计算机组成原理试题及答案Word格式.docx
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15、什么是外存?
简述其功能。
外存:
为了扩大存储容量,又不使成本有很大的提高,在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。
外存可存储大量的信息,计算机需要使用时,再调入内存。
16、什么是内存?
内存:
一般由半导体存储器构成,装在底版上,可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器,简称内存。
用来存放经常使用的程序和数据。
。
17、指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据?
取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。
18、什么是适配器?
适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调的工作。
19、什么是CPU?
运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
20、
冯诺依曼体系结构要点
二进制;
存储程序顺序执行;
硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。
第二章
单选题
1、下列数中最小的数为(c):
101001B
52Q
29D
233H
2、一个8位二进制整数,采用补码表示,且由3个“1”和5个“0”组成,则其最小值是(c):
-127
-32
-125
-3
3、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(b)码:
原
补
反
移
4、某数在计算机中用8421BCD码表示为011110001001,其真值是:
(a)789D
789H
1887D
11110001001B
5、float型数据通常用IEEE754单精度浮点数格式表示.若编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR!
中,且x=-8.25,则FR1的内容是(a)
C1040000H
C2420000H
C1840000H
C1C20000H
6、不属于ALU的部件有(d)
加法器或乘法器
移位器
逻辑运算部件
指令寄存器
7、处理器中的ALU采用(b)来实现
时序电路
组合逻辑电路
控制电路
模拟电路
8、当且仅当(a)发生时,称为浮点数溢出(上溢)
阶码上溢
尾数上溢
尾数与阶码同时上溢
尾数或阶码上溢
9、某浮点数采用IEEE754单精度格式表示为C5100000H,则该数的值是(b)(注:
选项中[]内的值为上标)
-1.125*2[10]
-1.125*2[11]
-0.125*2[10]
-0.125*2[11]
10、在C程序中,int类型的变量x的值为-1088。
程序执行时,x先被存放在16位的寄存器R1中,然后被算术右移4位。
则此时R1中的内容以16进制表示是(b)
FBC0H
FFBCH
0FBCH
87BCH
11、补码表示的8位二进制定点小数所能表示数值的范围是(b)
-0.1111111B~0.1111111B
-1.0000000B~0.1111111B
-0.1111111B~1.0000000B
-1.0000000B~1.0000000B
12、下列数中最大的是(a)
10000000B
125O
10000110(BCD码)
55H
13、某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。
若用定点小数表示,则最大正小数为:
(b)
+(1-2-32)
+(1-2-31)
2-32
2-31
14、若浮点数尾数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数的方法是:
(c)阶符与数符相同为规格化数
阶符与数符相异为规格化数
数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数
数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数
15、算术/逻辑运算单元74181ALU可完成:
(c)
16种算术运算功能
16种逻辑运算功能
16种算术运算功能和16种逻辑运算功能
4位乘法运算和除法运算功能
16、ASCII码即美国国家信息交换标准代码。
标准ASCII码占9位二进制位,共表示512种字符。
(错)
17、引入浮点数的目的是在位数有限的前提下,扩大数值表示的范围。
18、机器码是信息在计算机中的二进制表示形式。
19、设有七位二进制信息码0110101,则低位增设偶校验码后的代码为(01101010)。
20、两个BCD码相加,当结果大于9时,修正的方法是将结果(加6),并产生进位输出。
21、浮点运算器由(阶码运算器)和(尾数运算器)组成,它们都是(定点)运算器。
只要求能执行(阶码运算器)运算,而(加法和减法)要求能进行(位数运算器)运算。
22、现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织。
按其总线数不同,大体有(单总线结构)、(双总线结构)和(三总线结构)三种形式。
23、提高加法器运算速度的关键是(降低进位信号的传播时间)。
先行进位的含义是(低有效位的进位信号可以直接向最高位传递)。
24、对阶时,使(小)阶向(大)阶看齐,使(小)阶的尾数向(右)移位,每(右)移一位,其阶码加一,直到两数的阶码相等为止。
25、在进行浮点加法运算时,需要完成为(0操作数检查)、(阶码加/减操作)、(尾数乘/除操作)、(结果规格化)、(舍入处理)和(确定积的符号)等步骤。
26、按IEEE754规范,一个浮点数由(符号位S)、(阶码E)、(尾数M)三个域组成,其中的值等于指数的加上一个固定。
27、移码表示法主要用于表示(浮点数)的阶码E,以利于比较两个(指数)的大小
和(对阶)操作。
28、(26H或63H)异或135O的值为(58D)。
29、为了提高运算器的速度,可以采用(先行)进位、(阵列)乘除法、流水线等并行
措施。
30、设机器数字长为8位(含1符号位),若机器数为81H(十六进制),当它分别代表原码、
补码、反码和移码时,等价的十进制整数分别为(-1)、(-127)、(-126)和
(1)
计算题
31、X的补码为:
10101101,用负权的概念计算X的真值。
X=1*+1*+1*+1*+1*+=-83
32、
已知A=2[-101]×
(-0.1010000),B=2[-100]×
0.1110110,按浮点运算方法计算A+B.
(方括号内是阶码)
11100;
00.1001110
33、设浮点数字长16位,其中阶码4位(含1位阶符),尾数12位(含1位数符),将51/1
28转换成二进制规格化浮点数(要求阶码采用移码,尾数采用补码,二进制表示)。
并给出
此浮点数格式的规格数表示范围。
正确答案:
0,111;
0.11001100000
正数2[-9]~2[7]*(1-2[-11])
负数
34、设阶为5位(包括2位阶符),尾数为8位(包括2位数符),阶码、尾数均用补码表示,完
成下列取值的[X+Y],[X-Y]运算:
(1)X=2-011×
0.100101Y=2-010×
(-0.0111
10)
1)将y规格化得:
y=×
(-0.111100)[x]浮=1101,00.100101[y]浮=1101,
11.000100[-y]浮=1101,00.111100①对阶[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补
=1101+0011=0000∴Ex=Ey②尾数相加相加相减00.10010100.100101
+11.000100+00.111100--------------------------11.10100101.100001[x+y]
浮=1101,11.101001左规[x+y]浮=1100,11.010010∴x+y=×
(-0.101110)
[x-y]浮=1101,01.100001右规[x-y]浮=1110,00.1100001
舍入处理得[x-y]浮=1110,00.110001∴x-y=×
0.110001
35、已知X和Y,用变形补码计算X-Y,同时指出运算结果是否溢出。
(1)X=0.11011
Y=-0.11111
(2)X=0.10111Y=0.11011(3)X=0.11011Y=-0.10011
解:
(1)先写出x和y的变形补码,再计算它们的差[x]补=00.11011[y]补
=11.00001[-y]补=00.11111[x-y]补=[x]补+[-y]补
=00.11011+00.11111=01.11010∵运算结果双符号不相等∴为正溢出X-Y=+1.1101B
(2)先写出x和y的变形补码,再计算它们的差[x]补
=00.10111[y]补=00.11011[-y]补=11.00101[x-y]补
=00.10111+11.00101=11.11100∴x-y=-0.001B无溢出(3)先写出x
和y的变形补码,再计算它们的差[x]补=00.11011[y]补=11.01101[-y]补
=00.10011[x-y]补=[x]补+[-y]补=00.11011+00.10011=01.01110
∵运算结果双符号不相等∴为正溢出X-Y=+1.0111B
36、已知X和Y,用变形补码计算X+Y,同时指出运算结果是否溢出。
(1)X=0.11011
Y=0.00011
(2)X=0.11011Y=-0.10101(3)X=-0.10110Y=-0.00001
(1)先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=00.11011[y]补=00.00011
[x+y]补=[x]补+[y]补=00.11011+00.00011=0.11110∴x+y=0.1111B无溢出。
(2)
先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=00.11011[y]补=11.01011
[x+y]补=[x]补+[y]补=00.11011+11.01011=00.00110∴x+y=0.0011B无溢出。
(3)先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=11.01010[y]补
=11.11111[x+y]补=[x]补+[y]补=11.01010+11.11111=11.01001∴x+y=-0.10111B无溢出
37、写出十进制数-5的IEEE754编码。
写出十进制数-5的IEEE754编码
38、某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1,低位来的信号为C0,请分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。
(1)串行进位方式
(2)并行进位方式
(1)串行进位方式:
C1=G1+P1C0其中:
G1=A1B1,P1=A1⊕B1C2=G2+P2C1G2=A2B2,P2=A2⊕B2C3=G3+P3C2G3=A3B3,
P3=A3⊕B3C4=G4+P4C3G4=A4B4,P4=A4⊕B4
(2)并行进位方式:
C1=G1+P1C0C2=G2+P2G1+P2P1C0
C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0
C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0其中G1-G4,P1-P4表达式与串行进位方式相同。
39、什么是奇偶校验码?
奇偶校验码用于检验信息在传输、存储和处理过程中出现的错误。
奇偶校验码只是一种最简单的检错码,只能检错不能纠错,且仅能检出奇数个错误。
40、简述计算机中采用二进制代码的优点。
(1)技术上容易实现;
(2)运算规则简单;
(3)可借助于逻辑代数来分析、研究;
(4)与其它进制的转换容易。
第三章
1、下面说法正确的是C
半导体RAM信息可读可写,且断电后仍能保持记忆
半导体RAM属挥发性存储器,而静态的RAM存储信息是非挥发性的
静态RAM、动态RAM都属挥发性存储器,断电后存储的信息将消失
ROM不用刷新,且集成度比动态RAM高,断电后存储的信息将消失
2、存储单元是指:
C
存放一个二进制信息位的存储元
存放一个机器字的所有存储元集合
存放一个字节的所有存储元集合
存放两个字节的所有存储元集合
3、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
扩大存储器空间,并能进行自动管理
提高外存储器的存取速度
扩大外存储器的存储空间
4、某SRAM芯片,存储容量为64K×
16位,该芯片的地址线和数据线数目为:
D64,16
16,64
64,8
16,16
5、计算机系统中的存贮器系统是指:
d
RAM存贮器
ROM存贮器
主存贮器
内存贮器和外存贮器
6、交叉存储器实质上是一种(a)存储器,它能执行独立的读写操作
多模块,并行
多模块,串行
整体式,并行
整体式,串行
7、相联存储器是按(c)进行寻址的存储器
地址指定方式
堆栈存取方式
内容指定方式
地址指定与堆栈存取方式结合
8、在主存和CPU之间增加cache的目的是c
增加内存容量
提高内存的可靠性
解决CPU与内存之间的速度匹配问题
增加内存容量,同时加快存取速度
9、存储周期是指b
存储器的读出时间
存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔
存储器的写入时间
存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔
10、存储元存储八位二进制信息,是计算机存储信息的最小单位。
错11、存储器带宽指单位时间里存储器所存取的信息量,是衡量数据传输的重要指标。
常用单位有:
位/秒或字节/秒。
对
12、Cache主要强调大的存储容量,以满足计算机的大容量存储要求。
错
13、外存(辅存)主要强调快速存取,以便使存取速度与CPU速度相匹配。
14、计算机存储器功能是记忆以二进制形式表示的数据和程序。
15、DRAM存储器的刷新一般有(集中式)、(分散式)和(异步式)三种方式,之所以
刷新是因为(有电荷泄漏,需要定期补充)。
16、虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器(逻辑)模型,不是任何实际的(物理)存储器,按照主存-外存层次的信息传送单位不同,虚拟存储器有(段)式、(页)式和(段页式)三类。
17、虚拟存储器指的是(主存)层次,它给用户提供了一个比实际空间大得多的(虚拟地址)空间。
18、主存与CACHE的地址映射有(全相联)、(直接)、(组相联)三种方式。
19、双端口存储器和多模块交叉存储器属于(并行)存储器结构,前者采用(空间并行)技术,后者采用(时间并行)技术。
20、CPU能直接访问由(CACHE)和(内存),但不能直接访问(外存)。
21、存储器的技术指标主要有(存储容量)、(存取时间)、(存储周期)和(存储器带宽)。
22、对存储器的要求是(容量大),(速度快),(成本低),为了解决这三方面的矛盾,计算机采用(多级存储)和体系结构。
23、CPU执行一段程序时,CACHE完成存取的次数为5000次,主存完成存取的次数为200次。
已知CACHE存取周期为40ns,主存存取周期为160ns。
分别求CACHE的命中率H、平均访问时间Ta和CACHE-主存系统的访问效率e。
(1)h=5000/(5000+200)=96.15%。
(2)ta=h×
tc+(1-h)×
tm=40×
96.15%+(1-96.15%)×
160=44.62ns。
(3)e=tc/ta=40/44.62=89.65%。
24、已知cache/主存的效率是85%,平均访问时间为60ns,cache比主存快4倍,求主存的存取周期和cache的命中率。
因为:
ta=tc/e所以:
tc=ta×
e=60×
0.85=510ns(cache存取周期)
e=1/[r+(1–r)H]tm=tc×
r=510×
4=204ns(主存存取周期)
所以:
H=2.4/2.55=0.94
25、设某RAM芯片,其存储容量为16K×
8位,问:
1)该芯片引出线的最小数目应该是多少?
2)存储器芯片的地址范围是多少?
(1)16K=2的14次方,所以地址线为14根,字长为8位,所以数据线为8根,加上芯片片选信号CS,读信号RD,写信号WR,电源线,地址线,器引出线最小数目应该为27跟。
(2)存储器芯片的地址范围为:
0000H~3FFFF。
26、有一个16K×
16的存储器,用1K×
4的DRAM芯片(内部结构为64×
16)构成,设读/写周期为0.1ms,问:
1)采用异步刷新方式,如单元刷新间隔不超过2ms,则刷新信号周期是多少?
2)如采用集中刷新方式,存储器刷新一遍最少用多少读/写周期?
死时间率多少?
解
(1)刷新信号间隔为2MS/64=31.25MS,此即刷新信号周期
(2)设T为读/写周期,且列向16组同时进行刷新,则所需刷新时间为64T,已知T=0.1MS,
则死亡时间率=64T/2000*100%=0.32%。
27、设存储器容量为32M字,字长64位,模块数m=4,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t=50ns。
问:
顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间、带宽各是多少?
28、某磁盘组共有4个记录面,每毫米5道,每道记录信息为12288B,最小磁道直径为230毫米,共有275道,磁盘转速为3000转/分。
(1)最低位密度是多少?
(2)数据传输率是多少?
(3)平均等待时间是多少?
(1)11.58b/mm
(2)614400B/s
(3)10ms
29、某磁盘组有5个记录面,每个记录面的内磁道直径为22cm,外磁道直径为33cm,最大位密度为1600bit/cm,道密度为80道/cm,转速为3600转/分。
(1)计算每条磁道的容量;
(2)计算磁盘的数据传输率;
(3)计算平均等待时间。
(1)每条磁盘的容量是110525B
(2)6631680B/S
(3)8.33ms
30、说出至少三种加速CPU和存储器之间有效传输的措施。
答:
主要有:
1)加长存储器的字长2)采用双端口存储器3)加入CACHE4)采用多体交叉存储器
31、存储保护主要包括哪几个方面?
存储保护一般涉及存储区域保护和访问方式保护两大方面。
前者主要有页表保护、键保护、环保护等方式,后者则主要考虑对主存信息使用的读、写、执行三种方式的保护。
32、计算机存储系统分为哪几个层次?
计算机存储系统一般指:
CPU内的寄存器、CACHE、主存、外存、后备存储器等五个层次
应用题
33、主存容量为4MB,虚存容量为1GB,则虚存地址和物理地址各为多少位?
如页面大小为4KB,则页表长度是多少?
解
(1);
虚拟容量1GB对应地址为30位;
主存容量4MB对应地址为22位
(2);
1GB/4KB=256K
34、CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次,主存完成存取的次数为80次,已知cache存储周期为40ns,主存存储周期为240ns,求cache/主存系统的效率和
平均访问时间。
35、某机器中,已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域。
现在再用一个RAM芯片(8K×
8)形成40K×
16位的RAM区域,起始地址为6000H,假定RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。
CPU的地址总线为A15-A0,数据总线为D15-D0,控制信号为R/W(读/写),/MREQ(访存),要求:
(1)画出地址译码方案。
(2)将ROM与RAM同CPU连接。
36、用16K×
8位的DRAM芯片组成64K×
32位存储器,画出该存储器的组成逻辑框图。
37、某机字长8位,用4K*8位的RAM芯片和2K*8位的ROM芯片设计一个容量为16K字的存储器,其中RAM为高8K字,ROM为低2K字,最低地址为0。
(1)地址线和数据线各为多少根?
(2)各种芯片的数量是多少?
(3)请画出存储器结构图及与CPU的连接图。
1)地址线14根,数据线8根;
(2)2片RAM,1片ROM;
38、
下图为某16位机的主存空间构成示意图,其中RAM为8K*16的随机存储器,ROM位8K*16位的只读存储器。
仔细分析该图,并按要求答题。
(1)该存储器最大空间有多少?
已经构成的空间有多少?
(2)图中构成的地址空间分布是怎样的?
画出地址空间分布图。
某8位机地址16位,用8K*8位的ROM芯片和8K*8位的ram芯片组成存储器,按字节编址,其中RAM的地址为0000H~5FFFH,ROM的地址为6000H~9FFFH。
要求:
(1)画出存储器空间分布图,并确定需要的RAM以及RAM芯片数量;
(2)画出此存储器组成结构图及与CPU的连接图。
(1)图略;
需要3片RAM,2片ROM;
(2)图略。
第四章
1、用某个寄存器的值做操作数地址的寻址方式称为(D)寻址。
直接
间接
寄存器
寄存器间接
2、堆栈寻址方式中,设A为累加器,SP为堆栈指示器,MSP为SP所指示的栈顶单元,如果进栈的操作是:
(A)-〉MSP,(SP)-1-〉SP,那么出栈的操作应为:
B
(MSP)-〉A,(SP)+1-〉SP
(SP)+1-〉SP,(MSP)-〉A
(SP)-1-〉SP,(MSP)-〉A
(MSP)-〉A,(SP)-1-〉SP
3、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于:
基值寄存器内容加上形式地址(位移量)
堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)
变址寄存器内容加上形式地址(位移量)
程序记数器内容加上形式地址(位移量)
4、从以下有关RISC