计算机组成原理(重点例题)
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计算机组成原理试题及答案一、选择题。
1. 下列哪个是计算机组成原理的基本概念?A. 数据结构。
B. 操作系统。
C. 计算机体系结构。
D. 算法。
答案,C。
2. 计算机组成原理的核心是什么?A. 中央处理器。
B. 内存。
C. 输入输出设备。
D. 总线。
答案,A。
3. 下列哪个不是计算机组成原理中的主要部件?A. 控制单元。
B. 运算器。
C. 存储器。
D. 输入设备。
答案,D。
4. 计算机组成原理中,数据和指令在内存中是以什么形式存储的?B. 十进制。
C. 八进制。
D. 十六进制。
答案,A。
5. 计算机组成原理中,控制单元的主要功能是什么?A. 控制数据传输。
B. 进行运算。
C. 存储数据。
D. 输入输出。
答案,A。
1. 计算机组成原理中,CPU的作用是进行数据处理和______。
答案,控制。
2. 内存是计算机中的______存储器。
答案,临时。
3. 计算机组成原理中,总线是连接各个部件的______。
答案,通信线路。
4. 控制单元的主要功能是______。
答案,控制数据传输和处理。
5. 计算机组成原理中,运算器负责进行______运算。
答案,算术和逻辑。
1. 简述计算机组成原理中的冯·诺依曼结构。
答,冯·诺依曼结构是一种计算机体系结构,主要包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部分。
其中存储器用于存储数据和指令,运算器用于进行算术和逻辑运算,控制器用于控制数据传输和处理,输入设备用于接收数据输入,输出设备用于显示处理结果。
2. 什么是指令周期?它与时钟周期有什么关系?答,指令周期是指计算机执行一条指令所需的时间,它包括取指令周期、执行周期和访存周期。
时钟周期是CPU中时钟脉冲的时间间隔,它决定了CPU的工作速度。
指令周期与时钟周期的关系在于,时钟周期是指令周期的基本单位,指令周期是由若干个时钟周期组成的。
四、综合题。
1. 简述计算机组成原理中的存储器层次结构。
答,计算机存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和外存等多个层次。
计算机组成原理试题一一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号写在题干前面的括号。
)1.若十进制数据为137.5则其八进制数为(B )。
A、89.8B、211.4C、211.5D、1011111.1012.若x补=0.1101010,则x原=(A )。
A、1.0010101B、1.0010110C、0.0010110D、0.11010103.若采用双符号位,则发生正溢的特征是:双符号位为(B)。
A、00B、01C、10D、114.原码乘法是(A )。
A、先取操作数绝对值相乘,符号位单独处理B、用原码表示操作数,然后直接相乘C、被乘数用原码表示,乘数取绝对值,然后相乘D、乘数用原码表示,被乘数取绝对值,然后相乘5.为了缩短指令中某个地址段的位数,有效的方法是采取(C)。
A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址6.下列数中,最小的数是(A)。
A.(101001)2B.(52)8C.(2B)16D.457.下列数中,最大的数是(D)。
A.(101001)2B.(52)8C.(2B)16D.458.下列数中,最小的数是(D)。
A.(111111)2B.(72)8C.(2F)16D.509.已知:X=-0.0011,Y= -0.0101。
(X+Y)补= ( A)。
A.1.1100B.1.1010C.1.0101D.1.100010.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是(C )。
A.17 B.19C.27D.3611.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址围是(C )。
A.64K B.32KB C.32K D.16KB12.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是(C )。
A.21B.17C.19D.2012.计算机存储器可以采用(A)。
A.RAM和ROMB.只有ROMC.只有RAMD.RAM和SAM13.单地址指令中为了完成两个数的算术操作,除地址码指明的一个操作数外,另一个数常需采用( C) 。
3.16. 在异步串行传送系统中,字符格式为:1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。
若要求每秒传送120个字符,试求传送的波特率和比特率。
解:一帧包含:1+8+1+2=12位故波特率为:(1+8+1+2)*120=1440bps比特率为:8*120=960bps4。
7. 一个容量为16K ×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?1K ×4位,2K ×8位,4K ×4位,16K ×1位,4K ×8位,8K ×8位解:地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根;选择不同的芯片时,各需要的片数为:1K ×4:(16K ×32) / (1K ×4) = 16×8 = 128片2K ×8:(16K ×32) / (2K ×8) = 8×4 = 32片4K ×4:(16K ×32) / (4K ×4) = 4×8 = 32片16K ×1:(16K ×32)/ (16K ×1) = 1×32 = 32片4K ×8:(16K ×32)/ (4K ×8) = 4×4 = 16片8K ×8:(16K ×32) / (8K ×8) = 2×4 = 8片4.11. 一个8K ×8位的动态RAM 芯片,其内部结构排列成256×256形式,存取周期为0.1μs 。
试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?解:采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms ,其中刷新死时间为:256×0。
1μs=25.6μs采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0。
第一次作业题目
一、问答题:
1、冯﹒诺依曼型计算机系统的主要设计思想是什么?它包括哪些组成部
分?各个组成部分的作用是什么?
2、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?
3、如何理解软硬件之间的等价性?
4、4种机器码的主要区别?
5、为什么定点数采用补码进行加减法运算存在溢出现象?如何判断它的运
算结果是否溢出?
二、计算题:
1、若某浮点数采用IEEE754编码标准的存储格式是(BF400000)16 ,则其
代表的十进制真值为多少?
2、将数(18.6875)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式?
3、计算机存储程序概念的特点之一,是把数据和指令都化为二进制信息看
待,今有一计算机字长32位。
对于二进位1000 1111 1110 1111 1100 0000 0000 0000,
(1)表示一个补码整数,其十进制值是多少?
(2)表示一个无符号整数,其十进制值是多少?
(3)表示一个IEEE754标准的单精度浮点数,其值是多少?
4、对于数字56和-79分别用8位二进制表示其四种机器码,即原码,反码,
补码和移码?。
计算机组成原理习题含参考答案一、单选题(共90题,每题1分,共90分)1、在下列寻址中,()寻址方式需要先运算再访问主存。
A、间接B、直接C、变址D、立即正确答案:C2、在链式查询方式下,若有N个设备,则()oA、只需一条总线请求线B、需要N条总线请求线C、视情况而定,可能一条,也可能N条总线请求线D、以上说法都不对正确答案:A3、以下有关I/O端口的叙述中,错误的是()oA、I/O接口中有命令端口、状态端口、数据端口B、I/O接口中命令端口和状态端口不能共用同一个C、I/O接口中程序可访问的寄存器被称为I/O端口D、I/O端口可以和主存统一编号,也可以单独编号正确答案:B4、用移码表示浮点数的阶码,其好处是()。
A、便于求阶差B、便于用比较电路比较阶的大小C、提高运算精度D、便于判别溢出正确答案:B5、在取指操作结束后,程序计数器中存放的是()。
A、程序中指令的数量B、当前指令的地址C、已经执行指令的计数值D、下一条指令的地址正确答案:D6、微指令格式分为水平型和垂直型,水平型微指令的位数(),用它编写的微程序()。
A、较短,较少B、较长,较短C、较多,较长D、较少,较短正确答案:B7、用二地址指令来完成算术运算时,其结果一般存放在()。
A、其中一个地址码提供的地址中B、栈顶C、累加器(ACC)中D、以上都不对正确答案:A8、为了缩短指令中某个地址段(或地址码)的位数,有效的方法是采取()。
A、变址寻址B、间接寻址C、立即寻址D、寄存器寻址正确答案:D9、从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是()oA、编程要用到的硬件组织B、计算机硬件的全部组织C、计算机软件所要完成的功能D、计算机各部件的硬件实现正确答案:A10、用于笔记本电脑的大容量存储器是()oA、U盘B、软磁盘C、固态盘D、磁带正确答案:C11、D/A转换是()。
A、把数字量转换为模拟量,把转化结果输出计算机B、把计算机输出的模拟量转化为数字量C、把模拟量转化为数字量,把数字量输入到计算机D、把计算机输出的模拟量转为数字量正确答案:A12、程序P在机器M上的执行时间是20秒,编译优化后,P执行的指令数减少到原来的70%,而CP1增加到原来的1.2倍,则P在M上的执行时间是()oA、16.8秒B、8.4秒C、117秒D、14秒正确答案:A13、以下说法错误的是()oA、计算机的机器字长是指数据存储与运算的基本单位B、寄存器由触发器构成C、计算机中一个字的长度都是32位D、磁盘可以永久性存放数据和程序正确答案:C14、主设备通常指()oA、掌握总线权的设备B、发送信息的设备C、主要的设备D、接收信息的设备正确答案:A15、字长12位,用定点补码规格化小数表示时,所能表示的正数范围是()OA、1/2-(1-2-11)B、(1/2+2-11)-(1-2-11)C、2-11-(1-2-11)D、2-12-(1-2-12)正确答案:A16、ASCI1码是对()进行编码的一种方案。
计算机组成原理总结第一章计算机系统概论(一)计算机发展历程第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)诞生于1946年的美国宾夕法尼亚大学。
ENIAC用了18000电子管、1500继电器、重30吨、占地170m3、耗电140kw、每秒计算5000次加法。
冯•诺依曼(VanNeumann)首次提出存储程序的概念,将数据和程序一起放在存储器中,使得编程更加方便。
50多年来,虽然对冯•诺依曼机进行了很多改革,但结构变化不大,仍然称为冯•诺依曼机。
冯·诺依曼计算机的技术特点由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分构成计算机硬件系统概念结构;采用二进制代码表示数据和指令;采用存储程序控制方式(指令驱动)一般把计算机的发展分为5个阶段:第一代(1946-50‘s后期):电子管计算机时代;第二代(50‘s中期-60’s后期):晶体管计算机时代;第三代(60‘s中期-70’s前期):集成电路计算机时代;第四代(70‘s初-):大规模集成电路计算机时代。
第五代(1991—):巨大规模集成电路计算机。
(二)计算机系统层次结构1. 计算机硬件的基本组成计算机硬件主要指计算机的实体部分,通常有运算器、控制器、存储器、输入和输出五部分。
CPU是指将运算器和控制器集成到一个电路芯片中。
存储器主要功能:保存原始数据和解题步骤。
运算器主要功能:进行算术、逻辑运算。
控制器主要功能:从内存中取出解题步骤(程序)分析,执行操作。
输入设备主要功能:把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。
输出设备主要功能:把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。
2.计算机软件的分类计算机软件按照面向对象的不同可分两类:系统软件:用于管理整个计算机系统,合理分配系统资源,确保计算机正常高效地运行,这类软件面向系统。
第一章计算机系统概论例1,冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是什么?解:冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是:按地址访问并顺序执行指令。
冯·诺依曼机工作原理为:例2,Cache是一种A. ______存储器,是为了解决CPU和主存之间B. ______不匹配而采用的一项重要硬件技术。
现发展为多级cache体系,C. ______分设体系。
解:A. 高速缓冲B. 速度C. 指令cache与数据cache例3,完整的计算机应包括那些部分?解:完整的计算机应包括配套的硬件设备和软件系统。
例4,计算机系统的层次结构是怎样的?解:计算机系统的层次结构如图:第二章 运算方法和运算器例 1.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,最大正数是多少?最大负数是多少? (2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?最大负数是多少? 解:(1最大正数:数值 = (231 – 1)10最大负数: 数值 = -(231 – 1)10 (2)定点原码小数表示: 最大正数值 = (1 – 231 )10最大负数值 = -(1–231 )10例2.已知 x = - 0.01111 ,y = +0.11001, 求 [ x ]补 ,[ -x ]补 ,[ y ]补 ,[ -y ]补,x + y = ? ,x – y = ?解:[ x ]原 = 1.01111 [ x ]补 = 1.10001 所以 :[ -x ]补 = 0.01111[ y ]原 = 0.11001 [ y ]补 = 0.11001 所以 :[ -y ]补 = 1.00111 [ x ]补 11.10001 [ x ]补 11.10001 + [ y ]补 00.11001 + [ -y ]补 11.00111 [ x + y ]补 00.01010 [ x - y ]补 10.11000所以: x + y = +0.01010 因为符号位相异,结果发生溢出例3.设有两个浮点数 N 1 = 2j1 × S 1 , N 2 = 2j2 × S 2 ,其中阶码2位,阶符1位,尾数四位,数符一位。
计算机组成原理复习题一.单项选择题1.计算机中的主机包含( A )。
A.运算器、控制器、存储器B.运算器、控制器、外存储器C.控制器、内存储器、外存储器D.运算器、内存储器、外存储器2.二进制数,相应的十进制数是(B)(128+16+2=146)3.要使8位寄存器A中高4位变0,低4位不变,可使用(A)。
逻辑乘A. A∧0FH→ A∨0FH→A C. A∧F0H→ A D. A∨F0H→A4.在计算机内部用于汉字存储处理的代码是(B)A.汉字输入码B.汉字内码C.汉字字型码D.汉字交换码5.转移指令执行时,只要将转移地址送入( C.程序计数器 )中即可A.地址寄存器B.指令寄存器C.程序计数器D.变址寄存器6.设机器中存有代码B,若视为移码,它所代表的十进制数为()。
D-1137.将十进制数转换成浮点数规格化(用补码表示),其中阶符、阶码共4位,数符、尾数共8位,其结果为(,)A.0011,,10011011 C.0011,1110 ,11001018.(2000)10化成十六进制数是( B.(7D0)16)。
A.(7CD)16 B.(7D0)16 C.(7E0)16 D.(7FO)169. 下列数中最大的数是(()2=153 )。
A.()2 B.(227)8 C。
(98)16 D.(152)1010. ( D. 移码)表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码11. 在小型或微型计算机里,普遍采用的字符编码是( D. ASCⅡ码)。
A. BCD码B. 16进制C. 格雷码D. ASCⅡ码12. 下列有关运算器的描述中,(D. 既做算术运算,又做逻辑运算)是正确的。
A.只做算术运算,不做逻辑运算B. 只做加法C.能暂时存放运算结果D. 既做算术运算,又做逻辑运算13.控制存储器存放的是(C.微程序 )。
A.微程序和数据B.机器指令和数据C.微程序D.机器指令14. 在指令的地址字段中,直接指出操作数本身的寻址方式,称为( B. 立即寻址 )。
例3.1 假设总线的时钟频率为100MHZ ,总线的传输周期为4个时钟周期,总线的宽度为32位,试求总线的数据传输率。
若想提高一倍数据传输率,可采取哪些措施? 解:根据总线时钟频率为100MHZ ,得 1个时钟周期为1/100MHZ=0.01us 总线传输周期为0.04us总线的宽度为32位=4B故总线的数据传输率为:4B/0.04us=100MBps措施:可以提高时钟频率。
可以增加数据线的宽度。
例3.2 在异步串行传输系统中,假设每秒传输120个数据帧,其字符格式规定包括1个起始位,7个数据位,1个奇校验位,1个终止位,试计算波特率? 解:按题目意思,一帧包含 1+7+1+1=10位故波特率为:10*120bps=1200bps=1200波特例3.2 画图说明用异步串行传输方式发送8位十六进制数据95H 。
要求字符格式为:1位起始位,8位数据位,1位偶校验位,1位终止位? 解:95H = 1001 0101B例3.2 在异步串行传输系统中,若字符格式规定包括1个起始位,8个数据位,1个奇校验位,1个终止位,假设波特率为1200bps ,求这时的比特率?解:按题目意思,传输一个字符,一共需要传输11位 数据,即有效率为8/11 故比特率为:1200 * 8/11 = 872.72bps例:假设CPU 执行某段程序时,共访问Cache 命中2000次,访问主存50次。
已知Cache 的存取周期为50ns ,主存的存取周期为200ns 。
求Cache-主存系统的命中率、效率和平均访问时间。
解:(1)Cache 的命中率为: 2000/(2000+50)=0.97 (2)平均访问时间:50*0.97+200*(1-0.97) = 54.5ns (3)访问效率: 50/54.5 = 91.7%设MAR 有32位,MDR 有8位,则存储单元的个数是多少,单个存储单元的容量是多少,总存储容量是多少? 个数 232=4G起始化D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7校验位 停止位0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1单个存储单元容量:1BYTE=8bit总存储容量4GB设主存储器容量为64K*32位,并且指令字长、存储字长、机器字长三者相等。
第四章1.一个容量为 16K× 32 位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?1K×4 位, 2K× 8 位, 4K ×4 位, 16K×1 位, 4K ×8 位, 8K×8 位地址线和数据线的总和= 14 + 32 = 46 根;选择不同的芯片时,各需要的片数为:1K × 4 :( 16K ×32 )/ ( 1K × 4 )= 16 × 8 = 128 片2K × 8 :( 16K ×32 )/ ( 2K ×8 )= 8 × 4 = 32 片4K × 4 :( 16K ×32 )/ ( 4K × 4 )= 4 × 8 = 32 片16K × 1 :( 16K ×32 ) / ( 16K × 1 )= 1 × 32 = 32 片4K × 8 :( 16K ×32 ) / ( 4K ×8 )= 4 × 4 = 16 片8K× 8:( 16K×32) / ( 8K×8) = 2 × 4 = 8 片2.现有 1024×1 的存储芯片,若用它组成容量为16K×8 的存储器。
试求:(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上,每块板的容量为 4K× 8 位,该存储器所需的地址线总位数是多少?其中几位用于选板?几位用于选片?几位用做片内地址?16K × 8=2^14 × 8,地址线为14 根 .4K × 8 容量的板 ,共需要 4 块板子 .则 14 根地址线的最高2 位用于板选( 00 ~ 11, 第 1 块板子~第 4 块板子) ,4K*8 位= 2^12*8 位= 12*1K*8 位 ,也就是在每块板子内需要 4*8 个芯片 ,而每 8 个芯片组成 8 位 ,也就是位扩展 .也就是说需要 4 组 , 则除了最高 2 位 ,剩余的12 位中 ,有 2 位用于片选( 00 ~ 11, 第一组~第 4 组) .也就是: 2 位用于板选,2 位用于片选,剩余的 10 位用于片内地址选择 .3.已知某计算机字长 8 位,现采用半导体存储器作主存,其地址线为16 位,若使用 1K ×4 的 SRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间,并采用存储模块结构形式。
1.(单选题) 在计算机组成原理中,Cache缓存的作用是什么?A. 储存CPU指令B. 储存操作系统C. 临时存储CPU频繁访问的数据D. 储存外设驱动程序答案: C解析: Cache缓存用于临时存储CPU频繁访问的数据,以加快CPU的访问速度。
例如,当CPU反复读取同一段数据时,Cache可以直接从高速缓存中读取,而不必每次都访问内存,提高了数据访问效率。
2.(单选题) 什么是冯·诺依曼体系结构中的“存储程序”?A. 指存储计算机程序的光盘B. 将程序和数据存储在同一个存储器中C. 将程序和数据存储在不同的存储器中D. 将程序和数据存储在磁带上答案: B解析: 冯·诺依曼体系结构中的“存储程序”是指将程序和数据存储在同一个存储器中,程序可以像数据一样被读取和写入,实现了程序的灵活性和可修改性。
3.(单选题) 计算机系统中的时钟频率指的是什么?A. CPU执行指令的速度B. 数据传输的速率C. 主存储器的访问速度D. CPU内部时钟发生器的振荡频率答案: D解析: 计算机系统中的时钟频率指的是CPU内部时钟发生器的振荡频率,它决定了CPU 执行指令的速度,是衡量CPU性能的重要指标。
4.(单选题) 在计算机系统中,什么是硬件中断?A. 由软件主动发起的中断请求B. 外部设备发出的中断信号C. 由CPU内部错误引发的中断D. 由硬件故障引发的中断答案: B解析: 硬件中断是由外部设备发出的中断信号,通知CPU需要进行处理。
例如,外部设备完成了数据传输,可以通过硬件中断通知CPU数据已经准备好。
5.(单选题) 在计算机系统中,什么是地址总线?A. 用于传输控制信号的线路B. 用于传输数据的线路C. 用于传输地址信息的线路D. 用于传输时钟信号的线路答案: C解析: 地址总线是用于传输CPU发出的内存地址信息的线路,它决定了CPU可以访问的内存空间范围。
6.(单选题) 在计算机系统中,什么是DMA(直接存储器访问)?A. CPU直接访问主存储器B. 外部设备直接访问主存储器C. CPU直接访问外部设备D. 外部设备直接访问CPU答案: B解析: DMA(直接存储器访问)是指外部设备可以直接访问主存储器,而不需要经过CPU的介入,提高了数据传输的效率。
计算机组成原理题解指南第一部分:简答题第一章计算机系统概论1.说明计算机系统的层次结构。
计算机系统可分为:微程序机器级,一般机器级(或称机器语言级),操作系统级,汇编语言级,高级语言级。
第四章主存储器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. 存储时间、存储周期和存储器带宽。
在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。
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经历的时间。
存储周期是指连续两次独立的存储器操作(如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。
存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。
2.DRAM存储器为什么要刷新?DRAM存储器采用何种方式刷新?有哪几种常用的刷新方式?DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究是有泄漏的,电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充,时间一长,信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电,按需要补给栅极电容的信息电荷,此过程叫“刷新”。
DRAM采用读出方式进行刷新。
因为读出过程中恢复了存储单元的MOS栅极电容电荷,并保持原单元的内容,所以读出过程就是再生过程。
常用的刷新方式由三种:集中式、分散式、异步式。
3.什么是闪速存储器?它有哪些特点?闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。
从原理上看,它属于ROM型存储器,但是它又可随机改写信息;从功能上看,它又相当于RAM,所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。
因而它是一种全新的存储器技术。
闪速存储器的特点:(1)固有的非易失性,(2)廉价的高密度,(3)可直接执行,(4)固态性能。
4.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。
第五章指令系统1.在寄存器—寄存器型,寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中,哪类指令的执行时间最长?哪类指令的执行时间最短?为什么?寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。
计算机组成原理复习题一.单项选择题1.计算机中的主机包含( A )。
A.运算器、控制器、存储器B.运算器、控制器、外存储器C.控制器、内存储器、外存储器D.运算器、内存储器、外存储器2.二进制数10010010,相应的十进制数是(B)(128+16+2=146)A.136B.146C.145D.1443.要使8位寄存器A中高4位变0,低4位不变,可使用(A)。
逻辑乘A. A∧0FH→ AB.A∨0FH→AC. A∧F0H→ AD. A∨F0H→A4.在计算机内部用于汉字存储处理的代码是(B)A.汉字输入码B.汉字内码C.汉字字型码D.汉字交换码5.转移指令执行时,只要将转移地址送入( C.程序计数器 )中即可A.地址寄存器B.指令寄存器C.程序计数器D.变址寄存器6.设机器中存有代码10100011B,若视为移码,它所代表的十进制数为( B.35)。
A.-23B.35C.53 D-1137.将(-25.25)十进制数转换成浮点数规格化(用补码表示),其中阶符、阶码共4位,数符、尾数共8位,其结果为( B.0101,10011011 )A.0011,10010100 B.0101,10011011 C.0011,1110 D.0101,11001018.(2000)10化成十六进制数是( B.(7D0)16)。
A.(7CD)16 B.(7D0)16 C.(7E0)16 D.(7FO)169. 下列数中最大的数是((10011001)2=153 )。
A.(10011001)2 B.(227)8 C。
(98)16 D.(152)1010. ( D. 移码)表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码11. 在小型或微型计算机里,普遍采用的字符编码是( D. ASCⅡ码)。
A. BCD码B. 16进制C. 格雷码D. ASCⅡ码12. 下列有关运算器的描述中,(D. 既做算术运算,又做逻辑运算)是正确的。
计算机组成原理习题(附参考答案)一、单选题(共90题,每题1分,共90分)1、在统一编址方式下,下面的说法( )是正确的。
A、一个具体地址只能对应内存单元B、一个具体地址既可对应输入/输出设备,又可对应内存单元C、一个具体地址只能对应输入/输出设备D、只对应输入/输出设备或者只对应内存单元正确答案:D2、堆栈指针SP的内容是()。
A、栈顶地址B、栈顶内容C、栈底内容D、栈底地址正确答案:A3、下列不属于程序控制指令的是()。
A、循环指令B、无条件转移指令C、条件转移指令D、中断隐指令正确答案:D4、计算机的存储系统是指()。
A、cache,主存储器和外存储器B、主存储器C、ROMD、RAM正确答案:A5、指令是指()。
A、计算机中一个部件B、发给计算机的一个操作命令C、完成操作功能的硬件D、通常用于构成主存的集成电路正确答案:B6、相对于微程序控制器,组合逻辑控制器的特点是()。
A、指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展容易B、指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展难C、指令执行速度快,指令功能的修改和扩展容易D、指令执行速度快,指令功能的修改和扩展难正确答案:D7、中断向量可提供()。
A、主程序的断点地址B、传送数据的起始地址C、被选中设备的地址D、中断服务程序入口地址正确答案:D8、迄今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是()。
A、信息处理方便B、物理器件性能所致C、运算速度快D、节约元件正确答案:B9、相联存储器是按()进行寻址的存储器。
A、内容指定方式B、地址指定与堆栈存取方式结合C、堆栈存取方式D、地址指定方式正确答案:A10、若SRAM芯片的容量是2M×8位,则该芯片引脚中地址线和数据线的数目之和是()。
A、29B、21C、18D、不可估计正确答案:A11、若x=103,y=-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时,会发生溢出的是()。
A、x+yB、-x+yC、-x-yD、x-y正确答案:D12、系统总线是指()。
浮点存储:1.若浮点数x 的 754 标准存储格式为()16 ,求其浮点数的十进制数值。
解:将16 进制数展开后,可得二制数格式为0 100 00010011 0110 0000 0000 0000 0000S阶码 (8位 )尾数 (23位 )指数 e=阶码 -127=1111=00000011=(3)10包括隐藏位 1 的尾数= 0110 0000 0000 0000 0000=于是有x=(- 1)S×× 2e=+×23=+=102.将数10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
解: 首先分别将整数和分数部分转换成二进制数:=然后移动小数点,使其在第1,2 位之间4=×2e=4于是得到:S=0, E=4+127=131, M=0最后得到32 位浮点数的二进制存储格式为:000000=(41A4C000) 163.假设由 S, E, M三个域组成的一个32 位二进制字所表示的非零规格化浮点数x,真值表示为(非IEEE754 标准):x= ( - 1) s××2E-128问:它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少?(1)最大正数0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111-23127x= [1 + (1 - 2)] ×2(2) 最小正数000 000 000000 000 000 000 000 000 000 00x=×2-128(3)最小负数111 111 111111 111 111 111 111 111 111 11-23127x=- [1 + (1 - 2 )] ×2(4)最大负数100 000 000000 000 000 000 000 000 000 00x=-×2-1284. 用源码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xXy。
2.如何理解计算机的层次结构?答:计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
(1)硬件系统是最内层的,它是整个计算机系统的基础和核心。
(2)系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本操作界面。
(3)应用软件在最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
3.冯?诺依曼计算机的特点是什么?解:计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问;指令和数据均用二进制表示;指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置;指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行;机器以运算器为中心(原始冯?诺依曼机。
4.主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU :中央处理器,是计算机硬件的核心部件,CPU内除含有运算器和控制器和 CACHE主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。
存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取。
存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
存储字长:一个存储单元所存储的二进制代码的总位数。
存储容量:存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)。
机器字长:指 CPU 一次能处理的二进制数据的位数,通常与 CPU的寄存器位数有关。
指令字长:机器指令中二进制代码的总位数。
5.指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们?解:通过不同的时间段来区分指令和数据,即在取指令阶段(或取指微程序)取出的为指令,在执行指令阶段(或相应微程序)取出的即为数据。
通过地址来源区分,由 PC提供存储单元地址的取出的是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
6.为什么要设置总线判优控制?常见的集中式总线控制有几种?各有何特点?哪种方式响应时间最快?哪种方式对电路故障最敏感?答:总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题;常见的集中式总线控制有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求;特点:链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器定时查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本较高。
6.试比较同步通信和异步通信。
答:同步通信:指由统一时钟控制的通信,控制方式简单,灵活性差,当系统中各部件工作速度差异较大时,总线工作效率明显下降。
适合于速度差别不大的场合。
异步通信:指没有统一时钟控制的通信,部件间采用应答方式进行联系,控制方式较同步复杂,灵活性高,当系统中各部件工作速度差异较大时,有利于提高总线工作效率。
7.在一个32位的总线系统中,总线的时钟频率为66MHZ,假设总线最短传输周期为4个时钟周期,试计算总线的最大数据传输率。
若想提高数据传输率,可采取什么措施?解:总线传输周期=4*1/66M秒总线的最大数据传输率 =32/(4/66M)=528Mbps若想提高数据传输率,可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。
8.在异步串行传送系统中,字符格式为:1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。
若要求每秒传送120个字符,试求传送的波特率和比特率。
解:一帧包含:1+8+1+2=12位故波特率为:(1+8+1+2)*120=1440bps比特率为:8*120=960bps9•说明存取周期和存取时间的区别。
解:存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的恢复时间。
即:存取周期=存取时间+恢复时间10.什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。
解:刷新:对 DRAM定期进行的全部重写过程;刷新原因:因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作;常用的刷新方法有三种:集中式、分散式、异步式。
集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新,存在CPU访存死时间。
分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间。
异步式:是集中式和分散式的折衷。
11.一个8K X 8位的动态RAM芯片,其内部结构排列成256X 256形式,存取周期为0.1卩s。
试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?解:采用集中刷新方式刷新间隔为:2ms,其中刷新死时间为:256 X 0.1 s=25.6卩s采用分散刷新方式刷新间隔为:256 X( 0.1卩s+X 0.1卩s) =51.2卩s采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms12.写出1101、对应的汉明码。
校验位在汉明码中分别处于第1、2、4位c仁b4 ® b3 ® b1c2=b4 ® b2 ® b1c3=b3 ® b2 ® b1当有效信息为1101时,c3c2c1=001,汉明码为1010101。
13.已知收到的汉明码(按配偶原则配置)为1100100、检查上述代码是否出错?第几位出错?解:假设接收到的汉明码为:c1' c2' b4' c3' b3' b2' b1'纠错过程如下:P1=c1' ㊉b4' ㊉b3' ® b1'P2=c2' ㊉b4' ㊉b2' ® b1'P3=c3' ㊉b3' ㊉b2' ® b1'如果收到的汉明码为 1100100,则p3p2p仁011,说明代码有错,第 3位(b4')出错,有效信息为:1100 14.设主存容量为256K字,Cache容量为2K字,块长为4。
(1)设计Cache地址格式,Cache中可装入多少块数据?(2)在直接映射方式下,设计主存地址格式。
(3)在四路组相联映射方式下,设计主存地址格式。
(4)在全相联映射方式下,设计主存地址格式。
(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,写出上述三种映射方式下主存的地址格式。
解:(1)Cache容量为 2K 字,块长为 4, Cache共有 2K/4=2 11/22=29=512 块,Cache字地址9位,字块内地址为 2位(2)主存容量为256K字=218字,主存地址共18位,共分256K/4=2 16块, 主存字块标记为 18-9-2=7位。
(,(4(5容量为2K*32/4=2 14B,块长为4*32/4=32B=2 5B,字块内地址为5位,在直接映射方式下,主存字块标记为21-9-5=7位,主存地址格式为:15.假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中4800次,访问主存200次,已知Cache的存取周期为30ns,主存的存取周期为150ns,求Cache的命中率以及Cache-主存系统的平均访问时间和效率,试问该系统的性能提高了多少倍?解:Cache 被访问命中率为: 4800/(4800+200)=24/25=96%则 Cache-主存系统的平均访问时间为:t a=0.96*30ns+(1-0.96)*150ns=34.8nsCache-主存系统的访问效率为:e=t c/t a*100%=30/34.8*100%=86.2%性能为原来的150 ns/34.8 ns=4.31倍,即提高了 3.31倍。
16.设某机主存容量为4MB,Cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,设计一个四路组相联映射(即Cache每组内共有4个字块)的Cache组织。
(1)画出主存地址字段中各段的位数。
(2)设Cache的初态为空,CPU依次从主存第 0, 1, 2,…,89号单元读出90个字(主存一次读出一个字),并重复按此次序读 8次,问命中率是多少?(3)若Cache的速度是主存的6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度约提高多少倍?解:(1)根据每字块有8个字,每字32位(4字节),得出主存地址字段中字块内地址为3+2=5位。
14 5根据Cache容量为16KB=2 B,字块大小为 8*32/8=32=2 B,得Cache地址共14位, Cache 共有214-5=29块。
根据四路组相联映射,Cache共分为29/22=27组。
根据主存容量为 4MB=2 22B ,得主存地址共22位,主存字块标记为 22-7-5=10位,故主存地个字中共有12次未命中,而后8次循环读90个字全部命中,命中率为: (3)设Cache 的周期为t ,则主存周期为6t ,没有Cache 的访问时间为 的访问时间为t (90*8-12 ) +6t*12,则有Cache 和无Cache 相比,速度提高的倍数为:6t 90 8(90 8 _12)t 6t 1217. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
解:中断向量地址和入口地址的区别:向量地址是硬件电路 (向量编码器)产生的中断源的内存地址编号, 中断入口地址是中断服务程序首址。
中断向量地址和入口地址的联系:中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器(入口地址的地址) ,通过它访存 可获得中断服务程序入口地址。
18. 动态RAM 和静态 RAM 的比较:1•在同样大小的芯片中, 动态RAM 的集成度远高于静态 RAM; 2•动态RAM 行、列地址 按先后顺序传送,减少了芯片引脚,封装尺寸也减少; 3•动态RAM 的功耗比静态RAM 的 小;4••动态RAM 的价格比静态 RAM 的便宜; 动态RAM 的缺点:1•速度慢;2•动态 RAM 需要再生,需要配置再生电源,也需要消耗一部分功率。
19. 试从5方面比较程序中断方式和 DMA 方式的区别。
解:DMA 方式和程序中断方式的区别为:(1)从数据传送看,程序中断方式靠程序传送,DMA 方式靠硬件传送;(2)从CPU 响应时间看,程序中断方式在一条指令执行结束时响应, 而DMA 方式在存取周期结束时 CPU 才能响应,即将总线控制权让给 DMA 传送;(3)程序中断方式有处理异常事件的能力, DMA 方式没有这种能力;(4)程序中断方式需要中断现行程序,故需保护现场, DMA 方式不必中断现行程序,无需保护现场;(5) DMA 的优先级比程序中断高。
20. 比较 RISC 和 CISC 。
答: RISC 相对于CISC 的优点:(1)充分利用VLSI 芯片的面积;(2)提高计算机的速度 (3) 便于设计,可降低成本,提高可靠性; (4)有效支持高级语言程序。