出要求應(yīng)立刻進(jìn)行，節(jié)儉了CPU的時(shí)間，但硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些。直接內(nèi)存接見(jiàn)〔DMA〕方式：數(shù)據(jù)傳輸速度很高，傳輸速率僅受內(nèi)存接見(jiàn)時(shí)間的限制。需更多硬件，合用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大量互換數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。通道方式：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外設(shè)的一致管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳遞，大大提升了CPU的工作效率。外頭辦理機(jī)方式：通道方式的進(jìn)一步展開(kāi)，根本上獨(dú)立于主機(jī)工作，結(jié)果更靠近一般辦理機(jī)。6.解答：集中式總線的控制方式主要有以下三種：鏈?zhǔn)讲閱?wèn)方式、計(jì)數(shù)器定時(shí)查問(wèn)方式和獨(dú)立懇求總線控制方式。鏈?zhǔn)讲閱?wèn)方式的長(zhǎng)處是只用極少幾根線就能按必定的優(yōu)先序次實(shí)現(xiàn)總線控制，并且這類(lèi)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單擴(kuò)大設(shè)施。其弊端是對(duì)咨詢(xún)鏈的電路故障很敏感。計(jì)數(shù)器準(zhǔn)時(shí)查問(wèn)方式的長(zhǎng)處是：查問(wèn)被程序控制，優(yōu)先序次能夠方便地改變。此外，當(dāng)某個(gè)設(shè)施的接口中相重點(diǎn)的電路出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響其余設(shè)施使用總線。其弊端是：要有一組設(shè)施地點(diǎn)線，進(jìn)而第5頁(yè)共9頁(yè)增添了控制線的數(shù)目，并且控制也較為復(fù)雜。7.解答：通道的根本功能是履行通道指令，組織外頭設(shè)施和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸，按I/O指令要求啟動(dòng)外頭設(shè)施，向CPU報(bào)告中止等，詳細(xì)有以下5項(xiàng)功能?！?〕接收CPU的I/O指令，按指令要求與指定的外頭設(shè)施進(jìn)行通訊。7/9〔2〕從內(nèi)存拿出屬于該通道程序的通道指令，經(jīng)譯碼后向設(shè)施控制器或外頭設(shè)施發(fā)出各樣命令。〔3〕組織外頭設(shè)施與內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并依據(jù)需要供給數(shù)據(jù)傳輸?shù)木彺婵臻g，供給數(shù)據(jù)存入內(nèi)存的地點(diǎn)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。〔4〕從外頭設(shè)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(jù)要求將這些狀態(tài)信息送到內(nèi)存的指定單元，供CPU使用?！?〕將外頭設(shè)施的中止懇乞降通道自己的中止懇求，按序次向CPU報(bào)告。8.解答：設(shè)1地點(diǎn)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(shè)施的寫(xiě)電流波形主要有歸零制、不歸零制、調(diào)相制、調(diào)頻制和改進(jìn)的調(diào)頻制等幾大類(lèi)。歸零制記錄方式的特色是：正向電流代表“1〞，負(fù)向電流代表“0〞，不論某儲(chǔ)存元記錄的代碼是“0〞仍是“1〞，記錄電流都要恢復(fù)到零電流〔即沒(méi)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(jiàn)“1〞就翻不歸零制。一般的不歸零制在記錄數(shù)據(jù)時(shí)，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(guò)。它的特色是：對(duì)連續(xù)記錄的“1〞或“0〞，寫(xiě)電流不改變方向。見(jiàn)“1〞就翻的不歸零