计算机题和简答题.docx

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计算机题和简答题

三，计算题

1.数值的转换

知识点：

（A）二进制数、八进制数和十六进制数之间的转换

（1）二进制转换成八进制时，以小数点为分界线，整数部分从低位到高位，小数部分从高位到低位，每3位二进制为一组，不足三位的，小数部分在低位补0，整数部分在高位补0，然后用1位八进制的数字来表示。

（2）十六进制之间的转换方法类似二进制与八进制之间的转换方法，每4位二进制为一组。

（3）八进制数与十六进制数之间的转换，可将二进制数作为中间媒介进行转换。

例题：

（1101.0101）2=（001101.010100）2=（15.24）8

（11101.0101）2=（00011101.0101）2=（1D.5）16

=（001101.010100）2=（1101.0101）2

（B）二进制数、八进制数、十六进制数转换成十进制数

例：

写出（1101.01）2，（237）8，（10D）16的十进制数

（1101.01）2

=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2

=8+4+1+0.25=13.25

（237）8=2×82+3×81+7×80=128+24+7=159

（10D）16=1×162+13×160=256+13=269

（Ｃ）十进制数转换成二进制数（转换成八进制方法一样）

（１）整数转换方法－除基取余法

例题：

把十进制数205转换成二进制数。

换算结果：

（205）10＝（11001101）2

（２）小数转换方法－乘基取整法

例：

把十进制小数0.8125转换成二进制数。

换算结果：

（0.8125）10＝（0.1101）2

注：

并不是所有的十进制小数都能转换成有限位二进制小数并出现乘积的小数部分为0的情况，有时整个换算过程无限进行下去。

（例：

0.2）

此时可以根据精度要求并考虑计算机字长位数取一定长度的位数后四舍五入，这样得到的二进制数是原十进制数的近似值。

当一个数既有整数部分又有小数部分时，分别进行转换后再进行拼接。

2.补码加减运算（要判断是否溢出）

知识点：

（A）当补码加法运算的结果不超出机器范围时，可得出以下重要结论：

（1）用补码表示的两数进行加法运算，其结果仍为补码。

（2）［X+Y］补=［X］补+［Y］补。

（3）［X-Y］补=［X］补+［-Y］补。

（4）符号位与数值位一样参与运算

例：

ｘ＝０.１０１０，ｙ＝０．０１０１，用补码运算

解：

[x＋ｙ]补＝[０．１０１０＋０．０１０１]补＝[０．１１１１]补＝０．１１１１

即［X+Y］补=［X］补+［Y］补。

＝０.１１１１

设ｘ＝０．１０１０，ｙ＝－０．０１０１，用补码运算：

解：

［X-Y］补=［X］补+［-Y］补＝［０．１０１０］补+［-０．０１０１］补＝０．０１０１

即［X-Y］补=［X］补+［-Y］补＝０．０１０１

（Ｂ）溢出处理

双符号位方法：

正数用00表示，负数用11表示，两个符号位与码值位一起参加运算；

若运算结果的两个符号位的代码不一致时表示溢出；

两个符号位的代码一致时，表示没有溢出

正溢出：

若两个符号位代码为01，表示正溢出，表明运算结果是大于允许取值范围的正数；

负溢出：

若两个符号位为10，表示负溢出，表明运算结果是负数，其绝对值大于允许取值范围。

注：

最高符号位永远表示结果的正确符号。

▪例题：

x＝＋0.1001，y＝＋0.1110，用补码运算判断x＋y是否溢出。

▪解：

[x]补＝0.1001，[y]补＝0.1110

▪

两个正数相加的结果符号位为1，表示相加后有溢出。

▪

x＝－0.1011，y＝－0.1100，用补码运算判断x＋y是否溢出。

▪解：

[x]补＝11.0101，[y]补＝11.0100

▪

符号位的代码是10，两个符号位的代码不一致，表示运算结果负溢出。

▪例：

x＝＋0.1011，y＝＋0.1101，用补码运算判断x＋y是否溢出。

▪解：

[x]补＝00.1011，[y]补＝00.1101

▪

符号位的代码是01，两个符号位的代码不一致，表示运算结果正溢出。

３.浮点数加减法的运算：

（Ａ）知识点：

两浮点数进行加减的运算规则是：

1）对阶：

小阶向大阶看齐

对阶的第一步是求阶差：

△E＝Ex－Ey

采用“小阶向大阶看齐”的方法，即小阶的尾数右移△E位，小阶的阶码增加△E与大阶相等。

2）尾数求和（差）

3）规格化

对于浮点数的原码表示法，其规格化数为：

正数：

00.1xx…x；负数：

11.1xx…x

对于浮点数的补码表示法，规格化数为：

正数：

00.1xx…x；负数：

11.0xx

补码规格化的条件是：

若和或差的尾数两符号位相等且与尾数第一位不等，即00.1xx…x或11.0xx…x，就是规格化的数；

若和或差的尾数两符号位相等且与尾数第一位相等，则需向左规格化。

即00.0xx…x或11.1xx…x，需将和或差的尾数左移，每移一位，和或差的阶码减一，直至尾数第一位与尾符不等时为止，叫做向左规格化；

若和或差的尾数两符号位不等，即01.xx…x或10.xx…x形式，表示尾数求和（差）结果绝对值大于１。

此时应该将和（差）的尾数右移1位，阶码加１，即进行向右规格化。

4）舍入

“0舍1入”法，即右移时丢掉的最高位为0，则舍去；是1，则将尾数的末位加1（相当于进入）。

“恒置1”法，即不管移掉的是0还是1，都把尾数的末位置1

5）浮点数的溢出判断

表示成规格化数以后，由阶码进行判断是否溢出

[E]补=01XX…X为上溢，真正溢出，需做溢出处理。

[E]补=10XX…X为下溢，浮点数值趋于零，用机器零表示

例：

X=2010·0.11011011,Y=2100·（－0.10101100），求X+Y。

解：

计算过程：

1对阶：

阶差：

ΔE=［EX］补+［－EY］补=00010+11100=11110

X阶码小，MX右移2位，保留阶码E=00100。

［MX］补=000011011011（下划线上的数是右移出去而保留的附加位。

）

2尾数求和（差）

［MX］补+［MY］补=000011011011+1101010100=111000101011

3规格化

左规，移1位，结果=110001010110；阶码－1，E=00100－1=00011

4舍入

附加位最高位为1，在所得结果的最低位+1，得新结果：

［M］补=1100010110，M=－0.11101010。

5判溢出

阶码符号位为00，故不溢出，最终结果为：

X+Y=2011·（－0.11101010）

４。

存储器容量计算题：

例：

有若干片1M×8位的SRAM芯片，采用字扩展方法构成4MB存储器，问：

（1）需要多少片RAM芯片？

（2）该4MB存储器需要多少地址位？

（3）画出该存储器与CPU连接的结构图。

解：

（1）需要4M/1M=4片SRAM芯片；

（2）需要22条地址线

（3）该存储器与CPU连接的结构图

类似

1.设有若干片256K×8位的SRAM芯片，问：

（1）采用字扩展方法构成2048KB的存储器需要多少片SRAM芯片？

（2）该存储器需要多少位地址位？

（3）画出该存储器与CPU连接的结构图。

2.设有若干片256K×8位的SRAM芯片，问：

（1）如何构成2048K×32位的存储器？

（2）需要多少片RAM芯片？

（3）该存储器需要多少位地址位？

（4）画出该存储器与CPU连接的结构图。

5.寻址的计算

（1）知识点：

形式地址：

指令中直接给出的地址；

有效地址：

操作数所在的真实地址；即实际访问的存储单元地址

（2）直接寻址：

指令中的地址D就是操作数的有效地址

（3）间接寻址：

D单元的内容才是操作数的有效地址，即操作数地址在内存中。

当操作数地址改变时，只需修改间接地址指示器的单元内容，而不必修改指令，原指令的功能照样实现

（4）变址寻址：

计算有效地址的公式为：

有效地址E＝变址值（Rx）±形式地址D

（5）相对寻址方式：

相对寻址是把程序计数器PC的内容加上指令格式中的形式地址D而形成操作数的有效地址。

相对寻址方式是变址寻址方式的特例

公式：

有效地址E＝现行程序地址（PC）±位移量（D）

（6）p112：

5.2和5.3两题的计算。

6.页式虚拟存储器的计算题：

例：

一个有30位程序地址空间，页面容量为1KB，主存的容量为8MB的存储系统，问：

（1）虚页号字段有多少位？

页表将有多少行？

（2）页表的每一行有多少位？

页表的容量有多少字节？

解：

i.1.230B/1KB=220，虚页号字段有20位；页表的长度为220=1M行。

ii.2.主存的容量为8MB=223B，主存中页框架的数量有223/210=213个。

页表中主存页号字段是13位长，加上其它信息将超过16位。

设页表的每一项为16位，页表的容量为1M×2=2MB。

例：

一个虚拟存储器有8个页面，页面大小为1024字，内存有4个页面框架。

页表的内容为：

虚页号实页号

03

11

2-

3-

42

5-

60

7-

对应于虚拟地址4098的主存地址是什么？

解：

4098÷1024=4......2，所以虚页号为4，页内地址为2。

从表中查得实页号为2，实际主存地址为2×1024+2=2050。

7.段式虚拟存储器虚实地址转换计算如下图：

四．简答题

（Ａ）什么是ＲＯＭ：

只读存储器（readonlymemory，简称ROM）是一类重要的阵列逻辑电路。

在计算机中，常常要存储固定的信息（如监控程序、函数、常数等）。

对于这类存储固定信息的存储器，在使用前把信息存入其中，使用时读出己存入的信息，而不能写入新的信息。

（B）ROM的特点：

（1）存储器中的内容是被预先写好的，并且断电后仍能长期保存；

（2）运行程序时，ROM只能读出信息而不可能随机写入；

（3）存储的都是固定程序和数据

（C）ＲＯＭ结构：

ROM主要由全译码的地址译码器和存储单元体组成，前者是一种“与”阵列，后者则是“或”阵列，它们都以阵列形式排。

存储体中写入的信息是由用户事先决定的，因此是“用户可编程”的，而地址译码器则是“用户不可编程”的。

ROM结构的进一步说明：

它由两个阵列组成——“与”门阵列和“或”门阵列；

其中“或”的内容是由用户设置的，因而它是可编程的；（存储单元）

与阵列是用来形成全部最小项的，因而是不可编程的。

（地址单元）

（D）什么是存储单元体和地址码

存储器中存放信息的单元是存储单元，它是由若干个二进制信息组成的，叫做“字”，每个二进制信息称为“位”。

为了寻找存入存储器中的字，给每个字以编号，称为地址码，简称地址

（Ｅ）ROM的工作方式：

给定一个地址码，得到事先存入的确定数据列。

（只是读出信息）

2、中断处理过程：

关中断，进入不可再次响应中断的状态，由硬件自动实现。

保存断点和现场。

（断点：

当前的程序计数器PC中的内容保存起来。

现场：

程序状态字，中断屏蔽寄存器和CPU中某些寄存器的内容。

）为了在中断处理结束后能够正确的返回到中断点，在响应中断时，必须把断点内容保存起来。

判别中断源，转向中断服务程序。

开中断。

开中断将允许更高级中断请求得到响应，实现中断嵌套。

执行中断服务程序。

不同中断源的中断服务程序是不同的，实际有效的中断处理工作是在此程序段中实现的。

退出中断。

在退出时，又应进入不可中断状态，即关中断，恢复现场、恢复断点，然后开中断，返回原程序执行。

3、DMA的基本操作：

a）从外围设备发出DMA请求；

b）CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制；

c）由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送数的计数，并执行数据传送的操作。

d）向CPU报告DMA操作的结束。

注意，在DMA方式中，一批数据传送前的准备工作，以及传送结束后的处理工作，均由管理程序控制，而DMA控制器仅负责数据传送的工作。

4、为什么提出高速缓冲存储器Cache：

（1）是为解决CPU和DRAM之间的速度匹配而采用的一项重要技术；

（2）是发挥CPU高速高效的性能而设置的一种介于CPU和DRAM之间的高速小容量缓冲存储器；（3）存取速度要比主存快，由高速的SRAM组成；（4）全部功能由硬件实现，保证了其高速度

5、微程序控制器工作过程：

微程序控制器的工作过程实质上就是在微程序控制器的控制之下，计算机执行机器指令的过程：

1.从控制存储器中运行取指令微程序，完成从主存储器中取得机器指令的工作；

2.根据机器指令的操作码，得到相应机器指令的微程序入口；

3.逐条取出微指令，完成相关微操作控制；

4.执行下一条机器指令。

6、流水的基本概念

5.计算机的流水处理过程非常类似于工厂中的流水装配线；

6.为了实现流水，首先把输入的任务（或过程）分割为一系列子任务，并使各子任务能在流水线的各个阶段并发地执行；

7.当任务连续不断地输入流水线时，在流水线的输出端便连续不断地吐出执行结果，从而实现了子任务级的并行性