计算机组成1.docx

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计算机组成1

一、选择题

1.完整的计算机系统应包括__D___。

A运算器、存储器、控制器；

B外部设备和主机；

C主机和实用程序；

D配套的硬件设备和软件系统；

2.冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是__B____。

A多指令流单数据流B按地址访问并顺序执行指令

C堆栈操作D存贮器按内容选择地址

3.硬件和软件实现功能逻辑上一样，但硬件的优势在于__A____。

A.速度快B.成本低

C.存储容量大D.灵活性好

4.下列4个数中最大的是__D____。

A．（57）10B．（111000）2C．（72）8D．（4B）16

5.移码最适合进行__A___运算。

A．加减B．乘除C．逻辑运算D．大小比较

6.若单精度浮点数IEEE754代码表示为00111111010000000000000000000000，则其代表的十进制数为__B____。

A．-0.75B．+0.75C．-0.25D．+0.25

7.在机器数__B____中，零的表示形式是惟一的。

A．原码B．补码C．移码D．反码

8.IEEE754标准规定的32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，则它所能表示的最大规格化正数为__B____。

A．+（2-2-23）×2+127B．+（1-2-23）×2+127

C．+（2-2-23）×2+255D．2+127+2+27

9.某机器字长32位，采用定点原码整数表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正整数为__A____，最小负整数为__D____。

A．＋（231－1）B.-（1－2-32）

C．＋（230-1）D.-（231－1）

10.在浮点数编码表示中，___D___在机器数中不出现，是隐含的。

A．阶码B．符号C．尾数D．基数

11.假定浮点数形式为阶符阶码尾符尾数，其中阶码（包括符号位）取4位补码；尾数（包括符号位）取8位原码，基数为2，那么二进制数101.1101B的浮点规格化表示为__A__

A．001101011101B．101111011101

C．110110100011D．010*********

12.定点原码一位乘法是__A____。

A．先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理

B．用原码表示操作数，然后直接相乘

C．被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘

D．乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘

13.原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此__C____。

A．不存在恢复余数的操作

B．当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作

C．仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作

D．当某一步余数为负时，做恢复余数的操作

14.用1位奇偶校验能检测出1位存储器错误的百分比为__C____。

A．0%B．25%C．50%D．100%

15.已知字符“0”的ASCII码为30H，在字符“9”的ASCII码前加上一个奇校验位后的数据信息为__B____。

A．B9HB．39H

C．89HD．09H

16.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是__D____。

A．11001011B．11010110

C．11000001D．11001001

17.CRC的产生和校验需要生成多项式，若生成多项式的最高次幂为n次，则校验值有__B____位。

A．n-1B．n

C．n+1D．以上都不对

18.下溢指的是__B____。

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

19.存储单元是指__B____。

A．存放一个二进制信息位的存贮元B．存放一个机器字的所有存贮元集合

C．存放一个字节的所有存贮元集合D．存放两个字节的所有存贮元集合

20.若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为___C___。

A.4×106字节/秒B．4M字节/秒

C．8×106字节/秒D．8M比特/秒

21.双端口存储器之所以能高速进行读写，是因为采用了__B____。

A．高速芯片B．两套相互独立的读写电路

C．流水技术D．新型器件

22.在ROM中必须有__C____电路。

A．数据写入B．再生C．地址译码D．刷新

23.EPROM是指__D____。

A.读写存储器B．只读存储器

C．闪速存储器D．紫外线擦除可编程只读存储器

24.若某单片机的系统程序不允许用户在执行时改变，则可以选用__B____作为存储芯片。

A．SRAMB．EEPROMC．CacheD．辅助存储器

25.某一SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源端和接地端外，该芯片引出线的最小数目应为__D____。

A．23B．25C．50D．19

26.与动态MOS存储器相比，双极型半导体存储器的特点是__A____。

A．速度快和功耗大B．集成度高C．容量大

27.半导体静态存储器SRAM的存储原理是__A____。

A．依靠双稳态电路B．依靠定时刷新

C．依靠读后再生D．信息不再变化

28.某DRAM芯片，其存储容量为256K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为__C____。

A.8，512B．512，8C．18，8D．19，8

29.设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节为操作码，第二个字节是相对位移量（用补码表示）。

每当从存储器中取出第一个字节时，即自动完成（PC）+1→PC。

设当前PC的内容为2003H，要求转移到200AH地址，则该转移指令的第二个字节的内容应为__A____。

若PC的内容是2008H，要求转移到2001H，则该转移指令的第二个字节的内容应为__D____。

A．05HB．06HC．07HD．F7HE．F8HF．F9H

30.关于二地址指令以下论述正确的是__A____．

A．二地址指令中，运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中

B．二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是操作数

C．二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是寄存器号

D．指令的地址码字段存放的一定是操作数地址

31.操作数地址存放在寄存器的寻址方式叫__D____。

A．相对寻址方式B．变址寄存器寻址方式

C．寄存器寻址方式D．寄存器间接寻址方式

32.CPU内通用寄存器的位数取决于__B____。

A．存储器容量B．机器字长

C．指令的长度D．CPU的管脚数

33.计算机主频的周期是指___B___。

A．指令周期B．时钟周期C．CPU周期D．存取周期

34.微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数__C____，用它编写的微程序__D____。

A．较少B．较多C．较长D．较短

35.计算机操作的最小时间单位是__C____。

A．时钟周期B.指令周期C．CPU周期D.微指令周期

36.在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是__C____。

A．每一条机器指令由一条微指令来执行

B.一条微指令由若干条机器指令组成

C．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释执行

D．一段微程序由一条机器指令来执行

37.异步控制常用于__A___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围设备时

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

38.下列有关存储器的描述中，不正确的是__B____。

多体交叉存储器主要解决扩充容量问题

访问存储器的请求是由CPU发出的

Cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于Cache

Cache的功能全由硬件实现

39.在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一块的位置上，则这种方法称为__A____。

A．全相联映射B.直接映射C．组相联映射D．混合映射

40.采用虚拟存储器的主要目的是__B____。

提高主存储器的存取速度

B．扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度C．提高外存储器的存取速度

D．扩大外存储器的存储空间

41.采用虚拟存贮器的主要目的是___B__。

A提高主存贮器的存取速度；

B扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度；

C提高外存贮器的存取速度；

D扩大外存贮器的存贮空间；

42.活动头磁盘存储器的找道时间是指__C____。

A． 最大找道时间B．最小找道时间

C．最大找道时间与最小找道时间的平均值

D．最大找道时间与最小找道时间之和

43.一张3．5英寸软盘的存储容量为__A____，每个扇区存储的固定数据是__A____。

A．1．44MB，512BB．1MB，1024B

C．2MB，256BD．1．44MB，512KB

44.在PC机所配置的显示器中，若显示控制卡上刷新存储器的容量是1MB，则当采用800*600的分辨率模式时，每个像素最多可以有___B___种颜色。

A．256B．65536C．16MD．8M

45.一级汉字有3755个，如每个汉字字模采用16×16点阵，并存放在主存中，则约占A字节。

假如将汉字显示在荧光屏上，共24行，每行80个字，为保存一帧信息，约需B字节的存储空间。

汉字在输入时采用C，在存储时采用D，打印或显示时用E。

存储一个汉字一般可用F字节。

【注意：

答案在P331页9.10练习题】

B：

①30K②60K③90K④120K

46.显示器灰度级越多，则___C___。

A．分辨率越高B．显示图像文字越清晰

C．图像层次越丰富逼真D．图像变的模糊

47.CRT的分辨率为1024*1024像素，像素的颜色数为256色，则刷新存储器的容量为__B____。

A．512KBB．1MBC．256KBD．8MB

48.CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量约为__B____。

A512KBB1MBC256KBD2MB

49.一张3.5寸软盘的存储容量为__A____MB，每个扇区存储的固定数据是__A____。

A.1.44MB，512BB.1MB，1024BC.2MB，256BD.1.44MB，512KB

50.中断系统是___C___实现的。

A．仅用硬件B．仅用软件

C．软、硬件结合D．A、B、C都不对

51.波特率是指__A____。

传输线路上信号的传输速度B．信息传输速度

C．有效数据的传输率D．去除冗余后的数据传输率

52.衡量并行传输总线的指标是___C___。

A．波特率B．比特率C．传输带宽D．三种都是

53.IEEE1394的高速特性适合于新型高速硬盘设备和多媒体数据传送，它的数据传输率不可以是___D___。

A．100兆位/秒B．200兆位/秒

C．400兆位/秒D．300兆位/秒

54.采用串行接口进行七位ASCⅡ码传送，带有一位奇偶校验位,为1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为_A____。

A.960B.873C.1371D.480

55.串行I/O标准接口IEEE1394的高速特性适合于新型高速硬盘和多媒体数据传送它的数据传送率

可以是A,B,C。

A.100兆位/秒B.200兆位/秒C.400兆位/秒

D.300兆位/秒

二、问答题

第1章.：

虚拟机，物理机，冯诺依曼机，

1、虚拟机：

通常是指通过配置软件扩充机器功能后，形成的一台计算机，实际硬件在物理功能上并不具备这种功能。

它将提供给用户的功能抽象出来，使之脱离具体的物理机器，这有利于让用户摆脱真实机器细节的束缚。

2、物理机：

计算机硬核的物理功能只是执行机器语言，称为机器语言物理机，即一台实际的机器。

3、冯诺依曼机：

一般认为冯.诺依曼机具有如下基本特点:

•计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

•采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储器中，由指令组成的程序可以修改。

•数据以二进制码表示

•指令由操作码和地址码组成。

•指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序替增。

•机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器。

第5章：

指令系统，CISC,RISC,指令周期，时钟周期，寻址方式，形式地址，有效地址。

指令系统：

一台计算机能够在直接理解与执行的全部指令的集合称为该机的指令系统，也叫机器语言。

CISC：

复杂指令系统计算机

RISC：

精简指令系统计算机

指令周期：

取出并执行一条指令所需要的时间。

它由若干个工作周期组成，一般不作为独立的一级时序。

时钟周期：

每个时钟周期完成一步操作，如一次传送，加减等。

它是时序系统中最基本的时间分段。

寻址方式:

指令中如何提供操作数或操作数地址。

换句话说就是规定如何对地址字段做出解释以找到操作数。

形式地址：

有效地址：

第6章：

微操作命令，微指令，微程序。

1.在计算机中，一条指令的功能是通过按一定次序执行一系列基本操作完成的，这些最基本的控制命令称为微操作。

2.微指令：

在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令。

将一条指令分成若干条微指令，按次序执行这些微指令，就可以实现指令的功能、组成微指令的微操作，又称微命令。

3.微程序：

计算机每条指令的功能均由微指令序列解释完成，这些微指令序列的集合就叫做微程序。

第7章：

Cache，相联存储器，虚拟存储器，

Cache：

高速缓冲存储器，由高速小容量的SRAM和高速缓存控制器组成

功能:

将CPU当前快要用到的部分数据块由主存复制到容量小、速度快的Cache中,再由Cache向CPU直接提供它所需要的数据。

它内部存放的是部分主存内容的副本。

相联存储器：

虚拟存储器：

虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，不是任何实际的物理存储器

第10章：

中断，向量中断，中断向量，中断屏蔽，DMA方式，接口

1.中断：

计算机暂时中止当前程序运行，转而处理意外出现的情况或有意安排的任务，在处理结束后能自动恢复原程序的执行，这个过程叫作“中断”。

2.向量中断：

CPU响应中断后，由中断机构自动将向量地址通知处理机，由向量地址指明中断向量位置并实现向量切换，不必经过处理程序来查询中断源的中断功能，称为向量中断。

3.中断向量：

实际上就是一个指针，其内容是中断服务程序起始地址。

即中断服务程序起始地址的地址。

4.中断屏蔽:

当产生中断请求后，用程序方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分中断仍得到响应，称为中断屏蔽。

5.DMA（输入输出方式）是l/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通路，主要用于高速I／O设备与主存之间的成组数据传送。

6.接口是计算机与I/O设备或其他系统之间所设置的逻辑控制部件，也称I/O控制器。

第11章：

单片机，单板机，工作站，服务器

1.单片机是最简单的微型机,它仅由一块超大规模集成电路组成。

CPU、存储器、I／0接口电路和总线制作在一块很小的芯片上，使用简单的开发装置可以对它进行在线开发。

2.单板机规模比单片机大,它的CPU、存储器和I／0接口电路都各是一块大规模集成电路芯片。

这些芯片再加上若干附加逻辑电路和简单的键盘／数码显示器装在一块印刷电路板上，便构成一个单板机。

3.工作站是个人使用的台式计算机系统是一种具有高速数据处理能力、高性能的图形处理系统。

4.在计算机网络应用中，服务器根据客户机提出的服务请求完成所需的计算和管理任务，客户机接收到计算结果后，进一步进行后处理。

在这种系统中，一台服务器要面向多个客户的服务请求。

它的作用是通过网络按客户的要求提供各种服务，包括共享文件、共享数据库、共享硬盘驱动器共享打印机、应用计算、通信服务等，并对整个网络环境进行集中管理。

用做服务器的计算机可以是一台PC台式机，直到一台巨型机。

三、计算题

3.20X=-0.10110,Y=0.11111用加减交替法原码一位除计算X/Y的商及余数。

（要求被除数的绝对值小于除数，否则溢出）

3.31设有16个信息位（k），如采用海明码校验，至少需要设置多少个校验位（r）？

应放置在哪个位置上？

•答：

如采用查一位错方式,其公式为

•2r≥k+r+1

•故选取r=5位,即P5P4P3P2P1，因为32≥16+5+1。

它们放置在2i-1位置上，即海明码的H16H8H4H2H1。

•如采用检测与自动校正一位错，并能发现两位错方式,其公式为

•2r-1≥k+r

•故选取r=6位,即P6P5P4P3P2P1，因为32≥16+6。

它们一般放置在2i-1位置上，（注：

P6只能放在海明码的最高位置上）即海明码的H22H16H8H4H2H1。

3.2A已知X=+13,Y=+11,采用比较法的补码一位乘法计算X*Y=?

3.3A利用定点补码加减交替法求X/Y=0.1000/-0.1010=？

解：

以上是在|X|<|Y|即不溢出的前提下，规则如下；

（1）第一步如果被除数与除数同号，用被除数减去除数；若两数异号，用被除数加上除数。

如果所得余数与除数同号上商1，若余数与除数异号，上商0，该商即为结果的符号位。

（2）求商的数值部分如果上次上商1，将余数左移一位后减去除数；如果上次上商0，将余数左移一位后加上除数。

然后判断本次操作后的余数，如果余数与除数同号上商1；若余数与除数异号上商0。

如此重复执行n-l次（设数值部分有n位）。

（3）商的最后一位一般采用恒置1的办法，井省略了最低位+1的操作，此时最大误差为士2-n。

如果对商的精度要求较高则可按规则

（2）再进行一次操作以求得商的第n位。

当除不尽时若商为负，要在商的最低一位加1，使商从反码值转变成补码值（不包括余数时是如此，包括时则不必做）;若商为正最低位不需要加1。

3.5A已知X=+0.100100*2-101Y=-0.100101*2+010,采用浮点补码乘法运算，求Z=X*Y=?

解：

采用浮点乘法运算过程分为三个步骤：

阶码相加，尾数相乘和对运算结果规格化。

[X]’原=11101，00.100100[Y]’原=00010，11.100101

[X]’补=11011，00.1001[Y]’补=00010，11.011011

1.阶码相加：

EX=11011

+EY=00010

11101

2.尾数相乘（采用补码移位乘法）

[X]补=00.100100

[-X]补=11.011100

[Y]补=1.011011

4.5有一个512K×16的存储器，由64K×1的2164RAM芯片组成（该芯片内是采用4个128行×128列结构组成的），问：

1）总共需多少个RAM芯片？

2）采用分散刷新方式，，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号的周期是多少？

3）如采用集中刷新方式，设读写周期T=1us，存储器刷新一遍最少需多少时间？

答：

1）512K/64K×16/1=8×16=128

2）2ms/128=15.6us

3）0.1×128=12.8us

4.6某机器中，已知有一个地址空间为0000H~1FFFH的ROM区域，现在再用RAM芯片（8K×4）形成一个16K×8的RAM区域，起始地址为2000H,假设RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。

CPU地址总线为A15~A0,数据总线为D7~D0,控制总线为R/W,访问存储器信号/MREQ。

要求采用全译码方式设计，画出该系统的逻辑图

答：

ROM区采用8K×8位的芯片，不用位扩展；RAM取需采用字位全扩展方式，需要芯片16K/8K×8/4=4片RAM。

已知8K字长片内地址线A12~A0共13根，A15~A13作为片外选择地址线，由于采用全译码方式，故采用2~4译码器或3~8译码器完成，其逻辑图如下：

4.1A某半导体存储器容量8K*8位，可选用的RAM芯片容量为2K*4位。

已知地址总线A15~A0,共16位；双向数据总线D7~D0,共8位，由R/W线控制读写。

解：

1.要采用字、位全扩展方式

2.所需芯片数为（8/2）*（8/4）=4*2=8片

3.全译码方式要求每一存储单元（字节）都要有唯一的存储地址，不得重叠。

已知2K*4位芯片内字地址为A10~A0共11位。

而字长8K的存储范围是A12~A0,其中A12、A11是片选地址，A15~A13的连接决定哪种译码方式。

全译码方式时其地址不能悬空和乱接。

•

4.2A某机采用单总线结构，地址总线16根，数据总线8根，控制总线中有存储器请求MREQ,读写控制R/W。

主存地址分配如下：

0~8191（1FFFH）为系统区，由ROM组成；

8192（2000H）~32767（7FFFH）24KB为用户程序区；最大地址63487（F800H）~65535（FFFFH）的2K地址空间为系统程序区，它们均由SRAM组成，存储器按字节编址。

现有如下存储芯片：

8K*8bitROM，2K*8bit,8K*8bitSRAM。

求：

1）需用芯片共多少片？

2）画出主存储器逻辑框图。

解：

1）选用芯片共8K*8bitROM1片

8K*8bitRAM3片

2K*8bitRAM1片

2）ROM芯片没R/W信号，只能读出信息，不用连接。

存储器分成5个可独立访问的区域，即5页。

8KBROM为第1页，占用最低地址空间，3个8KBRAM分别为第2、3、4页，其地址是连续的。

2KBRAM为第5页，它与前4页是不连续的。

8KB的片内地址线为13根，2KB的片内地址线为11根。

高3位地址采用3：

8译码器，产生1~4页的片选信号。

•

4.5A某存储器数据总线宽度为32bit，存储周期为250ns。

试问该存储器的带宽是多少？

解：

已知Tm=250ns,W=32bit

•Bm=W*Fm=W/Tm

•=32bit/（250*10-9s）=128*106bit/s=16*106B/s

5.1指令字长16位，每个操作数的地址码长6位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。

若双操作数指令有K条，无操作数指令有L条，问单操作数最多可能有多少条？

•解：

考虑到双操作数时的情况操作码的位数只能有4位即16-6-6=4位。

•在没有无操作数指令时，单操作数指令最多可为：

•M=（24-K）*26条

•在有无操作数指令L条时，单操作数指令最多可为：

•M=（24-K）*26条-L/26条

•如题中改为有单操作数指令M条，求无操作数最多可能有多少条？

其他条件不变。

•解：

L=[（