计算机组成原理练习题答案docWord下载.docx

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1.主存储器的性能指标有哪些？

含义是什么？

存储器的性能指标主要是存储容量、存储速度和存储器带宽。

存储容量是指在主存能存放二进制代码的总位数。

存储速度是由存取时间和存取周期来表示的。

存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所需的全部时间。

存储周期是指存储器进行连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需的最小间隔时间。

存储器带宽是指单位时间内存储器存取的信息量。

2.请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。

指令周期是完成一条指令所需的时间。

包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。

时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。

一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

3.CPU响应中断应具备哪些条件？

（1）在CPU内部设置的中断允许触发器必须是开放的。

（2）外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。

（3）外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。

（4）当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。

4.从计算机的各个子系统的角度分析，指出提高整机速度的措施。

针对存储器，可以采用Cache-主存层次的设计和管理提高整机的速度；

针对存储器，可以采用主存-辅存层次的设计和管理提高整机的速度；

针对控制器，可以通过指令流水或超标量设计技术提高整机的速度；

针对控制器，可以通过超标量设计技术提高整机的速度；

针对运算器，可以对运算方法加以改进，如进位链、两位乘除法；

针对I/O系统，可以运用DMA技术来减少CPU对外设访问的干预。

5.控制器中常采用哪些控制方式，各有何特点？

答：

控制器常采用同步控制、异步控制和联合控制。

同步控制即微操作序列由基准时标系统控制，每一个操作出现的时间与基准时标保持一致。

异步控制不存在基准时标信号，微操作的时序是由专用的应答线路控制的，即控制器发出某一个微操作控制信号后，等待执行部件完成该操作时所发回的“回答”或“终了”信号，再开始下一个微操作。

联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式，即大多数微操作在同步时序信号控制下进行，而对那些时间难以确定的微操作，如涉及到I/O操作，则采用异步控制。

6.指令和数据都以二进制代码存放在内存中，CPU如何区分它们是指令还是数据？

指令和数据的区分：

（1）从主存中取出的机器周期不同，取指周期取的是指令，分析取数或执行周期取的是数据。

（2）取指令和取数据时地址的来源不同，指令地址来自程序计数器PC，数据地址来自地址形成部件

7.请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比DRAM在电路组成上有什么不同之处？

SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。

8．说明微程序控制器中微指令的地址有几种形成方式。

（1）直接由微指令的下地址字段指出。

（2）根据机器指令的操作码形成。

（3）增量计数器法。

（4）根据各种标志决定微指令分支转移的地址。

（5）通过测试网络形成。

（6）由硬件产生微程序入口地址。

9．外围设备要通过接口与CPU相连，接口有哪些功能？

外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：

（1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。

（2）I/O设备种类繁多，速度不一，与CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（3）I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。

（4）I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。

（5）CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。

（6）I/O设备需将其工作状况（“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等）及时报告CPU，通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。

可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）。

10．以I/O设备的中断处理过程为例，说明一次程序中断的全过程。

一次程序中断大致可分为五个阶段。

中断请求，中断判优，中断响应，中断服务，中断返回

11、基址寻址方式和变址寻址方式的应用场合有什么不同？

（1）基址寻址方式面向系统，主要用于逻辑地址到物理地址的交换，解决程序在存储器中的定位，扩大寻址空间等问题。

（2）变址寄存器方式面向用户，主要用于解决程序循环控制问题，用于访问成批数据，支持向量线性表操作等。

12、一个典型CPU应由哪几部分组成？

一个典型的CPU组成应该包括：

（1）六个主要寄存器，保存CPU运行时所需的各类数据信息或运行状态信息。

（2）算术逻辑电路（ALU），对寄存器中的数据进行加工处理。

（3）操作控制器和指令译码器，产生各种操作控制信号，以便在各寄存器之间建立数据通路。

（4）时序产生器，用来对各种操作控制信号进行定时，以便进行时间上的约束。

二、设计题：

1．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。

其中有2K×

8位、8K×

8位、32K×

8位的ROM芯片；

1K×

4位、2K×

8位、16K×

1位、4K×

4位的RAM芯片，画出CPU与存储器的连接图，要求：

（1）存储芯片地址空间分配为：

0～8191为系统程序区；

8192～32767为用户程序区。

（2）指出选用的存储芯片类型及数量；

（3）详细画出片选逻辑。

（1）二进制地址码

（2）0～8191为系统程序区，选用1片8K×

8位ROM芯片

8192～32767为用户程序区，选用3片8K×

8位RAM芯片。

（3）存储器片选逻辑图

2、

1.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如下图所示。

8位、4K×

最小4K地址空间为系统程序区，相邻的4K地址空间为系统程序工作区，与系统程序工作区相邻的是24K用户程序区；

（2）选出所用芯片类型及数量

最小4K地址空间为系统程序区，选用1片4K×

8位ROM芯片;

相邻的4K地址空间为系统程序工作区，选用2片4K×

4位RAM芯片

与系统程序工作区相邻的24K为用户程序区，选用3片8K×

（3）CPU与存储芯片的连接图如图所示

3、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

和

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/

（读/写），

（访存），要求：

（1）画出地址译码方案。

（2）将ROM与RAM同CPU连接。

4、设某计算机主存容量为64K×

32位。

要求完成以下设计内容：

（1）画出主机框图（要求画到寄存器级）并指出图中各寄存器的位数；

（2）写出组合逻辑控制器完成STAX（X为主存地址）指令发出的全部微操作命令及节拍安排。

（3）若采用微程序控制，还需要哪些微操作？

5、已知待返回指令的含义如下图所示。

写出机器在完成待反转指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排，如果采用微程序控制需增加哪些微操作命令？

6、假设CPU在中断周期用堆栈保存程序断点，而且进栈时指针减1，出栈时指针加1，分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。

三、应用题

1、设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。

每个指令周期包含几个机器周期？

如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？

2、设某机有四个中断源A、B、C、D，其硬件排队器的优先次序为A＞B＞C＞D,现要求将中断处理次序改为D＞A＞C＞B.按下图的时间轴给出的四个中断源请求时刻.

（1）写出每个中断源对应的屏蔽字。

（2）画出CPU执行程序的轨迹。

设每个中断源的中断服务程序的执行时间是20us

3、某机主存容量为4M×

16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备97种操作。

操作码位数固定且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式。

（本小题6分）

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；

（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）；

（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）；

（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。

4、某计算机字长32位，有16个通用寄存器，主存容量为1M字，采用单字长二地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（寄存器、直接、变址、相对）设计指令格式。

5、有一个１６K×

16位的存储器，由1K×

4位的DRAM芯片构成（芯片是64×

64结构）。

问：

（1）共需要多少RAM芯片？

（2）存储体的组成框图

（3）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

（4）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？

死时间率是多少？

6、已知：

两浮点数x=0.1101×

210，y=0.1011×

201求：

x+y

7、已知：

x=0.1011，y=-0.0101，求：

[

x]补，[

x]补，[-x]补，[

y]补，[

y]补，[-y]补，x+y=?

x–y=?

8、某机字长32位，定位表示，尾数31位，数符1位，问：

（1）定点原码整数表示时，最大正数是多少？

最小负数是多少？

（2）定点原码小数表示时，最大正数是多少？

赠送以下资料

《计算机基础》课程标准

一、管理信息

课程代码：

制订人：

赵隆

所属系部：

批准人：

制订时间：

2015.09.05

二、基本信息

学分：

4

学时：

64学时，其中理论教学：

32学时，实践教学：

32学时

课程类型：

公共基础课

适用专业：

会计、市场营销、电子商务

先修课：

大学计算机基础

后修课：

计算机网络技术、数据库、C语言基础

三、课程定位

本课程是大学入学教育的一门重要课程，是各专业教学的必修公共课程，是学生基本计算机操作技能的基础课程。

根据教学大纲的教学目的和要求，其目的在于让学生通过本课程的学习，能够深入了解计算机基础知识，熟练掌握计算机的基本操作，了解操作系统、互联网、办公软件、多媒体技术等计算机应用方面的知识和相关技术，具有良好的信息收集、信息处理、信息呈现的能力。

本课程也是为后续课程和专业学习奠定坚实的计算机技能基础。

课程具有很强的实践性，对于培养学生的实践能力、创新能力、分析和解决问题的能力都起到十分重要的作用。

四、课程设计

（一）课程设计思路

由于本课程是一个实践操作很强的课程，我们的教学指导思想是在有限的时间内精讲多练，培养学生的实际动手能力，自学能力、开拓创新能力和综合处理能力。

所以我们在制订的教学计划时，理论学时和上机学时的比例设置为1:

1，让学生有更多的时间练习操作性的知识。

通过实验指导给出详细的操作步骤，锻炼学生的动手操作能力和自学能力。

通过向学生提供课余免费的上机时间，布置实用性强的上机练习内容或课外实验大作业，进一步提高学生使用计算机的技能，锻炼学生独立思考能力以及通过网络获取知识和整合知识的能力。

为增加学生得兴趣将整本书中的内容分成七个独立模块进行组织教学。

（二）教学设计思想与实践：

1．实践教学目标

　　进一步提高学生使用计算机的技能、提升学生运用计算机的能力、培养学生掌握网络获取知识的各种方法，加强对信息处理分析的能力的训练。

通过自主学习，培养学生学习计算机的主动性，加深对计算机概念知识的理解，从而进一步理解计算机的工作原理和计算机解决问题的过程和方法。

2．实验内容安排具有连贯性

　　在实验内容的安排上，注重连贯性，改变以往实验内容彼此独立的弊端，在window7操作、网络应用、文字处理、电子表格、演示文档的实验内容上，分别设计一个大的题目，尽可能覆盖该章应知应会的知识点，布置成连贯性的实验作业，使学生对计算机知识的综合运用能力和解决实际问题的能力有显著提高。

除完成实践教程中要求的全部实验外，还提供学生一定的空间，让学生上传自己制作的网页，提高学生的动手实践能力和创新水平。

3．小组协助学习

　　从教学形式上，采取教师精讲与学生自学相结合的方法；

在学习组织形式上，为了实现学习过程的协作，将学生以小组为单位，并引入项目的概念，每个小组为一个项目小组，项目小组在整个学期内既是学习小组又是工作小组。

教学过程中主要以实验指导书为主线，以学生上机操作为主，教师辅导和阶段性评测为辅来完成，以充分调动学生的主动性和积极性，真正提高学生的实际操作能力和知识的迁移能力。

4．实验课考核

　　本课程的前身考核都是采用笔试，为了引起学生对实验课的重视程度，强化学生的动手能力，本课程的考核改革为：

理论考核+实验考核，其中理论考核卷面成绩占30%，平时成绩占70%；

实践考核作品和平时上机成绩各占50%。

参加计算机相关竞赛获奖的成绩也算入创新能力加分。

课程作品则重点考核学生综合运用所学知识的能力和培养学生信息素质的重要环节。

（三）教学目标

通过本课程的学习，使学生具备以下知识-能力-素质。

（a）知识目标

1、掌握计算机的初步知识；

2、了解计算机系统的基本组成；

3、了解操作系统的功能，掌握Windows2010的基本操作方法；

4、掌握可以实现文字图表混排的实用文字编辑软件Word2010的使用方法；

5、掌握使用电子表格处理软件Excel2010处理各种报表的基本方法，掌握一种常用的汉字输入方法；

6、掌握使用演示文稿制作软件Powerpoint2010制作各种演示文稿；

7、掌握计算机病毒的防治知识；

8、了解计算机网络的基础知识及操作。

（b）能力目标

通过学习，使学生深入了解计算机基础知识，熟练掌握计算机的基本操作，了解网络、数据库、多媒体技术等计算机应用方面的知识和相关技术，具有良好的信息收集、信息处理、信息呈现的能力。

本课程旨在培养学生的信息技术理论水平和运用信息技术解决实际问题的能力，培养和加强学生自主学习探索学习的意识，相互协作解决问题的意识。

（c）素质目标

（1）培养学生认真负责的工作态度和严谨细致和工作作风；

（2）培养学生的自主学习意识；

（3）培养学生的团队、协作精神；

（4）培养学生诚实守信意识和职业道德；

（5）培养学生创新意识；

（6）使学生信息化处理工作的意识和能力。

五、课程教学内容

前言概述计算机基础知识

主要教学内容

1.计算机的产生与发展；

2.计算机的特点、分类与应用领域；

3.计算机中的信息表示（数制与编码）；

4.微型计算机的硬件、软件系统组成；

5.微型机的使用；

教学要求

1.了解计算机的发展简史、计算机的特点、应用领域及性能指标；

2.掌握数制的基本概念，二进制数与十进制、十六进制、八进制数之间的转换；

3.掌握基本术语及概念：

位、字节、字长、容量、内存空间、微处理器、微型计算机、微型机计算机系统；

4.掌握计算机的组成与工作原理；

了解计算机系统的硬件组成，了解主要硬件部件的功能与性能参数；

5.掌握计算机软件的分类，理解系统软件、应用软件、程序设计语言、语言处理程序的概念，掌握操作系统的基本功能；

了解程序设计的基本思想以及数据库的基本概念。

第一章Windows7中文操作系统

1.Windows操作系统的概述；

2.Windows系统的界面；

3.Windows系统的基本操作；

4.Windows系统的文件及资源管理器；

5.Windows系统中应用程序管理；

6.控制面板的功能；

1.了解Windows7系统的安装、特点、运行环境、启动和退出方法；

2.熟悉Windows7系统中键盘与鼠标的用法，窗口与菜单的基本操作；

3.熟悉Windows系统“我的电脑”与“资源管理器”中文件及文件夹的管理与操作；

4.了解应用程序的安装与卸载过程，掌握常见应用软件的使用；

5.了解Windows系统中磁盘管理；

6.掌握Windows7环境设置和常见系统配置。

第二章文字处理软件Word2010

1.Word2010文字处理功能概述；

2.Word文档的基本操作；

3.Word文档的排版；

4.Word表格制作与图形设置；

5.Word页面排版及文档打印。

1.了解Office办公软件的构成及其功用；

2.掌握文字处理软件Word的界面操作；

3.熟悉Word文档的基本操作，包括文档的新建、打开、保存与关闭，文字的录入与编辑等；

4.熟悉掌握字符格式、段落格式的设置；

5.掌握表格的制作处理、图形的处理；

6.掌握文档的页面的处理，理解“所见即所得”的含义，了解文档打印设置等。

7.了解Word2010一些高级功能的使用，如邮件合并，样式与模板，题注与脚注、尾注，域和宏等用法

第三章电子表格处理软件Excel2010

1.Excel2010概述；

2.Excel2010的基本操作；

3.公式与函数的使用；

4.Excel的数据库功能；

5.Excel2010的数据与图表。

1.理解Excel中常见名词和术语；

2.熟悉电子表格处理软件Excel2010的基本操作；

3.掌握数据的输入技巧及数据格式设置；

4.掌握单元格的引用，熟悉公式与常用函数的使用；

5.了解Excel2010的数据库功能，掌握常见数据管理操作，如排序、检索、分类汇总与统计分析等；

6.掌握数据图表的建立、编辑与格式处理等；

7.了解Excel数据表格的打印输出设置。

第四章中文演示软件PowerPoint2010

1.演示文稿的基本操作；

2.动画及超链接技术；

3.演示文稿的放映；

4.演示文稿的打包及打印。

1.掌握演示文稿处理软件PowerPoint2010的基本编辑操作；

2.掌握动画及超链接技术在演示文稿中的应用；

3.了解演示文稿的放映设置与放映操作；

4.了解演示文稿的打包操作以及打印设置。

第五章计算机网络基础及Internet应用

1.计算机网