计算机组成习题及解答.docx
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计算机组成习题及解答
第1章计算机系统概论
一、选择题
1．在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是。
A．计算机可以存储大量信息
B．计算机能代替人的脑力劳动
C．计算机是一种信息处理机
D．计算机可实现高速运算
解：
答案为C。
2．1946年2月，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机，它的名字叫ENIAC，1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为EDVAC。
3．计算机硬件能直接执行的只能是。
A．符号语言B．机器语言
C．汇编语言D．机器语言和汇编语言
解：
答案为B。
4．运算器的核心部件是。
A．数据总线B．数据选择器C．累加寄存器D．算术逻辑运算部件
解：
答案为D。
5．存储器主要用来。
A．存放程序B．存放数据C．存放微程序D．存放程序和数据
解：
答案为D。
6．目前我们所说的个人台式商用机属于。
A．巨型机B．中型机
C．小型机D．微型机
解：
答案为D。
7．至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是。
A．节约元件B．运算速度快
C．物理器件性能决定D．信息处理方便
解：
答案为C。
8．对计算机软、硬件资源进行管理，是的功能。
A．操作系统B．数据库管理系统
C．语言处理程序D．用户程序
解：
答案为A。
9．企事业单位用计算机计算、管理职工工资，这属于计算机的应用领域。
A．科学计算B．数据处理
C．过程控制D．辅助设计
解：
答案为B。
10．微型计算机的发展以技术为标志。
A．操作系统B．微处理器
C．硬盘D．软件
解：
答案为B。
二、填空题
1．操作系统是一种
（1），用于
（2），是（3）的接口。
（1）A．系统程序B．应用程序C．用户程序D．中间件
（2）A．编码转换B．操作计算机C．管理和控制计算机的资源
D．把高级语言程序翻译成机器语言程序
（3）A．软件与硬件B．主机与外设C．用户与计算机D．高级语言与机器语言机
解：
答案为⑴A⑵C⑶C。
2．计算机的硬件包括、、、、五部分。
解：
答案为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
3．存储器分为和。
在CPU运行程序时，必须把程序放在。
解：
答案为内（主）存储器，外（辅助）存储器，内存。
4．存储器的存储容量一般以为单位，一台微机的内存容量是128MB，应是个这样的单位。
解：
答案为字节，128×220字节。
5．计算机的运算精度主要由计算机的决定，越，则计算机的运算精度越高。
解：
答案为字长，字长，长。
6．冯．诺依曼结构计算机的基本特点是。
解：
答案为程序存储。
7．总线一般可分为三类，它们分别是，和。
解：
答案为数据总线、地址总线、控制总线。
8．计算机软件一般可分为，和。
解：
答案为系统软件、应用软件、工具软件。
9．邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。
解：
答案为模式识别。
10．微型计算机的分类以微处理器的来划分。
解：
答案为规格。
三．简答题
1．会计电算化属于计算机应用的哪个领域？
答：
在计算机的应用领域中，会计电算化属于计算机数据处理方面的应用领域。
2．兼容性是计算机的一个重要性能，请解释一下何为向上兼容？
答：
所谓向上兼容是指旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。
系列机通常具有这种兼容性。
3．按照冯．诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？
答：
按照冯．诺依曼原理，现代计算机应具备以下5个功能：
⑴输入输出功能：
能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给用户。
⑵记忆功能：
应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。
⑶计算功能：
应能进行一些最基本的运算。
这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。
⑷判断功能：
计算机在进行一步操作后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。
⑸自我控制功能：
计算机应能保证程序执行的正确性和各部件间的协调性。
4．答：
计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。
通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。
两者之间没有固定的界限。
4．如何理解软、硬件之间的等价性？
答：
计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。
通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。
两者之间没有固定的界限。
5．何谓绿色计算机？
对它有哪些要求？
答：
绿色计算机是指不会对人类及其生存环境造成不良影响的计算机。
对它的主要要求是：
⑴节能：
要求计算机的耗电量要低。
⑵低污染：
在生产、包装过程中尽量使用无毒、可再生材料，打印机噪声要降到最小，电磁辐射要符合环保标准。
⑶易回收：
生产、运输和使用等各环节所用的材料应容易销毁或回收。
⑷符合人体工程学的要求。
第2章计算机中信息表示方法
一、判断题
1．在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单。
答：
正确。
2．在所有的进位计数制中，整数部分最低位的权都是1。
答：
正确。
3．某R进位计数制，其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的R倍。
答：
正确。
4．计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限。
答：
错误。
5．表示定点数时，若要求数值0在计算机中唯一地表示为全0，应采用补码。
答：
正确。
6．浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。
答：
正确。
7．CRC校验码的生成和检验大多采用软件实现。
答：
正确。
8．若浮点数的尾数用补码表示，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0（正数）或是1（负数）。
答：
正确。
9．在实际应用中，奇偶校验多采用奇校验，这是因为奇校验中不存在全“0”代码，在某些场合下更便于判别。
答：
正确。
10．显示图形时要经过复杂的数学计算，因此占用的时间要比位图图像的时间长。
答：
正确。
二、选择题
1．下列各种数制的数中最小的数是。
A．（101001）2B．（101001）BCDC．（52）8D．（233）H
解：
答案为B。
2．下列各种数制的数中最大的数是。
A．（1001011）2B．75C．（112）8D．（4F）H
解：
答案为D。
3．1010AH是。
A．表示一个二进制数B．表示一个十六进制数
C．表示一个十进制数D．表示一个错误的数
解：
答案为B。
4．二进制数215转换成二进制数是
（1），转换成八进制数是
（2），转换成十六进制数是（3）。
将二进制数01100100转换成十进制数是（4），转换成八进制数是（5），转换成十六进制数是（6）。
（1）A．11101011BB．11101010BC．10100001BD．11010111B
（2）A．327B．268．75C．252D．326
（3）A．137HB．C6HC．D7HD．EAH
（4）A．101B．100C．110D．99
（5）A．123B．144C．80D．800
（6）A．64B．63C．100D．0AD
解：
答案依次为⑴D⑵A⑶B⑷B⑸B⑹A。
5．ASCII码是对
（1）进行编码的一种方案，它是
（2）的缩写。
（1）A．字符B．汉字C．图形符号D．声音
（2）A．余3码B．十进制数的二进制编码
C．格雷码D．美国标准信息交换代码
解：
答案依次为⑴A⑵D。
6．在一个8位二进制数的机器中，补码表示数的范围从
（1）（小）到
（2）（大），这两个数在机器中的补码表示分别为（3）和（4），而数0的补码表示为（5）。
（1）、
（2）：
A．-256B．-255C．-128D．-127E．0
F．+127G．+128H．+255I．+256
（3）、（4）、（5）：
A．00000000B．10000000C．01111111D．11111111
E．00000000或10000000F．01111111或11111111
G．00000000或11111111H．10000000或01111111
解：
答案依次为C，F，B，C，A。
7．将十进制数15/2表示成二进制浮点规格化数（阶符1位，阶码2位，数符1位，尾数4位）是。
A．01101111B．01101110C．01111111D．11111111
解：
答案为A。
8．十进制数5的单精度浮点数IEEE754代码为。
A．010*********
B．110000*********00000000000000000
C．01100000101000000000000000000000
D．110000*********00000000000000000
解：
答案为A。
9．能发现两位错误并能纠正一位错的编码是。
A．CRC码B．海明码C．偶校验码D．奇校验码
解：
答案为B。
10．在大量数据传送中常用的且有效的检验法是。
A．CRC码B．海明码C．偶校验码D．奇校验码
解：
答案为A。
三、填空题
1．计数制中使用的数据个数被称为。
答：
基。
2．在用表示的机器数中，零的编码是唯一的。
答：
补码。
3．信息的数字化编码是指。
答：
是指用“0”或“1”的二进制编码，并选用一定的组合规则来表示信息。
4．一个定点数由和两部分组成。
根据小数点位置不同，定点数据有和两种表示方法。
答：
符号位，数值域，纯小数，纯整数（顺序可变）。
5．BCD码中，每一位十进制数字由位二进制数码组成，用ASCII码表示一个字符通常需要位二进制数码。
答：
4，7。
6．移码常用来表示浮点数的部分，移码和补码比较，它们除外，其他各位都。
答：
阶码，符号位，相同。
7．码距的定义是。
答：
编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。
8．8421码用二进制求和时，当和超过时，需要做修正。
答：
9，加6调整。
9．有二进制数D4D3D2D1，奇偶校验值用p表示，则奇校验为，偶校验为，奇偶校验只能检测，无法检测。
答：
P＝D4⊕D3⊕D2⊕D1，P＝D4⊕D3⊕D2⊕D1，奇数个错，偶数个错。
10．在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1时，需要对结果进行，其操作是。
答：
向右规格化，尾数右移一位，右边补一个0，阶码减1，直到尾数绝对值≥0.5。
四、计算题
1．用二进制数表示一个四位十进制的整数最少需要几位（不含符号位）。
解：
2X＝104，N＝4×1/㏒2＝14位。
2．某机器字长32位，定点表示，其中31位表示尾数，1位是符号位，问：
⑴定点原码整数表示时，最大正数是多少？
最小负数是多少？
⑵定点原码小数表示时，最大正数是多少？
最小负数是多少？
。
解：
⑴定点原码整数表示时，最大正数＝（231－1）；最小负数＝－（231－1）
⑵定点原码小数表示时，最大正数＝（1－2-31）；最小负数＝－（1－2-31）
3．写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。
（1）±1011
（2）±0．1101（3）±0
解：
①（＋1011）原＝01011（－1011）原＝11011
（＋1011）反＝01011（－1011）反＝10100
（＋1011）补＝01011（－1011）补＝10101
（＋1011）移＝11011（－1011）移＝00100
②（＋0.1101）原＝0.1101（－0.1101）原＝1.1101
（＋0.1101）反＝0.1101（－0.1101）瓜＝1.0010
（＋0.1101）补＝0.1101（－0.1101）补＝1.0011
（＋0.1101）移＝0.1101（－0.1101）移＝0.0011
③（＋0.0000）原＝00000（－00000）原＝10000
（＋0.0000）反＝00000（－00000）反＝11111
（＋0.0000）补＝00000（－00000）原＝00000
（＋0.0000）移＝10000（－00000）原＝10000
4．某机器字长16位，浮点表示时，其中含1位阶符、5位阶码、1位尾符、9位尾数，请写出它能表示的最大浮点数和最小浮点数。
解：
最大浮点数＝2+21×（1－2-9）
最小浮点数＝－2+31×（1－2-9）。
5．字符“F”的ASCII码为46H，请写出它的奇校验码和偶校验码（假定校验位加在最高位）。
解：
字符“F”的ASCII码为46H，奇校验码为10110110（B6H），偶校验码为00110110（36H）。
6．已知被校验的数据为101101，求其海明校验码。
提示：
先决定校验位的位数r=4，然后根据编码规则决定海明校验位的位置和数据位的位置，最后用偶校验法求出校验位的值。
答案应为1011100100。
解：
⑴先定校验位的位数，当r＝4时，共有16种状态，大于k＋r＋1＝11,故选用r＝4,校验位至少取4位。
⑵决定校验位的位置：
按海明码生成法规定，海明校验位第i位应放在2i-1的海明位置上。
⑶决定数据位的位置：
数据位应由低到高依次插空放在其他海明位上。
即D6D5P4D4D3P3D1P2P1。
⑷决定被校验数据位由哪几位校验位进行校验：
按海明码生成法规定，每个数据位由多个校验位进行校验，但被校验数据的海明位号要等于校验该位数据的各位校验位的海明位号之和。
⑸决定各个校验位之值：
按海明码生成法规定，用偶校验法生成校验位，校验位之值为各被校验位数据之和。
P1＝D1⊕D2⊕D4⊕D5
P2＝D1⊕D3⊕D4⊕D6
P3＝D2⊕D3⊕D4
P4＝D5⊕D6
在本例中，被校数据为101101，即D1＝1，D2＝0，D3＝1，D4＝1，D5＝0，D6＝1，故
P1＝D1⊕D2⊕D4⊕D5＝0
P2＝D1⊕D3⊕D4⊕D6＝0
P3＝D2⊕D3⊕D4＝1
P4＝D5⊕D6＝1
最后得到被校验数据101101的海明码为1011100100。
7．已知被检信息为1010，选择的生成多项式是G（X）为X3＋X＋1，求CRC校验码，并求循环余数，说明其校验原理。
解：
⑴生成多项式为K＋1位的X3＋X＋1，即G（X）＝1011。
⑵确定校验位的位数为K＝3。
⑶在有效数据位后面添3（K＝3）个0，然后用它与G（X）进行模2除法运算，所得余数即为所求的校验位。
运算过程如下：
1001
1011√1010100
1011
1000
1001
011
余数为011，所以被检数据的CRC校验码为1010011。
⑷求循环余数：
在上述余数011的基础上添0继续进行模2除法。
余数循环如下：
011→110→111→101→001→010→100→011。
除法过程略。
8．将二进制数1011010转换成8421码。
解：
先把二进制数转换成十进制数，（1011011）2＝91＝（10010001）8421。
五、简答题
1．试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法。
答：
带符号数在计算机内部的表示方法有原码、反码、补码和移码。
原码表示方法简单易懂，实现乘、除运算简单，但用它实现加、减运算比较复杂。
补码的特点是加、减法运算规则简单，正负数的处理方法一致。
反码通常只用来计算补码，由于用反码运算不方便，在计算机中没得到实际应用。
移码由于保持了数据原有的大小顺序，便于进行比较操作，常用于浮点数中的阶码，使用比较方便。
2．试述浮点数规格化的目的和方法。
答：
浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。
当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。
通过规格化，可以保证运算数据的精度。
通常，采用向左规格化（简称左规），即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完成。
3．在检错码中，奇偶校验法能否定位发生错误的信息位？
是否具有纠错功能？
答：
⑴在检错码中，奇偶校验法不能定位发生错误的信息位。
⑵奇偶校验没有纠错能力。
4．简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。
4．简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。
答：
CRC码是一种纠错能力较强的校验码。
在进行校验时，先将被检数据码的多项式用生成多项式G（X）来除，若余数为0，说明数据正确；若余数不为0，则说明被检数据有错。
只要正确选择多项式G（X），余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。
第4章存储系统
一．判断题
1．计算机的主存是由RAM和ROM两种半导体存储器组成的。
答：
正确。
2．CPU可以直接访问主存，而不能直接访问辅存。
答：
正确。
3．外（辅）存比主存的存储容量大、存取速度快。
答：
错误。
4．动态RAM和静态RAM都是易失性半导体存储器。
答：
正确。
5．Cache的功能全部由硬件实现。
答：
正确。
6．引入虚拟存储器的目的是为了加快辅存的存取速度。
答：
错误。
7．多体交叉存储器主要是为了解决扩充容量的问题。
答：
错误。
多体交叉存储器主要是为了提高存取速度，增加带宽。
8．Cache和虚拟存储器的存储管理策略都利用了程序的局部性原理。
答：
正确。
9．多级存储体系由Cache、主存和辅存构成。
答：
正确。
10．在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由编译器完成地址映射。
答：
错误（由操作系统完成）。
二．选择题
1．主（内）存用来存放。
A．程序B．数据C．微程序D．程序和数据
解：
答案为D。
2．下列存储器中，速度最慢的是。
A．半导体存储器B．光盘存储器C．磁带存储器D．硬盘存储器
解：
答案为C。
3．某一SRAM芯片，容量为16K×1位，则其地址线有。
A．14根B．16K根C．16根D．32根
解：
答案为A。
4．下列部件（设备）中，存取速度最快的是。
A．光盘存储器B．CPU的寄存器C．软盘存储器D．硬盘存储器
解：
答案为B。
5．在主存和CPU之间增加Cache的目的是。
A．扩大主存的容量
B．增加CPU中通用寄存器的数量
C．解决CPU和主存之间的速度匹配
D．代替CPU中的寄存器工作
解：
答案为C。
6．计算机的存储器采用分级存储体系的目的是。
A．便于读写数据B．减小机箱的体积
C．便于系统升级D．解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾
解：
答案为D。
7．相联存储器是按进行寻址的存储器。
A．地址指定方式B．堆栈存取方式
C．内容指定方式D．地址指定与堆栈存取方式结合
解：
答案为C。
8．某SRAM芯片，其容量为1K×8位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为。
A．23B．25C．50D．20
解：
答案为D。
9．常用的虚拟存储器由两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A．主存—辅存B．快存—主存
C．快存—辅存D．通用寄存器—主存
解：
答案为A。
10．在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一快的位置上，则这种方法称为。
A．全相联映射B．直接映射C．组相联映射D．混合映射
解：
答案为A。
三．填空题
1．对存储器的要求是、、，为解决这三者的矛盾，计算机、采用体系结构。
答：
速度快、容量大、成本低，分级存储体系。
2．CPU能直接访问和，但不能访问和。
答：
主存、CACHE、外存、I/O设备。
3．Cache的映射方式有、和三种。
其中方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。
答：
直接映象、全相联映象、组相联映象，组相联映象。
4．广泛使用的和都是半导体存储器。
前者的速度比后者快，
不如后者高。
它们的共同缺点是断电后保存信息。
答：
依次为SRAM、DRAM、随机读写、集成度、不能。
5．闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及能力，为现有的体系结构带来巨大变化，因此作为用于便携式电脑中。
答：
瞬时启动、存储器、固态盘。
6．相联存储器不按地址而是按访问的存储器，在Cache中用来存放，在虚拟存储器中用来存放。
答：
内容，行地址表，段表、页表和快表。
7．虚拟存储器指的是层次，它给用户提供了一个比实际空间大得多的。
答：
主-辅存，主存，虚拟地址。
8．磁盘的地址格式由、、、四部分组成。
答：
台号、柱面号（磁道号）、盘面号（磁头号）、扇区号。
9．温彻斯特硬盘的特点是、和。
答：
固定盘片、活动磁头和密封结构。
10．一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备，是磁盘机与主机的接口部件，用于保存信息。
答：
驱动器、控制器、盘片。
四．计算题
1．设有一个具有24位地址和8位字长的存储器，求：
（1）该存储器能存储多少字节的信息？
（2）若存储器由4M×1位的RAM芯片组成，需要多少片？
（3）需要哪种译码器实现芯片选择？
解：
⑴存储单元数为224＝16M＝16777216，故能存储16M字节的信息。
⑵由于存储容量为16MB（8位字长），每4M字节需要4片（位并联方式），故需芯片数为16/4×8＝32片。
⑶若用32片组成一个16M（8位字长），地址总线的低22位可直接连到芯片的A0-A21管脚，而地址总线的高2位（A22，A23）需要通过2：
4线译码器进行芯片选择。
存储器组成方案为位并联和地址串联相结合的方式。
2．某计算机系统的内存由Cache和主存构成，Cache的存取周期为45ns，主存的存取周期为200ns。
已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500次，其中340次访问主存，求：
（1）Cache的命中率是多少？
（2）CPU访问内存的平均访问时间是多少？
（3）Cache-主存系统的效率是多少？
解：
⑴命中率H＝（4500－340）/4500＝0.92。
⑵CPU访存的平均时间T＝0.92×45＋（1－0.92）×200＝57.4ns
⑶cache-主存系统的效率e＝45/57.4=78℅
3．下图表示使用页表的虚实地址转换条件，页表存放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，求：
页号
该页在主存中的起始地址
33
42000
25
38000
7
96000
6
60000
4
40000
15
80000
5
50000
30
70000
（1）当CPU按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地码是多少？
（2）当CPU按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地码是多少？
（3）当CPU按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地码是多少？
解：
⑴用虚拟地址为1的页号15作为页表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。
⑵同理，主存实地址码＝96000＋0128＝96128。
⑶虚拟地址
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