计算机组成与体系结构复习题.docx

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计算机组成与体系结构复习题

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

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

（1），1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为

（2）。

（1）A．EDVACB．EDSACC．ENIACD．UNIVAC-Ⅰ

（2）A．EDVACB．EDSACC．ENIACD．UNIVAC-Ⅰ

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

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

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

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

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

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

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

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

冯．诺依曼结构计算机的基本特点是。

7．总线一般可分为三类，它们分别是，和。

8．计算机软件一般可分为，和。

9．邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。

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。

2．CPU中有若干寄存器，其中存放存储器中数据和指令地址的寄存器是，暂存数据和指令的寄存器是，存放CPU将要执行的下一条指令地址的寄存器是。

A．地址寄存器B．程序计数器

C．数据寄存器D．指令寄存器

解：

答案依次为A，C，B。

3．状态寄存器中的各个状态标志位是依据来置位的。

A．算术逻辑部件上次的运算结果B．CPU将要执行的指令

C．CPU已执行的指令D．累加器中的数据

解：

答案为A。

6．为协调计算机各部件的工作，需要来提供统一的时钟。

A．总线缓冲器B．时钟发生器

C．总线控制器D．操作命令发生器

解：

答案为B。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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℅

7．某磁盘组有4个盘片，5个记录面，每个记录面的内磁道直径为22cm，外磁道直接为33cm，最大位密度为1600b/cm，道密度为80道/cm，转速7200转速/分。

⑴磁盘的总存储容量（非格式化）？

⑵最大数据传输率是多少？

解：

⑴总容量＝每面容量×记录面数

每面容量＝某一磁道容量×磁道数

某磁道容量＝磁道长×本道位密度

所以，最内圈磁道的容量＝1600×22×3.14＝110528字节/道

磁道数＝存储器域长×道密度＝（33—22）/2×80＝253616000字节

⑵最大数据传输率＝转速×某磁道容量＝7200/60×110528＝13263360字节/秒

8．假设某计算机的cache采用直接映象，容量为4096。

若CPU依次从主存单元0，1，…，99和4096，4097，…，4195交替取指令，循环执行10次，试求此时的命中率？

解：

此时CPU的命中率为0。

一．判断题

1．一个指令周期由若干个机器周期组成。

解：

答案为正确。

2．非访内指令不需从内存中取操作数，也不需将目的操作数存放到内存，因此这类指令的执行不需地址寄存器参与。

解：

答案为错误。

3．组合逻辑控制器比微程序控制器的速度快。

解：

答案为正确。

4．流水线中的相关问题是指在一段程序的相邻指令之间存在某种信赖关系，这种关系影响指令的执行。

解：

答案为正确。

5．微程序控制控制方式与硬布线控制方式相比，最大的优点是提高了指令的执行速度。

解：

答案为正确。

6．微程序控制器中的控制存储器可用PROM、EPROM或闪存实现。

解：

答案为正确。

7．指令周期是指人CPU从主存取出一条指令开始到执行这条指令完成所需的时间。

解：

答案为正确。

8．控制存储器是用来存放微程序的存储器，它比主存储器速度快。

解：

答案为正确。

9．机器的主频最快，机器的速度就最快。

解：

答案为正确。

10．80X86的数据传送指令MOV，不能实现两个内存操作数的传送。

解：

答案为正确。

二．选择题

1．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是。

A.实现程序控制和快速查找存储器地址

B.可以直接访问主存和外存

C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性

D.降低指令译码难度

解：

答案为C。

2．CPU组成中不包括。

A．指令寄存器B．地址寄存器

C．指令译码器D．地址译码器

解：

答案为D。

3．程序计数器PC在中。

A．运算器B．控制器

C．存储器D．I/O接口

解：

答案为B。

4．计算机主频的周期是指。

A．指令周期B．时钟周期

C．CPU周期D．存取周期

解：

答案为B。

5．CPU内通用寄存器的位数取决于。

A．存储器容量B．机器字长

C．指令的长度D．CPU的管脚数

解：

答案为B。

6．以硬布线方式构成的控制器也叫。

A．组合逻辑型控制器B．微程序控制器

C．存储逻辑型控制器D．运算器

解：

答案为A。

7．一个节拍脉冲持续的时间长短是。

A．指令周期B．机器周期

C．时钟周期D．以上都不是

解：

答案为C。

8．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入。

A．累加器B．地址寄存器

C．PCD．存储器

解：

答案为C。

9．状态寄存器用来存放。

A．算术运算结果B．逻辑运算结果

C．运算类型D．算术、逻辑运算及测试指令的结果状态

解：

答案为D。

10．微程序放在中。

A．指令寄存器B．RAM

C．控制存储器D．内存

解：

答案为C。

11．某寄存器中的值有时是地址，这只有计算机的才能识别它。

A．译码器B．判断程序

C．指令D．时序信号

解：

答案为C。

12．微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是________。

A.每一条机器指令由一条微指令执行

B.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行

C.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

D.一条微指令由若干条机器指令组成

解：

答案为C。

14．微指令格式分成水平型和垂直型，前者的位数，用它编写的微程序。

A．较少B．较多

C．较长D．较短

解：

答案为B、D。

16．与微指令的执行周期对应的是。

A．指令周期B．机器周期

C．节拍周期D．时钟周期

解：

答案为B。

三．填空题

1．目前的CPU包括，和CACHE（一级）。

答：

运算器，控制器。

2．CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器为，保存下一条指令地址的寄存器为。

答：

指令寄存器IR，程序计数器PC。

3．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫，它常用若干个来表示，而后者又包含若干个。

答：

指令周期，机器周期，时钟周期。

4．在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于、分析指令和的循环之中。

答：

取指令，执行指令。

5．控制器发出的控制信号是因素和因素的函数，前者是指出操作在什么条件下进行，后者是指操作在什么时刻进行。

答：

空间，时间。

6．微程序入口地址是根据指令的产生的。

答：

译码器，操作码。

7．微程序控制器的核心部件是，它一般用构成。

答：

控制存储器，只读存储器。

8．微指令执行时，产生后继微地址的方法主要有、等。

答：

计数器方式，断定方式。

9．任何指令的第一个周期一定是。

答：

取指令。

10．一条机器指令的执行可与一段微指令构成的相对应，微指令可由一系列组成。

答：

微程序，微命令。

11．微程序设计技术是利用方法设计的一门技术。

答：

软件，控制器。

12．在同一微周期中的微命令叫互斥的微命令；在同一微周期中