现代计算机的发展
第1代（19461963年）第2代计算机采用晶体管作为基本电子原件，第2代计算机另一个很重要的特点说是存储器的革命。1951年，当时尚在美国哈弗的大学计算机实验室的华人留学生王安发明了磁心存储器，这项技术彻底改变了继电器存储器的工作方式和与处理器的连接方法，也大大缩小了存储器的体积，为第2代计算机的发展奠定了基础。这个时代计算机软件配置开始出现，一些高级程序设计语言相继问世。如科学计算用的FORTRAN,商业事务处理用的COBOL,符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统也初步成型，是计算机的使用方法由手工操作改变为自动作业管理。3、第3代（1964—1970年）第3代计算机采用中小规模集成电路作为基本电子元件，计算机的体积和耗电量有了显著减小，计算速度也显著提高，存储容量大幅度增加。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。同时，计算机的软件技术也有了较大的发展，出现了操作系统和编译系统，出现了更多的高级程序设计语言。计算机的应用开始进入到许多领域。1964年由IBM公司推出的IBM360计算机是第3 代计算机的代表产品，4、第4代（1971年至今）第4代计算机采用大规模和超大规模集成电路作为主要功能部件，主存储器使用了集成度更高的半导体存储器，计算机运算速度高大几亿次甚至
数百万亿次每秒。在这个时期，计算机体系结构有了较大发展，并行处理、多级系统、计算机网络等都已进入实用阶段。软件方面更加丰富，出现了网络操作系统和分布式操作系统以及各种实用软件。这一时期，超级计算机是通过使用大量集成电路芯片制造的，有些超级计算机干脆就是由组成的集群计算机。超级计算机的典型机器有美国IBM公司制造的BLUE GENE/L超级计算机（蓝色基因），它有数个服务器机柜连接而成。在1个1、8m高的机柜中可以安装32个主板，每个主板上安装32个CPU芯片，芯片内部集成有4个时钟频率为850MHz的POWERPC450的CPU内核，机器中CPU内核的数量达到了13万个以上。BLUE GENE/L超级计算机达到了478万亿次每秒基准计算，成为xx年全球最强大的超级计算机。
第一章计算机系统概论 计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。 计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。 习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括那些主要组成部分？ 主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备 5什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字 7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？ 每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序 第二章运算方法和运算器 按 对阶操作。
直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。 1第三章 内部存储器 CPU 能直接访问内存（cache 、主 存） 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。 cache 是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache 体系，指令cache 与数据cache 分设体 系。要求cache 的命中率接近于1 适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。 习题： 1设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问： （1）该存储器能存储多少个字节的信息？ （2）如果存储器由512K ×8位SRAM 芯片组成，需要多少片； （3）需要多少位地址做芯片选择？ (1)字节M 4832*220= (2)片84*28 *51232*1024==K K (3)1位地址作芯片选择 2 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问： （1） 若每个内存条16M ×64位，共需几个内存条？ （2）每个内存条共有多少DRAM 芯片？ （3）主存共需多少DRAM 芯片？CPU 如何选
现代计算机的诞生发展现代计算机发展 早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡制成了最早的进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了进制数的乘、除运算。1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。 巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。 与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展。 社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。 德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机，电子计算机的开拓过程，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加
式程序”到“存储程序”的演变。1943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用。 1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机，。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征。 新的重大突破是由数学家冯诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案价格比，平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化，发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)，以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。 计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃。 在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。
计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自____C__。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指_B_____。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_____B_。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用___A___，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第___B___种说法是正确的。 A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是___C___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是___C___。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址
一、单项选择题(每小题1分,共30分） 1、把信息定义为“用以消除不确定性的东西”的人是谁?仙农 2、一个字符的ＡＳＣＩＩ码占用的存储空间为几个字节？ 3、十进制数与二进制数、八进制数、十六进制数的相互转换。 4、一个汉字的点阵所占用的字节数是多少? 16×16点阵为2×1６=3２字节、24×24点阵为3×２4=72字节 5、数的补码表示。 ６、一个任意数制的数值中，某位数的权是多少? 1９04)10中9的权为１０2,1０１１１)2中0的权为２3。 7、各种数制的下（右）标表示。 D-十进制、B—二进制、O—八进制、H—十六进制 8、计算机硬件系统包括哪些部分? 9、计算机的外部设备包括哪些部分？ 10、常用的计算机输入设备和输出设备有哪些？ 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、摄像头、麦克风等 输出设备：显示器、打印机、绘图仪、喇叭等 １1、运行一个计算机程序，必须将程序装入计算机的哪一部分?内存 1２、中央处理单元(ＣＰＵ)的两个主要组成部分是什么？ 13、Winｄoｗｓ中的回收站属于计算机中哪一部分的一块区域。 １4、在微型计算机中，一般会将一个物理硬盘划分为多个逻辑硬盘，第一个逻辑硬盘的名称是什么？ 15、通常说的Wｉndowｓ系统是什么类型的软件?系统软件 16、在Windｏws资源管理器中,若选中了Ｃ盘上的一个文件,并用鼠标左键将其拖曳到D盘中,其结果是复制文件还是移动文件?如果用鼠标左键将一个文件拖曳到同一盘中的不同文件夹中,其结果是复制文件还是移动文件? 1７、在Wiｎdoｗｓ中，切换当前窗口可使用的快捷键是下列的哪一种？ A. Alt+F4 B.Ctrｌ+TabＣ．Ａlt+Tab D．Ctrｌ+Ｆ4 18、在一个Wiｎdows应用程序窗口中,按AＩｔ+Ｆ4键会执行下列那种操作? Ａ．关闭应用窗口? B.关闭文档窗口 C．使应用程序窗口最小化为图标D．退出Windows,进入命令提示符 19、在Wiｎdoｗ“资源管理器”窗口中,若要按文件创建的日期顺序显示文件目录,应选择“查看”菜单中的哪个命令? A.“大图标”命令B．“小图标”命令C．“详细资料”命令 D ．“列表”命令 20、在wｉndows系统的文件和文件夹的属性中，共有哪些属性？ 2１、在资源管理器中，要同时选择不相邻的多个文件,需使用什么键来配合鼠标？ A.Shift Ｂ．Aｌt? C.Ctrl Ｄ．Space 22、Word编辑状态,对文档中的图片设置环绕方式有哪几种？
计算机组成原理期末考试试题及答案 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自______。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指______。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是______。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用______，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第______种说法是正确的。
A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相 同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是______。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址 D．以上都不对。 9．一个节拍信号的宽度是指______。 A．指令周期； B．机器周期； C．时钟周期； D．存储周期。 10．将微程序存储在EPROM中的控制器是______控制器。 A．静态微程序； B．毫微程序； C．动态微程序； D．微程序。 11．隐指令是指______。 A．操作数隐含在操作码中的指令； B．在一个机器周期里完成全部操作的指令； C．指令系统中已有的指令；
计算机组成原理试题 一、选择题 （ c ）1、在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是下面哪项。 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 （ c ）2、计算机硬件能直接执行的只能是下面哪项。 A．符号语言 B．汇编语言 C．机器语言 D．机器语言和汇编语言 （ c ）3、运算器的核心部件是下面哪项。 A．数据总线 B．数据选择器 C．算术逻辑运算部件 D．累加寄存器 （ c ）4、对于存储器主要作用，下面哪项说法正确。 A．存放程序 B．存放数据 C．存放程序和数据 D．存放微程序 （ c ）5、至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是下面哪项。 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（ a ）6、CPU中有若干寄存器，其中存放存储器中数据的寄存器是下面哪项。 A．地址寄存器 B．程序计数器 C．数据寄存器 D．指令寄存器（d？）7、CPU中有若干寄存器，其中存放机器指令的寄存器是下面哪项。 A．地址寄存器 B．程序计数器 C．指令寄存器 D．数据寄存器 （ c ）8、CPU中有若干寄存器，存放CPU将要执行的下一条指令地址的寄存器是下面哪项。 A．地址寄存器 B．数据寄存器 C．程序计数器 D．指令寄存器 （c）9、CPU中程序状态寄存器中的各个状态标志位是依据下面哪项来置位的。 A．CPU已执行的指令 B．CPU将要执行的指令 C．算术逻辑部件上次的运算结果 D．累加器中的数据 （ b ）10、为协调计算机各部件的工作，需要下面哪项来提供统一的时钟。 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 （ c ）11、下列各种数制的数中最小的数是下面哪项。 A．(101001)2 B．(52)8 C．（101001）BCD D．(233)H （ d ）12、下列各种数制的数中最大的数是下面哪项。 A．(1001011)2 B．75 C．(112)8 D．(4F)H （ b ）13、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）是下面哪项。 A．01101110 B．01101111 C．01111111 D．11111111
计算机原理练习题 分数: 1 在计算机中，有符号数是用_____表示的 选择一个答案 a. 原码 b. 二进制编码 c. 补码 d. 反码 正确 这次提交的分数：1/1。 2 分数: 1 已知A=10101111，B=01010000，则A∧B、A∨B、A⊕B的结果分别为选择一个答案 a. 00000000，11111111，11111111 b. 00000000，11111111，00000000 c. 00000000，11110000，00000000 d. 00001111，11111111，11111111 正确 这次提交的分数：1/1。 3 分数: 1 数制转换（1F3D）H=_____BCD 答案: 错误 这次提交的分数：0/1。 4 分数: 1 微型计算机系统主要包括 选择一个答案
a. 微处理器、存储器、总线、I/O接口、外部设备 b. 微处理器、硬盘、总线、I/O接口、外部设备、系统软件 c. 微处理器、存储器、总线、I/O接口、外部设备、软件 d. 微处理器、存储器、总线、I/O接口、外部设备、应用软件 正确 这次提交的分数：1/1。 5 分数: 1 三输入与非门的输入端A、B、C的状态分别为1、0、1，则其输出状态为答案: 正确 这次提交的分数：1/1。 6 分数: 1 给字符“A”的ASCII码加奇校验后的8位二进制编码是_____B 答案: 正确 这次提交的分数：1/1。 7 分数: 1 数制转换（10010110.1001）B=_____D 答案: 正确 这次提交的分数：1/1。 8 分数: 1 用16进制来表示，32位二进制补码可表示的最大数为_____H 答案:
1.刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024*768，颜色深度24位，帧频（刷新速度）为72Hz,求： 1）刷新存储器的容量是多少 2）刷新存储器的带宽是多少 1）刷新存储器的容量= 1024*768 * 24bit= 2）帧频（刷新速度）为72Hz指的是：每秒钟读72次， 所以，刷新存储器的带宽=1024*768 * 24bit *72 次/秒=162MB/s 2.试推导磁盘存储器读写一块信息所需要的总时间 读写一块总时间TB=平均找道时间Ts+平均等待时间Tw +读写传输时间Tt 读写一块总时间TB=平均找道时间+平均等待时间+读写传输时间=Ts+Tw+Tt 1）Tw 设磁盘每秒r转，每条磁道N个字，则数据传输率=rN个字/秒 转一周的时间=1/r,所以 Tw =1/2*(1/r)=1/(2r) 2）Tt 又设每块的字数是n,一旦读写头定位在该块，则Tt≈n/(rN)秒 所以TB=Ts+ 1/(2r)+ n/(rN) 秒 3.采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇偶校验位、一位起始位和一位停止位，当波特9600波特时，字符传送率是 9600波特=9600bit/秒 =9600 bit*(1字符/10bit)/秒 =960字符/秒 4．某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息，设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHz,求总线带宽 Dr=8字节/T秒=8*70*10^6≈420MB/秒 5.某机器CPU中有16个寄存器，运行某中断处理程序时，仅用到其中的2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否将通用寄存器内容保存到主存中去需保存几个寄存器 要将通用寄存器内容保存到主存中去。 只要保存中断处理程序用到的那2个寄存器的内容。 1.已知cache的存储周期是40ns,主存存储周期200ns, cache/主存系统平均50ns,求cache的命中率访问n个字，设命中率为H cache/主存系统的平均访问时间 =命中cache的时间+不命中cache的主存访问时间 =H*Tc+(1-H)*Tm =H*40+(1-H)*200 =50
武汉大学计算机学院 2007-2008学年第一学期2006级《计算机组成原理》 期末考试试题A卷答案 __ 学号_______ 班级 ____ _____ 姓名__ _________ 成绩_____ ___ 1．（16分）一浮点数，阶码部分为q位，尾数部分为p位，各包含一位符号位，均用补码表示；该浮点数所能表示的最大正数、最小正数、最大负数和最小负数分别是多少？ 解： 2．在一个具有四体低位多体交叉的存储器中，如果处理器的访存地址为以下十进制。求该存储器比单体存储器的平均访问速率提高多少？（忽略初启时的延迟） （1）1、2、3、…… 32 （10分） （2）2、4、6、…… 32 （10分） 解：设存储器的访问周期为T。 （1）四体低位多体交叉的存储器访问的情况如下： 1、2、3 所需时间= T ； 4、5、6、7 所需时间= T ； 8、9、10、11 所需时间= T ； 12、13、14、15 所需时间= T ； 16、17、18、19 所需时间= T ； 20、21、22、23 所需时间= T ； 24、25、26、27 所需时间= T ； 28、29、30、31 所需时间= T ； 32 所需时间= T ； 四体低位多体交叉的存储器访问所需时间=9T; 单体存储器访问所需时间=32T； 所以平均访问速率提高：32/9倍
（2）四体低位多体交叉的存储器访问的情况如下： 2 所需时间= T ； 4、6 所需时间= T ； 8、10 所需时间= T ； 12、14 所需时间= T ； 16、18 所需时间= T ； 20、22 所需时间= T ； 24、26 所需时间= T ； 28、30 所需时间= T ； 32 所需时间= T ； 四体低位多体交叉的存储器访问所需时间= 9T; 单体存储器访问所需时间=16T； 所以平均访问速率提高：16/9倍 3．（20分）假定指令格式如下： 其中： D／I为直接／间接寻址标志，D／I＝0表示直接寻址，D／I＝1表示间接寻址。 Bit10＝1：变址寄存器I寻址； 设有关寄存器的内容为(I)=063215Q 试计算下列指令的有效地址。（Q表示八进制） (1) 152301Q (2) 140011Q 解： (1) 152301Q＝1 101 010 011 000 001 因为Bitl0(I)＝1，故为变址寄存器寻址，EA＝(I)+A＝063215+301＝063516Q。 (3) 140011Q＝1 100 000 000 001 001 因为D／I＝0，故为直接寻址，EA＝A＝011Q。 4. 已知某运算器的基本结构如图所示，它具有＋(加)、－(减)、和Ｍ(传送)三种操作。 (1) 写出图中1～12表示的运算器操作的微命令；（6分） (2) 设计适合此运算器的微指令格式；（6分） (3) 指令DDA的功能是计算R1、R2和R3三个寄存器的和，若进位C＝0，则R1＋R2→R2；若进位C＝1，则R1＋R2＋R3→R2，画出指令DDA的微程序流程图，并列出微操作序列（取指令流程不写，取指令微指令安排在0号单元中）；（6分） （4）设下址地址为5位，将微程序流程图安排在1～3号单元里；（6分）
计算机组成原理期中测试题参考答案 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
五邑大学期中试卷参考答案 学期： 2014 至 2015 学年度 第 1 学期 课程： 计算机组成原理 课程代号： 0800200 使用班级：130801~120802、130803 一、 单项选择题 1. 计算机各组成部件的相互连接方式，从早期以运算器为中心，发展到现在的以 D 为中心。 A ．控制器 B ．运算器 C ．存储器 D ．CPU 2. 下列不同进位计数制的数中，最大的数是 B 。 A ．2 B ．8 C ．10 D ．16 3. 电子计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本 原理。他就是 D 。 A ．牛顿 B ．爱因斯坦 C ．爱迪生 D ．冯·诺依曼 4. 一个含符号16位的补码机器数的表示范围是（ B ）。 A ．-215-1 ~ +215-1 B ．-215 ~ +215 -1 C ．-216-1 ~ +216-1 D ．-216 ~ +216-1 5. 采用单符号法判定补码加减运算溢出的法则是 C A ．进位是1溢出 B ．进位是0无溢出 C ．符号位与次高位进位状态相同无溢出 D ．符号位与次高位进位状态相异无溢出 6. ___D_____。 A ．未出现错误 B ．最低位出错 C ．出现奇数位错 D ．未出现错误或出现偶数位错 7. 寻址512K ×8 存储器所需最少的地址线（ C ） A ．9 B ．11 C ．19 D ．21 8. 静态RAM 的特点是____C____。 A ．工作时存储内容不变 B ．断电后存储内容不变 C ．不需刷新 D ．不需电源提供电流 9. 主存到cache 的映射不需要替换策略的是（ A ）。
计算机组成原理期末考试试卷（1） 一．选择题（下列每题有且仅有一个正确答案，每小题2分，共20分）1．假设下列字符码中最后一位为校验码，如果数据没有错误，则采用偶校验的字符码的是____。 A. 11001011 B. 11010110 C. 11000001 D. 11001001 2．在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______ 来实现。 A. 补码运算的二进制加法器 B. 补码运算的二进制减法器 C. 补码运算的十进制加法器 D. 原码运算的二进制减法器 3．下列关于虚拟存储器的说法，正确的是____。 A. 提高了主存储器的存取速度 B. 扩大了主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度 C. 提高了外存储器的存取速度 D. 程序执行时，利用硬件完成地址映射 4．下列说法正确的是____。 A. 存储周期就是存储器读出或写入的时间 B. 双端口存储器采用了两套相互独立的读写电路，实现并行存取 C. 双端口存储器在左右端口地址码不同时会发生读/写冲突 D. 在cache中，任意主存块均可映射到cache中任意一行，该方法称为直接映射方式 5．单地址指令中，为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个操作数一般采用____寻址方式。 A. 堆栈 B. 立即 C. 隐含 D. 间接 6．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______ 。 A．实现存储程序和程序控制 B．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度 C．可以直接访问外存 D．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性7．下列说法中，不符合RISC指令系统特点的是____。 A. 指令长度固定，指令种类少 B. 寻址方式种类尽量少，指令功能尽可能强 C. 增加寄存器的数目，以尽量减少访存的次数 D. 选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令
现代计算机的发展 第1代（19461963年）第2代计算机采用晶体管作为基本电子原件，第2代计算机另一个很重要的特点说是存储器的革命。1951年，当时尚在美国哈弗的大学计算机实验室的华人留学生王安发明了磁心存储器，这项技术彻底改变了继电器存储器的工作方式和与处理器的连接方法，也大大缩小了存储器的体积，为第2代计算机的发展奠定了基础。这个时代计算机软件配置开始出现，一些高级程序设计语言相继问世。如科学计算用的FORTRAN,商业事务处理用的COBOL,符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统也初步成型，是计算机的使用方法由手工操作改变为自动作业管理。3、第3代（1964—1970年）第3代计算机采用中小规模集成电路作为基本电子元件，计算机的体积和耗电量有了显著减小，计算速度也显著提高，存储容量大幅度增加。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。同时，计算机的软件技术也有了较大的发展，出现了操作系统和编译系统，出现了更多的高级程序设计语言。计算机的应用开始进入到许多领域。1964年由IBM公司推出的IBM360计算机是第3 代计算机的代表产品，4、第4代（1971年至今）第4代计算机采用大规模和超大规模集成电路作为主要功能部件，主存储器使用了集成度更高的半导体存储器，计算机运算速度高大几亿次甚至
数百万亿次每秒。在这个时期，计算机体系结构有了较大发展，并行处理、多级系统、计算机网络等都已进入实用阶段。软件方面更加丰富，出现了网络操作系统和分布式操作系统以及各种实用软件。这一时期，超级计算机是通过使用大量集成电路芯片制造的，有些超级计算机干脆就是由组成的集群计算机。超级计算机的典型机器有美国IBM公司制造的BLUE GENE/L超级计算机（蓝色基因），它有数个服务器机柜连接而成。在1个1、8m高的机柜中可以安装32个主板，每个主板上安装32个CPU芯片，芯片内部集成有4个时钟频率为850MHz的POWERPC450的CPU内核，机器中CPU内核的数量达到了13万个以上。BLUE GENE/L超级计算机达到了478万亿次每秒基准计算，成为xx年全球最强大的超级计算机。
一、简答题 1、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。 方法：进行向左规格化，尾数左移一位，阶码减1，直到规格化完毕。 2、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。 3、DRAM存储器为什么要刷新？有几种刷新方式? 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”。 ①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。 ②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片，分时进行正常读/写操作和刷新操作。 ③异步式---前两种方式的结合，每隔一段时间刷新一次，保证在刷新周期内对整个存储器 刷新一遍。 4、CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。 （1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 （2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 （3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 （4）缓冲寄存器（DR）： <1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。 <3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。 （5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。 （6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。 5、中断处理过程包括哪些操作步骤？ 关闭中断标识,重要数据入栈, 处理中断服务功能, 数据出栈, 恢复中断标识, 开中断.
一、填空题(每空1 分，共30 分) 1．计算机系统是由一个硬件和软件组成的多层次结构。 2. 随大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，现在已经可以将许多复杂、常用的程序制作成固件，从功能上说是软件，从形态上说是硬件。 3．在计算机系统中，数的真值变成机器代码时有原码表示法、 表示法、补码表示法和移码表示法。其中浮点数的阶码主要用采用移码表示，以利于比较两个指数的大小和对阶操作。 4．在计算机系统中，存储器通常采用由高速缓冲存储器、 主存储器、外存储器构成的多级存储器体系结构，CPU能直接访问高速缓冲存储器、 主存储器但不能直接访问外存储器。5．机器字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数，它决定了计算 机的运算精度。 6．形成指令地址的方式，称为A.___指令寻址___方式，有B. __顺序____寻址和C. ___跳跃___寻址。 7．一个较完善的指令系统应当包括数据处理、数据存储、 数据传送、程序控制四大类指令。 8. 对存储器的要求是A. ___容量大___，B. _速度快_____，C. _成本低____。为了解决这三方面的矛盾,计算机采用多级存储体系结构。 9.一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统，指令格式中通常由操作码字段和地址码字段字段组成。其中__操作码____字段表征指令的特性与功能。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内) 1.某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是
（ B ）。 A. 64K B. 32K C. 64KB D. 32 KB 2.. 双端口存储器在__B____情况下会发生读/写冲突。 A. 左端口与右端口的地址码不同 B. 左端口与右端口的地址码相同 C. 左端口与右端口的数据码不同 D. 左端口与右端口的数据码相同 3. 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 4.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 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 5.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； 6.如果浮点数尾数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数__C____。 A 1.11000 B 0.01110 C 1.00010 D0.01010 7.在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有_C_____，它一般用______来实现。 A.译码电路与非门 B.编码电路或非门 C.溢出判断电路异或门 D.移位电路与或非门 8.[X]补=1.X1X2X3X4，当满足__A____时，X > -1/2成立。 A.X1=1，X2~X4至少有一个为1 B.X1=1，X2~X4任意 C.X1=0，X2~X4至少有一个为1 D.X1=0，X2~X4任意 9．在定点计算机中，两个原码表示的数相乘，乘积符号的运算规则是( C ) A.用原码表示乘数与被乘数，直接相乘 B.符号位连同绝对值一起相乘 C. 同号相乘为正，异号相乘为负 D.取操作数绝对值相乘，乘积符号与乘数符号相同
广东外语外贸大学信息学院计算机系 2004—2005学年第2学期 《计算机组成原理》期末考试试卷A 考卷适用班级：计算机专业03级考试时间：120分钟 班级_______ 学号_____________姓名_________成绩_______ 一、填空题（每空1分，共20分） 1．8位二进制补码表示整数的最小值为__-128____，最大值为__127___。 2．计算机常用的校验码有奇偶校验码、海明校验码、____CRC码_____。 3．一个浮点数，当其补码尾数右移1位时，为使其值不变，阶码应该__加1____。4．ALU的基本逻辑结构是__快速进位__加法器，它比行波进位加法器优越，具有先行进位逻辑，不仅可以实现高速运算，还能完成逻辑运算。 5．采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位__不相同__，则表明发生了溢出。 6．要组成容量为4M×8位的存储器，需要__8__片4M×1位的存储器芯片并联，或者需要__4____片1M×8位的存储器芯片串联。 7．一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机的__指令系统__。 8．指令编码中，操作码用来指定__操作的类型__，n位操作码最多可以表示___2n____条指令。 9．CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为__指令寄存器IR_，保存下一条指令地址的寄存器为_程序计数器PC__，保存CPU访存地址的寄存器为__内存地址寄存器AR__。10．控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的__时序__进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 11．微程序控制器的核心部件是存储微程序的__控制存储器____，它一般用_只读存储器_构成。 12．任何指令周期的第一步必定是__取指__周期。 13．异步方式下，总线操作周期时间不固定，通过_握手(就绪/应答)_信号相互联络。14．输入输出操作实现的CPU与I/O设备的数据传输实际上是CPU与__IO设备接口寄存器__之间的数据传输。 二、选择题（每小题1分，共20分） 1．冯·诺曼机工作方式的基本特点是___________。 A．多指令流单数据流B．按地址访问并顺序执行指令 C．堆栈操作D．存储器按内容选择地址 2．主机中能对指令进行译码的器件是_________。 A．ALU B．运算器 C．控制器D．存储器 3．运算器的主要功能是进行_______。 A．逻辑运算B．算术运算
考试班级： 2012级信管1、2、3、4班 # 2012-2013学年第二学期《计算机组成原理》期中试卷 （时间 120分钟） 1. 在机器数_______________中，零的表示形式中惟一的。 A. 原码 B. 补码 C. 补码和移码 D. 原码和反码 2． 某主存地址线有11根，数据线有8根，则该主存的存储空间大小为___________。 A ．8位 B ．88位 C ．8192位 D ．16384位 3． Intel2114为1K 4位的存储器，要组成64KB 的主存储器，需要_______个RAM 芯片。 A ．128 B ．48 C ．32 D ．16 4． 原码加减法是指_________。 A ．操作数用原码表示，连同符号位直接相加减 B ．操作数取绝对值，直接相加减，符号位单独处理 C ．操作数用原码表示，尾数直接相加减，符号位单独处理 D ．操作数用原码表示，根据两数符号决定实际操作，符号位单独处理 5． 设某浮点数共12位。其中阶码含1位阶符共4位，以2为底，补码表示; 尾数含1位 数符共8位，补码表示,规格化，则该浮点数所能表示的最大正数为_____。 A ．27 B ．28 C ．27 -1 D ．28 -1 6． 通用寄存器组属于______的组成部件。 A ．运算器 B ．控制器 C ．存储器 D ．适配器 7．如果X 为负数，由[X]补求[－X]补是将________。 A ．[X]补各值保持不变 B ．[X]补符号位变反，其他各位不变 C ．[X]补除符号位外，各位变反，末位加1 一、单项选择题（每小题1分，共22分，请将正确答案标号写在各题中的空白处）
计算机组成原理期末考试试卷 一．选择题（下列每题有且仅有一个正确答案，每小题2分，共20分）1．通用寄存器属于____部分。 A．运算器B．控制器 C．存储器D．I/O接口 2．关于数据表示和编码，下列说法正确的是____。 A. 奇偶校验码是一种功能很强的检错纠错码 B. 在计算机中用无符号数来表示内存地址 C. 原码、补码和移码的符号编码规则相同 D. 用拼音从键盘上敲入汉字时，使用的拼音码是汉字的字模码 3．若x补=0.1101010，则x原=____。 A．1.0010101 B．1.0010110 C．0.0010110 D．0.1101010 4．在cache的下列映射方式中，无需考虑替换策略的是____。 A. 全相联映射 B. 组相联映射 C. 段相联映射 D. 直接映射 5．以下四种类型的二地址指令中，执行时间最短的是____。 A. RR型 B. RS型 C. SS型 D. SR型 6．下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是____。 A. 操作数在指令中 B. 操作数在寄存器中 C. 操作数地址在寄存器 D. 操作数地址（主存）在指令中 7．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来执行 B．一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 C．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 D．一条微指令由若干条机器指令组成 8．下面有关总线的叙述，正确的是____。 A. 单总线结构中，访存和访问外设主要是通过地址来区分的 B. 对电路故障最敏感的仲裁方式是独立请求方式
C. 系统总线连接CPU和内存，而PCI总线则连接各种低速I/O设备 D. 同步定时适用于各功能模块存取时间相差很大的情况 9．若磁盘的转速提高一倍，则____。 A．平均存取时间减半 B．平均找道时间减半 C．平均等待时间减半 D．存储密度可以提高一倍 10．为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用____。 A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 存储器 D. 外存 二．填空题（下列每小题2分，共20分） 1．计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常 由、一般机器级、、汇编语言级和高级语言级组成。 2．有一字长为64位的浮点数，符号位1位；阶码11位，用移码表示；尾数52位，用补码表示，则它所能表示的最小规格化负数 为。 3．某采用交叉方式编址的存储器容量为32字，存储模块数为4，存储周期为200ns，总线传送周期为50ns，某程序需要连续读出地址为1000～1011的4个字，则所需时间为。 4．在相对寻址方式中，操作数的有效地址等于的内容加上指令中的形式地址D。 5．不同的计算机有不同的指令系统，“RISC”表示的意思 是。 6．某CPU微程序控制器控存容量为512×20位，需要分别根据OP字段和ZF条件码进行分支转移，则P字段和后继地址字段应分别为和_ 位。 7．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做，它常常用若干个来表示，而后者又包含有若干个时钟周期。
现代计算机的发展 单单CPU方面就有可能通过“量子计算机”“DNA计算机”“光子计算机”等等技术来实现。不过性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线，计算机的发展还应当变得越来越人性化，同时也要注重环保等等，计算机发展中可能出现的趋势有：模块化、无线化、专门化、网络化、环保化、人性化、智能化、个性化。未来的计算机将沿着多条发展路线继续前进，不但强调性能的大幅飞跃，而且还将提高计算机的人性化，加强人机交互能力。同时还注重环保性，为承受巨大压力的地球减压。 一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏，不是由某项指标来决定的，而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。但对于大多数普通用户来说，可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。(1)运算速度。运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”（mips，Million Instruction Per Second）来描述。同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium/133的主频为133 MHz，PentiumⅢ/800的主频为800 MHz，Pentium 4 1.5G的主频为1.5 GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。 (2)字长。一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8位和16位。目前586（Pentium， Pentium Pro，PentiumⅡ，PentiumⅢ，Pentium 4）大多是32位，现在的大多装人都装64位的了 (3)内存储器的容量。内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。目前，运行Windows 95或Windows 98操作系统至少需要16 M的内存容量，Windows XP则需要128 M以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。 (4)外存储器的容量。外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为10 G至60 G，有的甚至已达到120 G。 以上只是一些主要性能指标。除了上述这些主要性能指标外，微型计算机还有其他一些指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等等。