计算机组成与结构习题集文档格式.docx

1、7、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8、如何正确理解计算机系统的层次结构？ 、计算机系统的结构是多层次的结构。、在硬件的基础上，配置不同的软件，可以构成不同的层次。9、计算机系统具有哪些性能特点？1快速性 通用性 准确性 逻辑性10、按弗林（FLYNN）分类法，计算机系统可分为哪几类？按弗林 （FLYNN）分类法（按指令流和数据流的分类法） ，计算机系统可分为：1单指令流、单数据流（ SISD）结构2单指令流、多数据流（ SIMD）结构3多指令流、单数据流（ MISD）结构4多指令流、多数据流

2、（ MIMD）结构第二章：数字化信息的编码与数据表示1.写出十进制数 24 的 8421 码、 5211 码、 2421 码、4311码、 84-2-1 码、余 3 码、格雷码。8421码001001005211码01000111001101112421码100001001000101000100100 001010104311码00111000001101100011010184-2-1 码01100100余3码01010111格雷码此题的十进制数数值会有变化2.写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用 8 位二进制数），其 中 MSB是最高位（又是符号位）， LSB是最低位，如果是小数

3、，小数点在 MSB之 后；如果是整数，小数点在 LSB之后。 -35/64 23/128 -127 用小数表示 -1 用整数表示 -1二进 制数原码反码补码移码-35/6-0.101不存4001101000101110在100123/120.001801110010111-127-1111111111110000000小数表-1.001.000示-10000整数表-00000011机器数为 8 位，其中 1 位符号位，数值部分为 7 位2移码只用来表示浮点数的阶码，所以只有整数形式的移码，不存在小数 形式的移码。3定点小数 -1 只存在补码形式3、某机字长 32 位，其中 1 位符号位， 31

4、 位表示尾数。若用定点小数表示， 则最大正小数为 _B_。A + （1 2 -32） B + （1 2 -31） C 2 -32 D 2 -314、8 位定点字长的字，采用二进制补码表示时，一个字所能表示的整数范 围是 _A_。A . 128 +127 B. 127 +127C. 129 +128 D. -128 +1285、用 64 位字长（其中无符号位）表示定点整数时，所能表示的数值范围 是 _A_ 。A 0 ， 264 1 B 0 ， 263 1 C 0 ， 262 1 D 0 ， 263 6、设机器字长 32位，定点表示，尾数 31位，数符 1 位，问： （1） 定点原码整数表示时，最

5、大正数是多少？最小负数是多 少？31 31最大正数是 2 -1 最小负数是 -（ 2 -1 ）（ 2） 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？-31 -31最大正数是 1 - 2 -31 最小负数是 -（1 - 2 -31）7、定点 16 位字长的字（其中 1 位符号位），采用二进制补码形式表示 时, 一个字所能表示的整数范围是 _A_。A -2 15 + （215 -1 ） B - （215 1） +（215 1）8、用 32 位字长（其中 1 位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范 围是 _以下都不对 _。A 0 ，1 2-32 B 0 ，1 2-31 C 0 ，1 2

6、-30 D 0 ，1编码形式不同，所能表示的数值范围不同。若采用补码形式，所能表示的数值范围是 -1 ，1-2 -31 若采用原码、反码形式，所能表示的数值范围是 - （1-2-31），1-2-31 9、已知 X为整数，且 X 补 = 10011011 ，则 X的十进制数值是 _B A +155 B 101 C 155 D +1013位，用补码表示；尾数-0110、将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码 位，用补码表示。127/64 -27/64127/64 = 0.01101100B = 0.1101100B*227/64 浮 = 01101100 1112-27/64 = -0.01101

7、100B = -0.1101100B*2-27/64 浮 = 10010100 11111、若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是 _C_A 阶符与数符相同为规格化数B 阶符与数符相异为规格化数C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数12、“8421 码就是十进制数”的说法对吗？为什么？不对，“ 8421码”是一种 4位基 2码，常常用来表示 1位十进制数。二进 制数是任意位基 2 码。13、设有效信息为 10101101 ，其偶校验的值为什么？ 其偶校验的值为 1此题的有效信息数值会有变化14、设有效信息为 1010110

8、1 ，若要求海明码不仅具有一位纠错能力，还要能发现两位错，请设计其海明码（设每个校验组均采用偶校验）1根据对海明码的要求 r 取 52海明码编排 P5 D8 D7 D6 D5 P4 D4 D3 D2 P3 D1 P2 P10 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 编码 P1 = D1D2D4D5D7 = 1010 0 = 0P2 = D1D3D4D6D7 = 1111 0 = 0P3 = D2D3D4D8 = 011 1 = 1P4 = D5D6D7 D8 = 0 1 0 1 = 0P5 = D1D2D3D5D6D8 = 1010 11 = 0 海明码为： 0101001101100

9、 此题的有效信息数值会有变化15、设有效信息为 10101101 ，选择生成多项式为 1011 ，求其 CRC码CRC 码为： 10101101 000 此题的有效信息数值会有变化第三章：运算方法与运算部件1.已知 x 和 y，用变形补码计算 x+y 和 x-y ，并对结果进行讨论 x = 0.1101 y= - 0.11102x = - 0.1011 y= 0.11113x = -0.1110 y = -0.1100 X 补 =001101 Y 补=110010X 补+Y 补=001101+110010=111111 无溢出 X+Y 补 =111111 X+Y=-0.0001X 补+-Y 补

10、=001101+001110=011011 溢出2X 补 =110101 Y 补=001111X 补+Y 补=110101+001111=000100 无溢出 X+Y 补 =000100 X+Y=0.0100X 补+-Y 补=110101+110001=100110 溢出3X 补 =110010 Y 补=110100X 补+Y 补=110010+110100=100110溢出X 补+-Y 补=110010+001100=111110 无溢出 X-Y 补 =111110 X-Y=-0.0010 此题 x y 的数值会有变化2、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过 _D_来实现。 A 原码运算的

11、二进制减法器B 补码运算的二进制减法器C 原码运算的十进制加法器D 补码运算的二进制加法器3、已知 x=0.1011 ， y=-0.0100 ，用下列各法求 x*y。 原码一位乘法 原码两位乘法3补码一位乘法（校正法）（一位判定法）4补码一位乘法（ Booth 法）（两位判定法）5补码两位乘法 此题 x y 的数值会有变化，算法可以任选一种，应注意算法的过程。4、已知 x=0.1011 ， y= - 0.1100 ，用下列各法求 x/y 。 原码一位除法（恢复余数法） 原码一位除法（不恢复余数法）3补码一位除法 此题 x y 的数值会有变化，算法可以任选一种，应注意算法的过程。5、已知浮点数

12、x=0.1011*2 10，y= - 0.1100*2 11，尾数 6位（含 1 位符号位） 用补码，阶码 4 位（含 2 位符号位）用移码，求 x+y、 x-y 、x*y 、x/y 。此题 x y 的数值会有变化，算法可以任选一种，应注意算法的过程。第四章：指令系统1、什么是指令？什么是指令系统？ 指令：指计算机的硬件能够直接识别的命令 指令系统：计算机系统中全部指令的集合2、指令字中有哪些字段，各有何作用？指令字中包含两个字段：操作码和地址码操作码：用来指明操作的功能地址码： 用来确定操作的对象在哪里、 操作的结果存放在哪里、 下一条指令 在哪里3、假设某计算机指令字长为 32 位，具有二

13、地址、一地址、零地址 3 种指 令格式，每个操作数地址规定为 8 位。若操作码字段规定为 8位，现已设计出 K 条二地址指令， L 条一地址指令，问最多还能设计出多少条零地址指令？28-K-L此题的关键是“操作码字段规定为 8 位”，指令总数为 284、假设某计算机指令字长为 20 位，具有二地址、一地址、零地址 3 种指 令格式，每个操作数地址规定为 6 位。当双操作数指令条数为最大值，单操作 数指令条数也为最大值时， 该计算机系统最多可有多少条指令？其中， 3 种指令 各有多少条？双操作数指令 2 8-1单操作数指令 2 6-1零操作数指令 2 6最多可有指令 （2 8-1）+（2 6-1

14、）+2 6 此题的关键是“指令条数为最大值”，需要进行操作码的扩展。5、根据操作数所在位置， 指出其寻址方式： 操作数在寄存器中， 为 寻址方式；操作数地址在寄存器中，为 寻址方式；操作数在指 令中，为 寻址方式；操作数地址 （主存）在指令中，为 寻址方式。操作数的地址，为某一寄存器中的内容与位移量之和则可以是，寻址方式。寄存器寄存器间接立即 直接基址变址相当 可互换6、若基址寄存器的内容为 3000H，变址寄存器的内容为 02B0H，指令中的地 址码为 1FH，当前正在执行的指令地址为 3A00H，问：基址寻址方式的访存有效 地址为多少？变址寻址方式的访存有效地址为多少？相对寻址方式的访存有

15、效 地址为多少？3000H + 1FH = 301FH02B0H + 1FH = 02CFH3A00H + 1FH = 3A1FH基址寻址方式的访存有效地址为 变址寻址方式的访存有效地址为 相对寻址方式的访存有效地址为7、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于 _C_。A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量）D 程序记数器内容加上形式地址（位移量）8、寄存器间接寻址方式中，操作数处在 _B_。A.通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈9、程序控制类指令的功能是 _D_。A 进行算术运算和逻辑运算B

16、进行主存与 CPU之间的数据传送C 进行 CPU和 I / O 设备之间的数据传送D 改变程序执行顺序10、指令系统采用不同寻址方式的目的是 _B_。A 实现存贮程序和程序控制；B 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性；C 可直接访问外存；D 提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度；第五章：中央处理器 CPU1、在 CPU中，指令寄存器的作用是 _ ，程序计数器的作用是 _ 程序状态字寄存器 PSW的作用是 _ _ ，地址寄存器的作用是 _ _ 。 存放当前执行的指令 存放要执行的指令的地址 存放程序执行的某些状态标志 存放主存操作数的地址2、微指令分为水平型微指令和 。 _ 可同时执

17、行若干个微操作，所以执行指令的速度比 快。在实现微程序时，取下一条微指令和执行本条微指令一般是 _ 进行的，而微程序之间是 执行的。 实现机器指令的微程序一般是存放在 中的，而用 户可写的控制存储器则由 组成。 垂直型微指令 水平型微指令 垂直型微指令 并行（同步、同时） 顺序（串行） 只读存储器（ ROM） 可读写存储器（ RAM）3、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现 D_。A 堆栈寻址；B 程序的条件转移；C 程序的无条件转移；D 程序的条件转移或无条件转移 ；4、以下叙述中正确描述的句子是： _A D_。A 同一个 CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性

18、微操作B 同一个 CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作C 同一个 CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作D 同一个 CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作由于5、CPU从_取出一条指令并执行这条指令的时间和称为 各种指令的操作功能不同，各种指令的指令周期是 _ _。. 主存 . 指令周期 . 不一定相同的6、指令周期是指 _C_。A CPU 从主存取出一条指令的时间 ；B CPU 执行一条指令的时间 ；C CPU 从主存取出一条指令加上 CPU执行这条指令的时间 D 时钟周期时间 ；7、在 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是 _B A 主存地址寄存器 B 程

19、序计数器 C 指令寄存器 D 状态条件寄存器8、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是 _B_。A. 每一条机器指令由一条微指令来执行B.每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行C.每一条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9、某机采用微程序控制器设计，已知每一条机器指令的执行过程均可分解 成 8 条微指令组成的微程序（其中取指微指令是相同的），该机指令系统采用 位定长操作码格式，问控制存储器至少应容纳多少条微指令？62 *7 + 1 = 449控制存储器至少应容纳 449 条微指令 注意：取指微指令是相同的，设置为公共的10、某机采用微程序控制方

20、式，共有 30 个微命令，分成 4 个互斥类（每类 中的各个微命令是互斥的）各包含 5 个、8 个、14 个和 3 个微命令，采用水平型编码格式的微指令格式，请设计出微指令的具体格式。控制字段下址XXXXXXXXX字段5 个 8 个 14 个 3 个 微命令 微命令 微命令 微命令注意：每一组所需要的编码数应该是 微命令数 +1 （1 个用来表示什么微 命令都不发的编码）11、某计算机有 8 条微指令 I1-I8 ，每条微指令所包含的微命令信号如下： I1 ： a b c d eI2 ： a d f gI3 ： b hI4 ： cI5 ： c e g iI6 ：a h jI7 ： c d hI

21、8 ：a b h其中， aj 为 10 种不同性质的微命令。假设微指令的控制字段为 8 位，请 设计微指令的控制字段格式。此题的重点是要找出互斥的微命令，采用编码来表示互斥的微命令 互斥的微命令有： a i b f i j b g j c f j d i j e f h e f j f h i h i由于每一组只能节省 1 位，所以应选择 2 组互斥的微命令用编码来表示， 这 2 组互斥的微命令应该没有共同的元素。可选择的互斥组对为： b i j - e f h b g j - e f hd i j - e f h b g j - f h i选择其中的 1 对互斥组用编码来表示，其余的微命令采

22、用直接控制方式。 微指令的控制字段格式为：X00 无 00 无 0 无0 无 0 无 0 无01 b 01 e 1 a10 i 10 f11 j 11 h12、同步控制是 _C_。A 只适用于 CPU控制的方式B 只适用于外围设备控制的方式C 由统一时序信号控制的方式D 所有指令执行时间都相同的方式13、 某机采用两级流水线组织，第一级为取指，译码，需要 200ns 完成操 作，第二级为执行周期，大部分指令需要 180ns 完成操作，但有两条指令需要 360ns 才能完成操作，在程序运行时，这类指令所占比例为 5%-10%。由此，机 器周期（即一级流水线时间）应选为 A 。两条执行周期长的指令

23、采用 B 的方法解决。A 200nsB 延长机器周期 或 另行处理14、 CPU响应中断时需要保护断点和现场，这里的断点指的是 _A_，现 场指的是 _B_、_C_和 D_ 中的内容，它们通常被保存到 _E_ 。A 当前的程序计数器 PC 中的内容 B 程序状态字C 中断屏蔽寄存器 D CPU 中某些寄存器 E 堆栈15、堆栈结构往往用于中断处理中保护现场， 它的存取方式是 。先入后出16、中断处理过程中保存现场的工作是 _A_ 。保存现场中最基本的工 作是保存断点和当前状况，其它工作是保存当前寄存器的内容等。后者与具体 的中断处理有关，常在_B_ 用_C_ 实现，前者常在_D_ 用_E_ 完

24、 成。A 必需的 B 中断服务程序中 C 进栈指令D 响应中断时 E 硬件17、中断禁止与中断屏蔽有何区别？ 中断禁止相对于所有的中断源起作用，中断屏蔽相对于具体的中断源起作 用18、中断向量地址是： _A_。A 子程序入口地址 B 中断服务例行程序入口地址C 中断服务例行程序入口地址的指示器 D 中断返回地址19、为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用 _B_。A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存20、提高指令的执行速度的基本途径有哪些？ 提高指令的执行速度是计算机系统结构设计的基本任务之一。有以下三种 途径： 提高处理机的工作主频。 采用 RISC 技术以减少指令执

25、行的平均周期数。 采用指令级并行技术， 使多条指令并行执行。这是目前和将来提高指令 执行速度的主要途径。21、实现指令级并行技术的基本方法有哪些？ 实现指令级并行技术的基本方法有三种： 采用流水线技术。 在一个处理机中设置多个独立的功能部件。 采用超长指令字技术22、由于主存的速度比 CPU慢，不能及时提供 CPU所需要的指令和数据，现 代计算机采取了哪些基本对策？预取与缓冲技术、 Cache 技术、多体交叉存取技术23、关于“数据相关”，现代计算机有哪些基本对策？24、指令的解释方式有哪几种？ 指令的解释方式一般分为顺序、重叠和流水三种。25、请解释流水线的主要技术指标：吞吐率、加速比和效率

26、。吞吐率 : 指单位时间内能处理的指令条数或能输出的结果量。加速比 : 指采用流水线方式后的工作速度与等效的顺序串行方式的工作速 度之比。效率 : 指流水线中的各功能段的利用率。26、请解释：多功能流水线和单功能流水线、静态流水线和动态流水线、线 性流水线和非线性流水线。多功能流水线 : 通过各站间的不同联结方式可以同时或不同时地实现多种功能的流水线单功能流水线 : 只能实现一种固定的专门功能的流水线。静态流水线 : 在同一时间内只能按一种运算的联结方式工作。动态流水线 : 在同一时间内允许按多种不同运算的联结方式工作。线性流水线 : 从输入到输出， 每个功能段只允许经过一次， 不存在反馈回路 非线