第一章计算机系统概论
1.1计算机发展简史
20世纪是人类最辉煌的世纪之一。
第一台计算机是1946年问世的。命名为ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）。
信息革命时代到来。
以器件划分：
第一代：电子管计算机。时间：1946~1957年；
第二代：晶体管计算机。时间：1958~1964年；
第三代：集成电路（IC）计算机。时间：1965~1970年；
第四代：大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）计算机。时间：1970~
第五代：新一代计算机。。。。。。
计算机语言的划分：
第一代：机器语言。每条指令用二进制编码，效率很低。
第二代：汇编语言。用符号变成，和具体机器指令有关，效率不是很高。
第三代：高级语言。50年代出现了知名的高级语言：FORTRAN，ALGOL，COBOL，BASIC，PASCAI，C等。
+
第四代：在高等语言的基础上集成的模块化语言，有更强的编程功能，如SQL POWER BUILDER，POWER POINT，EXECELL,DELPH等。更广泛的面向对象的编程语言和网络语言，如VB，VC，C++ 以及HTML，Java等。出现了各种软件开发工具，即所谓的CASE （计算机辅助软件工程），实际上CASE已超出了语言的范围，集语言、数据库于一体，形成了所谓信息系统应用生成工具，从而以语言划分时代的标准就此结束。
以应用划分：
第一阶段：军事方面的应用。如弹道计算，核武器设计等。
第二阶段：科学计算、工程设计等方面的应用；、
第三阶段：应用于管理，这是计算机应用最广泛的领域；
第四阶段：计算机广泛应用于辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）；
第五阶段：综合应用，包括CAD，CAM，CAPP，MIS，DSS以及OA，ES等形成所谓的计算机集成制造系统（CIMS）。
第六阶段：家庭应用、广泛应用于教学、日常生活等。
以上阶段都不十分严格，实际上所有应用都在继续着，计算机已无处不有，无处不用，已深入到社会的各个角落。
第四种划分方法是所谓的几个“浪潮”的观点。
第一次浪潮（50~60年代）：以IBM370为代表的所谓“大型机”（Mainframe）浪潮，其特点是以批处理为主主要用于大规模科学计算；、
第二次浪潮（60~70年代）：小型机浪潮，典型的是DEC公司的PDP和V AX机的出现，其特点是多用户分时处理；
第三次浪潮（70年代以后）：是微型计算机（Micro Computer）的出现，并迅速渗入到企业、机关、学习和家庭。目前微型机继续向大规模集成、微型化、智能化、网络化方向发展。1.2计算机分类及其应用
1.按信息的表示形式和处理方式分类：
数字计算机、模拟计算机以及数字模拟混合计算机。
信息有两大类：一是数字类信息，如工厂中的生产、库存、财务等信息，这些信息的处理方式大多数属于数据处理，另一种是模拟量信息，是指连续变化的物理量，如自动控制中的温度、压力、距离等，这类型信息的处理大多数为科学计算，过程控制等。数字计算机采用二进制运算，特点是解题精度高，便于存储信息，是通用性很强的计算工具，既能胜任科学计算和数据处理，也能进行过程控制和CAD/CAM等工作；模拟计算机的运算部件是一些电子电路、其运算速度极快，但精度不高，主要用于实时控制(如军事)，但难于存储信息，使用也不够方便；混合计算机是取数字、模拟两种计算机之长，既能高速运算、有便于存储。
2.按计算机的用途分类：
通用计算机和专用计算机。
3.按计算机的规模分类：
分为巨型机、大型机、中型机、微型机等。综合了计算机的运算速度、字长、存储容量、输入输出能力、价格等指标。一般说巨型机、大型机结构复杂，运算速度快，存储量大，价格昂贵。
1.2.2 计算机应用
计算机的应用一般可分为两大类——数值应用和非数值应用。非数值应用已远远超过数值计算。
1.在科学计算中的应用
2.在实时控制中的应用。
3.在数据处理中的应用。
4.在联
5.在辅助设计和辅助制造中的应用。
6.在办公自动化中的应用。
7.在网络和电子商务中的应用。
计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来，通过网络软件以实现资源共享和信息传递的系统。
1.3计算机硬件基本概念
1.3.1计算机硬件的基本组成
计算机硬件系统是指构成计算机的所有物理部件的集合。
通常这些部件是由电子磁性、光元器件、机械等物理部件组成的。
五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
1946年由美籍匈牙利科学家冯诺依曼（V on.Neumann）提出，并确定计算机中的程序和数据均以二进制表示。
冯诺依曼模型的主要贡献是：计算机可以运行预先存储的指令序列。
运算器和控制器合称为CPU（Central Processing Unit），即“中央处理单元”，这是硬件的核心部分，承担计算机运算和控制任务。
存储器分为主存和辅存。CPU与主存合称为主机（Main Machine）。
主存储器由记忆单元组成，存放数据、中间结果和运算命令。
输入输出设备和称为外部设备或简称为外设，输入设备用于输入原始数据和控制命令，输出设备共用于输出运行结果。
1.3.2 数据流、控制流和总线结构
对数据流，数据有输入设备输入至运算器，在存储于存储器中。在运算处理过程中，数据从
存储器读入运算器进行运算，将运算的结果在存入存储器，或者有运算器经输出设备输出。指令通过输入设备也以数据代码的形式存储于存储器中，运算时，指令由存储器送入控制器，有控制器控制各部件的工作。
计算机硬件的连接方式主要有网状结构和总线结构（BUS），主要采用总线结构。
1.以CPU为中心的双总线结构
总线是一条有并行导线组成的宽平线，并行导线的数目和计算机字长相同。
数据和指令都是通过总线传输的。
两条总线：输入输出（I/O）总线，存储总线，CPU和存储器之间的联接线是存储总线。
因为从存储器中存取数据时必须通过CPU的运算器，运算器成了I/O设备和存储器之间的中间站，从而影响了运算器的工作效率。
2.以内存储器为中心的双总线结构
这种结构的I/O设备直接通过I/O总线和内存储器传输数据，而不需要通过CPU中的运算器，从而提高了存取效率，70年代以来，许多计算机采用这种总线方式。
3.单总线结构、
只有一条总线，不再分为I/O总线、存储总线，而是将I/O设备、CPU、内存储器、外存储器（主机以为的磁盘、磁带等）都联在一条总线上。单总线结构简单，增加设备方便，大多数微机采用这种方案。
1.3.3 计算机各主要部件简介
1.运算器
进行运算的部件。
计算机中的运算有两类：数学运算，加减乘除四则运算，
另一类是逻辑运算。
运算器组成：算术/逻辑运算单元（ALU）、累加器（L A）和通用寄存器（L B）等组成；
累加器：一个位数等于字长的寄存器，可以存储来自总线的二进制信息作为参加运算的一个操作数，用于向算术逻辑单元输送，又能暂时存放ALU运算的结果。
累加器L A 与总线之间的数据传送是双向的。
通用寄存器也是一个其位数等于字长的寄存器，用于暂存另一个参加运算的操作数，此操作数来自总线。
ALU由加法器及控制逻辑电路组成，以完成L A 和L B 中数据相加或相减运算。
2.控制器
控制和指挥整个计算机自动、连续和协调地完成一条条指令。控制器主要有三大部件组成：指令部件、时序部件和控制部件。
（1）指令部件
包括程序计数器（Program Counter）、指令寄存器IR（Instruction Register）和指令译码器ID（Instruction Decoder）。
程序计数器是一个计数器，由触发器组成，用于存放当前执行的指令地址。
当该指令执行时，程序计数器自动加1，以准备计算机执行下一条指令，这样是计算机逐条执行存放在内存中的指令，从而完成一个一个完整的程序。
指令寄存器用IR也是触发器组成的，用来存放正在执行的一条指令。当执行一条指令时，计算机首先从内存中取出一条指令送到指令寄存器IR，IR将指令的操作码送到指令译码器ID，译码器确定操作类型。
指令译码器是一组逻辑电路，当来自指令译码器的高4位（如I7~I4）二进制操作码是0001
时，则将译码后只有ADD端为高电位1，其他输出为低电位，所以这是一条加法指令。
同时IR指出操作数的地址，以便找出操作数，进行操作码所指定的运算，从而完成一条指令规定的操作。
ID真值表：
I7I6I5I4输出
0 0 0 0 LDA
0 0 0 1 ADD
0 0 1 0 SUB
0 0 1 1 STA
1 1 1 0 OUT
1 1 1 1 HLT
（2）时序部件
产生定时节拍，一般由时序信号源、节拍发生器及微操作电路组成。时钟信号源一般用石英晶体振荡器，
节拍发生器由触发器组成的环形计数器和一些控制电路组成。
（3）微操作控制部件
3.存储器
计算机主机内部的存储器称为内存储器或主存储器，计算机主键外部的硬盘（硬、软磁盘）、磁带等称为外存储器或福存储器。
这是上世纪的理论！
4.输入设备
输入设备的作用：从外界将数据、命令输入到计算机内存。
常见的输入设备有：键盘、鼠标、软盘和盒式磁带机、光学字符阅读器、声音识别器、图形识别器和摄像设备等。
5.输出设备
将计算机处理后的结果信息转换成外界能够使用的饿数字、文字、图形、声音等。
常用输出设备：打印机、绘图仪和显示终端、声响设备等。
1.4计算机软件基本概念
软件是相对于硬件而言的。
为运行、维护、管理及应用计算机所编制的所有程序及文档的综合。、
1.4.1软件的分类
系统软件和应用软件。
系统软件是指直接为管理和维护计算机本身所用的程序，如操作系统、编辑程序、语言处理程序、数据库系统、装配连接程序等。
应用软件是指为用户所使用的通用程序或用户自己编写的用户程序。
通用软件、实用软件、用户程序等。
1.4.2操作系统及其功用
是计算机自己管理自己的一个系统软件。
三个作用：
（1）管理计算机的硬件和软件资源，使之能够有效地应用；
（2）组织、协调计算机的运行，以增强系统的处理能力；
（3）提供人机接口，为用户提供方便。
具体说有如下功能：
（1）作业管理。
用户运行一个程序称运行一个作业。提供作业有先有后，优先级不一定相同，操作系统根据作业的先后和轻重缓急，控制用户的作业排序及运行。
（2）资源管理。为了有效利用计算机的主机、外设以及系统程序、数据，操作系统必须进行有效合理的管理。
（3）中断处理。当计算机出现异常情况，或者是实现主机与外设的并行操作时进行中断处理。
（4）输入/输出处理。
（5）调度。在计算机运行过程中对处理机、进程、作业以及外设等进行调度和管理。（6）错误处理。如计算机运行时出现错误，操作系统以合理方式进行错误处理，以便不影响其他程序的正常运行。
（7）保护和保密处理。
操作系统可以保护系统程序和用户程序不受侵犯，禁止对程序和数据的不合要求的访问。（8）记账。
对计算机用户使用资源情况进行记账，如将上机机时数、打印页数等记录下来。
操作系统类型：
（1）批处理操作系统。
批处理，就是用户可以成批地提供待运行的程序（作业），一旦提供给计算机，用户就不在干预，直到运行完成。
优点：提高效率，缺点：用户不能中间介入，不便于程序的调试和人机对话。
（2）分时操作系统。
分时，是指操作系统按一定的方式轮流地分配机时给多个用户使用。
对于用户来说，由于计算机的运行速度很快，感觉不到有几个用户在同时使用一台计算机。当用户个数增多时，分时系统可能速度慢一些。
（3）实时操作系统。
根据用户的优先级别的高低，对不同级别的用户有不同的响应方式，使个用户均感到他们的要求及时地得到满足。
实时系统有两类，一是实时过程控制，另一类是实时信息处理系统。
实时系统要求响应时间快，安全性能好。
（4）网络操作系统。
用于对多台分布在不同位置的计算机及其设备之间的通讯进行有效的监护和管理。
网络操作系统比一般操作系统有更高的层次，以为他是属于网上所有计算机的，而不是某台计算机所特有。
在网上联系各计算机的公共语言称通讯协议，网内计算机之间以及各操作系统之间的通讯必须按照协议进行。
常用的操作系统有DOS，Windows，OS/2，Unix等。
网络操作系统有Netware，Windows NT等。
1.4.3数据库管理系统及其功用
现在的数据库管理系统也是一个通用的应用软件，如FOXPRO、Access等。
数据库技术使数据独立于应用程序，并将数据集中起来，统一管理。
这个管理程序就是数据库管理系统（DBMS）。
三种数据库模型的数据库管理系统，层次型数据库、网状数据库、关系数据库管理系统（现
在还有面向对象数据库管理系统），其中关系数据库使用最为方便，故得到了广泛的应用。微机上著名的数据库系统有FOXBASE、FOXPRO、Paradox、Access等，著名的大型关系数据库有SYBASE、ORACLE、INGERESS、INFORMIX、DB/2以及网络数据库SQL Server 等。
1.4.4计算机语言
计算机语言是用户和计算机之间的交流工具。
早先计算机语言是二进制书写的机器语言，后来是汇编语言，现在大多是高级语言即第三代语言，而更高级的第四代语言已经等得了广泛应用。
用高级语言编写的程序称源程序，源程序是不能直接运行的，需要翻译成机器语言，即目标程序，这种翻译的翻译者是计算机自身，称为编译程序或解释程序。
1.4.5常用通用软件
微软的OFFICE，国产字处理软件WPS2000,、报表处理软件CCED等。
工具软件有POWERBUILEDER、DELPH以及AUTOCAD——计算机辅助绘图软件等。1.5计算机性能指标
（1）主频（时钟周期）。
主频是计算机的重要指标之一，这在很大程度上决定了运行速度。主频的单位是兆赫兹（MHZ），古代微机的主频：5MHZ~30MHZ，Intel 8086为：5MHz,80286为：8MHz，80386为：16MHz，80486为：25MHz~33MHz，奔腾芯片可达几百MHz以上。
（2）字长。
一般以字为单位处理、传送，字一般以二进制编码，二进制位数即为字长。
古代的微机有4位、8位、16位字长的，现在大多数微机为32位字长。
字长越长，运算精度越高、处理功能越强；
字长和存储单元有关。
大型机的字长：48位，64位，DEC公司的阿尔法芯片为64位，Pentium芯片也已达到64位字长。
（3）运算速度。
单位：MIPS，即每秒百万指令数，现在的高档微机的运算速度已达到几百个MIPS，1998年美国IBM公司宣布，改公司的蓝色太平洋机达到3.9万亿次/秒，2003年计算机的运算速度可达5万亿~40万亿次/秒。
（4）存储容量
计算机能有最大存储器容量和能带最大外存储器容量。
（5）可靠性。
系统可靠性的重要性是显而易见的，可靠性的指标是平均无故障时间MTBF。
若t i 是第i此无故障间隔时间，N为故障数，则
MTBF = （t1+t2+t3+…ti+…+tn）/ N,其值越大越好。
（6）系统可维护性。
发生故障后能尽快恢复正常，因此可用平均修复时间MTTR衡量。
MTTR = （T1+T2+T3+。。。+Ti+。。。+TM）/M，其中，Ti为第i此故障至投入运行的时间，M为修复总次数。
（7）兼容性。
指设备或程序可以用于多种系统中的性能，包括数据和程序（语言）兼容，设备兼容等。兼容使机器易于推广。
（8）性能/价格比。
性能是指综合性能，包括硬件性能、软件性能、使用性能等，而价格不只是考虑硬件的价格，
同样包括软件等价格。
除上述平均指标以外还应考虑汉字处理能力，数据库管理系统和网络功能等。
总之，评价标准来自于一定的理论知识和大部分的实践经验或实践需求！
第2章数字逻辑基础
2.1逻辑代数初步
具有开、关的现象称为逻辑现象。
逻辑代数是研究复杂的逻辑关系的有力工具，又称为布尔代数。
逻辑代数中的值只有两个：1和0.
某些运算规则和普通代数相同，但逻辑代数中的0和1的意义不是普通代数中的数值0和1，只代表物理量的状态，因此，逻辑代数运算含义和普通代数完全不同。
2.1.1逻辑代数的基本运算
三种基本逻辑运算：逻辑加、逻辑乘和逻辑非运算。
1.逻辑加
逻辑变量A、B进行逻辑加运算，L是运算结果，表达式：
L = A + B
意义：逻辑变量A或B中，只要有一个是1，则逻辑变量L的值为1.
基本运算规则：
0+0=0 A+0=A 0+1=1 A+1=1 1+0=1 A+A=A 1+1=1
2.逻辑乘
逻辑变量A、B进行逻辑乘运算，逻辑变量L为逻辑运算结果，则逻辑乘的表达式为：
L = A*B 或L = AB
意义：只有逻辑变量A和逻辑变量B都为1时，逻辑变量L才为1.
反之，只要逻辑变量A或B中有一个为0，则L即为0.
运算规则：
0*0=0 A*0=0 0*1=0 A*1=A 1*1=1
3.逻辑非
又称逻辑反。逻辑变量A的逻辑非表示A的相反，用`A表示。
L = `A
运算规则：
非0=1，非1=0，A+非A=1，A*非A=0，非（非A）=A
2.2逻辑电路
最基本的三种逻辑电路：与门电路、或门电路和非门电路。
2.2.1与门及与逻辑关系
事件出现必须所有条件都满足的关系，这种因果关系称与逻辑关系。
与逻辑关系的含义：
当决定事件的所有条件都满足时，条件才会发生的饿关系。
L=A*B，逻辑与（AND）也叫逻辑乘。
描述这种关系的电路称与门电路。
GB4728,12——85是与门电路的标准符号。
2.2.2或门及或逻辑关系
当决定事件的条件有一个满足时事件就发生的关系称或逻辑关系。
Y=A+B
逻辑或又称逻辑加。
2.2.3非门及非逻辑关系
当条件存在时，事件不发生，当条件不存在时，事件却发生。非门的逻辑关系：Y=非A
由于非门的输出总是和输入相反，故又称非门为反相器。
2.2.4与非门
与非门是与门和非门电路串接的电路。
逻辑表达式：Y=非（A*B*C）
2.2.5或非门
全国2004年4月高等教育自学考试 计算机原理试题 课程代码：02384 第一部分选择题（共25分） 一、单项选择题（本大题共25小题，每小题1分，共25分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．计算机中一次处理的最大二进制位数即为（） A．位B．字节 C．字长D．代码 2．下列算式中属于逻辑运算的是（） A．1+1=2 B．1-1=0 C．1+1=10 D．1+1=1 3．下图所示的门电路，它的逻辑表达式是（） A．F=CD AB B．F=ABCD C．F=AB+CD D．F=ABCD 4．八进制数中的1位对应于二进制数的（） A．2位B．3位 C．4位D．5位 5．下列叙述正确的是（） A．原码是表示无符号数的编码方法 B．对一个数据的原码的各位取反而且在末位再加1就可以得到这个数据的补码
C．定点数表示的是整数 D．二进制数据表示在计算机中容易实现 6．浮点数0.00100011B×2-1的规格化表示是（） A．0.1000110B×2-11B B．0.0100011B×2-10B C．0.0100011B×20B D．0.1000110B×21B 7．两个定点数作补码加法运算，对相加后最高位出现进位1的处理是（） A．判为溢出B．AC中不保留 C．寄存在AC中D．循环加到末位 8．运算器中通用寄存器的长度一般取（） A．8位B．16位 C．32位D．等于计算机字长 9．目前在大多数微型机上广泛使用宽度为32/64位的高速总线是（） A．ISA B．EISA C．PCI D．VESA 10．某计算机指令的操作码有8个二进位，这种计算机的指令系统中的指令条数至多为 （）A．8 B．64 C．128 D．256 11．间接访内指令LDA @Ad的指令周期包含CPU周期至少有（） A．一个B．二个 C．三个D．四个 12．在程序中，可用转移指令实现跳过后续的3条指令继续执行。这种指令的寻址方式是（） A．变址寻址方式B．相对寻址方式
第二章运算方法和运算器练习 一、填空题 1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。 2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。 3. 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。若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。 4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。 5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。 6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。 7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当 YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加 【x】补，再右移一位。 8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。 9. 原码一位乘法中，符号位与数值位（分开运算），运算结果的符号位等于（两操作数符号的异或值）。 10. 一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该（加1）。 11. 左规的规则为：尾数（左移一位），阶码（减1）。 12. 右规的规则是：尾数（右移一位），阶码（加1）。 13. 影响进位加法器速度的关键因素是（进位信号的传递问题）。 14. 当运算结果的补码尾数部分不是（11.0×××××或00.1×××××）的形式时，则应进行规格化处理。当尾数符号位为（01）或（10）时，需要右规。 15. （进位信号的产生与传递逻辑）称为进位链。
福建师范大学网络教育学院 《计算机组成原理》复习资料 一、单项选择题 1、现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织，在下面的总线结构运算器中，单总线结构的操作速度最慢，而（B）的操作速度最快。 A．双总线结构B．多总线结构 C．单总线结构D．三总线结构 2、微型计算机的分类通常以微处理器的（D）来划分。 A．芯片名B．寄存器数目 C．字长D．规格 3、将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称其为（A）。 A．数据处理B．辅助设计 C．实时控制D．数值计算 4、虚拟存储器是建立在多层次存储结构上，用来解决（C）的问题。A．存储B．外存 C．主存容量不足D．外存容量不足 5、微程序放在（B）中。 A．RAMB．控制存储器 C．指令寄存器D．内存储器 6、冯．诺依曼机工作方式的基本特点是（A） A．按地址访问并顺序执行指令B．堆栈操作 C．选择存储器地址D．按寄存器方式工作 7、D/A转换器是（D） A．把计算机输出的模拟量转为数字量 B．把模拟量转为数字量，把数字量输入到计算机 C．把数字量转为模拟量，把转化结果输入到计算机 D’把计算机输出的数字量转为模拟量
8、浮点数的表示范围和精度取决于（A） A．阶码的位数和尾数的位数 B．阶码的位数和尾数采用的编码 C．阶码采用的编码和尾数采用的编码 D.阶码采用的编码和尾数的位数 9、ASCII码是对（A）进行编码的一种方案。 A．字符B．声音 C．图标D．汉字 10、ALU属于（A）部件。 A．运算器B．控制器 C．存储器D．寄存器 11、字长16位，用定点补码小数表示时，一个字所能表示的范围是（A）A．-1~（1-2-15）B．0~（1-2-15） C．-1~+1D．-（1-2-15）~（1-2-15） 12、微程序入口地址是（B）根据指令的操作码产生的。 A．计数器B．译码器 C．计时器D．判断逻辑矩阵 13、计算机中表示地址时使用（D） A．原码B．补码 C．反码D．无符号数 二、改错题（针对各小题的题意，改正其结论中错误或补充其不足。） 1、程序计数器PC用来指示从外存中取指令。 错。程序计数器PC用来指示现行指令的地址。 2、加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般采用串 行加法器。 错。加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般采用并行加法器。 3、为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续 执行程序，不用进行现场保护操作。
《计算机原理简明教程》习题参考答案 第一章习题答案 1.1 答：是1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生，称为ENIAC. 特点是由1800个电子管和1500个继电器组成，重30吨；功耗150KW；只有20个 寄存器，运算速度5000次/秒。 1.2 答：先将编好的程序输入存储器，然后按顺序逐条取出指令并执行。执行时指令在控制器中经分析、解释后产生各种控制信号，控制计算机完成指令的操作容。 包括存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备五大部件。 1.3 答：共经历了四代。 第一代：硬件，电子管；软件，汇编语言。 第二代：硬件，晶体管；软件，高级语言。操作系统出现。 第三代：硬件，集成电路；软件水平提高，操作系统普遍使用。 第四代：硬件，超大规模集成电路；软件具有智能化特性。 1.4 答：硬件就是计算机系统的物理实体。软件是指为计算机运行工作服务的全部技术资料、数据和各种程序。 1.5 答：分为应用层、系统层和硬件层三个层次。 1.6 答：应用层包括系统分析、应用软件和语言工具。系统层包括操作系统和语言处理程序。语言处理程序即编译器或解释器。硬件层主要包括硬件设计和硬件电路。 1.7 答：应用层所有任务程序都要由系统层中的语言处理程序将其转换成机器语言。 1.8 操作系统的作用是什么？说出当前有名的几个操作系统。 操作系统是一个最主要的系统软件，他控制其他程序的运行，管理系统资源并且为用户提供操作界面，简单的操作系统有DOS，复杂的操作系统有UNIX,WINDOWS和LinuX。 1.9 超级计算机已经经历了几代？第三代与第五代相同处与不同处是什么？ 经历了五代：第一代单处理器系统、第二代向量处理系统、大规模并行处理系统、第四代共享存处理系统、第五代集群系统。 第三代与第五代在体系结构上是同构的，属于分布存处理方式，不同在于其是否采用价廉物美的日用品组件。
… 第一章计算机系统概论 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件硬件和软件哪个更重要 计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体 计算机硬件：计算机的物理实体 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要 如何理解计算机系统的层次结构 实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机 》 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 如何理解计算机组成和计算机体系结构 计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性 计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性 冯·诺依曼计算机的特点是什么 。 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中 指令由操作码、地址码两大部分组成 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行 以运算器为中心（原始冯氏机） 画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。 计算机硬件各部件 运算器：ACC, MQ, ALU, X ' 控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 解释概念 & 主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成
量子计算机 量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装臵。当某个装臵处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。 组长：黄桢 组员：鲍成晓、陈成川、葛广杰、胡龙 演讲：黄桢 问题回答：葛广杰 资料收集：鲍成晓、陈成川、胡龙、黄桢、葛广杰 PPT制作：鲍成晓、陈成川、黄桢
目录 第1章量子计算机 (3) 第1.1章有趣的量子理论 (4) 第2章概念 (4) 第2.1章经典计算机的特点 (4) 第2.2章量子计算机的特点 (5) 第2.3章量子计算机能做什么 (6) 第2.4章量子计算机的工作原理 (7) 第2.5章目前发展的系统 (9) 第3章名称的不同 (9) 第3.1章关于在中国台湾的名称 (9) 第3.2章关于在中国大陆的名称 (9) 第4章展望 (10) 第4.1章未来 (10) 第4.2章量子计算机的广阔前景 (10) 第5章研发现状 (10) 第5.1章世界首台量子计算机在美国问世 (10) 第5.2章最新研究结果 (11) 第5.3章国内量子计算机发展现状 (12) 第6章第一台商业化量子计算机 (12)
第1章量子计算机 量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。 量子计算机，或推而广之——量子资讯科学，在1980年代多处于理论推导等纸上谈兵状态。一直到1994年彼得·秀尔（Peter Shor）提出量子质因子分解算法后，因其对于现在通行于银行及网络等处的RSA加密算法可以破解而构成威胁之后，量子计算机变成了热门的话题。除了理论之外，也有不少学者着力于利用各种量子系统来实现量子计算机。 半导体靠控制集成电路来记录和运算信息，量子电脑则希望控制原子或小分子的状态，记录和运算信息。 图2：布洛赫球面乃一种对于二阶量子系统之纯态空间的几何表示法，是建立量子计算机的基础。 20世纪60年代至70年代，人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。研究发现，能耗来源于计算过程中的不可逆操作。那么，是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢？问题的答案是：所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机，而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作，那么在量子力学中，它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子计算机，实际上是用量子力学语言描述的经典计算机，并没有用到量子力学的本质特性，如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中，基本信息单位为比特，运算对象是各种比特序列。与此类似，在量子计算机中，基本信息单位是量子比特，运算对象是量子比特序列。所不同的是，量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上，而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态，不仅提供了量子并行计算的可能，而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同，量子计算机可以做任意的幺正变换，在得到输出态后，进行测量得出计算结果。因此，量子计算对经典计算作了极大的扩充，在数学形式上，经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子计算机对每一个叠加分量进行变换，所有这些变换同时完成，并按一定的概率幅叠
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:
A ．(7CD )16 B. ( 7D0)16 C. (7E0)16 D. 3. 下列数中最大的数是 _______ 。 A ．(10011001) 2 B. (227) 8 C. (98)16 4. ____ 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 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是 A. BCD 码 B. 16 进制 C. 格雷码 6. 下列有关运算器的描述中， ______ 是正确的 A. 只做算术运算，不做逻辑运算 B. C. 能暂时存放运算结果 D. 7. EPROM 是指 ____ 。 A. 读写存储器 B. C. 可编程的只读存储器 D. 8. Intel80486 是 32位微处理器， Pentium 是A.16 B.32 C.48 D.64 9 .设］X ］补=1.XXX 3X 4,当满足 _________ ■寸，X > -1/2 成立。 A. X 1必须为1，X 2X 3X 4至少有一个为1 B. X 1必须为1 , X 2X 3X 4任意 C. X 1必须为0, X 2X 3X 4至少有一个为1 D. X 1必须为0, X 2X 3X 4任意 10. CPU 主要包括 _____ 。 A.控制器 B. 控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU 和主存 11. 信息只用一条传输线 ,且采用脉冲传输的方式称为 _________ 。 A. 串行传输 B. 并行传输 C. 并串行传输 D. 分时传输 12. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是 _________ 。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 13. 下列 _____ 属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D. 文本处理 14. 在主存和CPU 之间增加cache 存储器的目的是 _____ 。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C.解决CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速 度 15. 某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用 ____________ 作为存储芯 片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D. 辅助存储器 16. 设变址寄存器为X ,形式地址为D, (X )表示寄存器X 的内容，这种寻址方式的有 效地址为 ______ 。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 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 ___________ 。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 18. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现的是 ________ 。 7F0）16 D. （ 152）10 o D. ASC H 码 只做加法 既做算术运算，又做逻辑运算 只读存储器 光擦除可编程的只读存储器 位微处理器。
计算机组成原理试题及答案 一、选择题（每题3分，共36分） 1、下列数中最小的数是（）。B A （1010010）2 B （00101000）BCD C （512）8D（235）16 2、某机字长16位，采用定点整数表示，符号位为1位，尾数为15位，则可表示的最大正整数为（），最小负整数为（）。 A A +（215-1），-(215-1) B +(215-1),-（216-1） C +（214-1），-(215-1) D +(215-1), -(1-215) 3、运算器虽由许多部件组成，但核心部分是（） B A 数据总线 B 算术逻辑运算单元 C 多路开关 D 累加寄存器 4、在定点运算器中，无论采用双符号位还是采用单符号位，都必须要有溢出判断电路，它一般用（）来实现 C A 与非门 B 或非门 C 异或门 D 与或非门 5、立即寻址是指（） B A 指令中直接给出操作数地址 B 指令中直接给出操作数 C 指令中间接给出操作数 D 指令中间接给出操作数地址 6、输入输出指令的功能是（） C 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与I/O设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序 7、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（） D A 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 B 一条微指令由若干条机器指令组成 C 每一条机器指令由一条微指令来执行 D 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 8、相对指令流水线方案和多指令周期方案，单指令周期方案的资源利用率和性价比（）A A 最低 B 居中 C 最高 D 都差不多 9、某一RAM芯片，其容量为1024×8位，除电源端和接地端外，连同片选和读/写信号该芯片引出腿的最小数目为（） B A 23 B 20 C 17 D 19 10、在主存和CPU之间增加Cache的目的是（）。 C 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中寄存器工作 11、计算机系统的输入输出接口是（）之间的交接界面。 B A CPU与存储器 B 主机与外围设备 C 存储器与外围设备 D CPU与系统总线 12、在采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在（）之间建立直接的数据通路。B A CPU与存储器 B 主机与外围设备 C 外设与外设 D CPU与主存 二、判断题（每题3分，共15分） 1、两个补码相加，只有在最高位都是1时有可能产生溢出。（×） 2、相对寻址方式中，操作数的有效地址等于程序计数器内容与偏移量之和（√） 3、指令是程序设计人员与计算机系统沟通的媒介，微指令是计算机指令和硬件电路建立联系的媒介。（√）
计算机的基本组成及工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。 计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。 计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。 没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。 计算机系统的基本组成如图1-6 所示。 图1-6 计算机系统的基本组成
1.3.2 计算机硬件系统的基本组成及工作原理 现代计算机是一个自动化的信息处理装置，它之所以能实现自动化信息处理，是由于采用了“存储程序”工作原理。这一原理是1946年由冯·诺依曼和他的同事们在一篇题为《关于电子计算机逻辑设计的初步讨论》的论文中提出并论证的。这一原理确立了现代计算机的基本组成和工作方式。 ⑴计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 ⑵计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ⑶采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。 可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同的工作。如图1-7所示，五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。首先，把表示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通过输出设备输出计算结果。 1．运算器（ALU） 运算器也称为算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）。它的功能是完成算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、“非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻辑运算，然后在运算器中完成。 2．控制器（CU） 控制器CU（Controller Unit）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组成。控制器通过地址访问存储器、逐条取出选中单元指令，分析指令，并根据指令产生的控制信号作用于其它各部件来完成指令要求的工作。上述工作周而复始，保证了计算机能自动连续地工作。 通常将运算器和控制器统称为中央处理器，即CPU（Central Processing Unit）,它是整个计算机的核心部件，是计算机的“大脑”。它控制了计算机的运算、处理、输入和输出等工作。 集成电路技术是制造微型机、小型机、大型机和巨型机的CPU的基本技术。它的发展使计算机的速度和能力有了极大的改进。在1965年，芯片巨人英特尔公司的创始人戈登·摩尔，给出了著名的摩尔定律：芯片上的晶体管数量每隔18~24个月就会翻一番。让所有人感到惊奇的是，这个定律非常精确的预测了芯片的30年发展。1958年第一代集成电路仅仅包含两个晶体管，而1997年，奔腾II处理器则包含了750万个晶体管，2000年的
计算机组成原理试题 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内。） 1.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 2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C）。 A．64K B．32KB C．32K D．16KB 3.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.21 B.17 C.19 D.20 4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(C)。 A.实现存储程序和程序控制 B.可以直接访问外存 C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
5.寄存器间接寻址方式中，操作数处在(B)。 A.通用寄存器 B.贮存单元 C.程序计数器 D.堆栈 6.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路 C.复杂指令计算机 D.超大规模集成电路 7．CPU响应中断的时间是_C_____。 A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。8．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 9．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。10．浮点数的表示范围和精度取决于__C____。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；
《计算机组成原理》习题解答 第1章 1. 解释概念或术语：实际机器、虚拟机器，机器指令、机器指令格式，主机、CPU、主存、I/O、PC、IR、ALU、CU、AC、MAR、MDR，机器字长、存储字长、指令字长、CPI、T C、主频、响应时间、吞吐量、MIPS、MFLOPS。 答：略 2. 如何理解计算机系统的层次结构？说明高级语言、汇编语言及机器语言的差别与联系。 答：⑴计算机系统是由软件和硬件结合而成的整体。为了提高计算机系统的好用性，程序设计语言的描述问题能力越来越强，各种程序设计语言大体上是一种层次结构，即高等级编程语言指令包含低等级编程语言指令的全部功能。 对于使用不同层次编程语言的程序员来说，他们所看到的同一计算机系统的属性是不同的，这些属性反映了同一计算机系统的不同层次的特征，即同一计算机系统可划分成多个层次结构，不同层次的结构反映的计算机系统的特征不同而已。 ⑵机器语言是能够被计算机硬件直接识别和执行的程序设计语言，机器语言是一种面向硬件的、数字式程序设计语言；汇编语言和高级语言均用符号表示机器语言指令，指令很容易阅读和编写、但不能被硬件直接识别和执行，它们均是一种面向软件的、符号式程序设计语言；相对于汇编语言而言，高级语言描述问题的能力更强；高级语言和汇编语言程序必须翻译成机器语言程序后，才能在计算机硬件上执行。 3. 计算机系统结构、计算机组成的定义各是什么？两者之间有何关系？ 答：计算机系统结构是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的计算机系统的属性，包括概念性结构和功能特性两个方面。主要研究计算机系统软硬件交界面的定义及其上下的功能分配。 计算机组成是指计算机硬件设计人员所看到的计算机系统的属性。主要研究如何合理地逻辑实现硬件的功能。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。 4. 冯·诺依曼模型的存储程序原理包含哪些内容、对计算机硬件和软件有哪些要求？冯·诺依曼模型计算机的特点有哪些？ 答：存储程序原理是指程序和数据预先存放在存储器中，机器工作时自动按程序的逻辑顺序从存储器中逐条取出指令并执行。 存储程序原理要求存储器是由定长单元组成的、按地址访问的、一维线性空间结构的存储部件；要求软件指令支持用地址码表示操作数在存储器中的地址，指令长度为存储单元长度的倍数，编程语言中必须有转移型指令，以实现程序存储顺序到程序逻辑顺序的转变。 冯·诺依曼模型计算机的特点可归纳为如下几点： ⑴计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成； ⑵存储器是由定长单元组成的、按地址访问的、一维线性空间结构； ⑶程序由指令组成，指令和数据以等同地位存放在存储器中； ⑷机器工作时自动按程序的逻辑顺序从存储器中逐条取出指令并执行； ⑸指令由操作码和地址码组成，操作码用于表示操作的性质，地址码用于表示操作数在
《计算机原理》练习题 一、填空题 1、为区别不同的进制，在数的末尾用字母表示，二进制为B ，十六进制为H ，十进制为D 。 2、8位二进制数组成一个字节，它是单片机中数的基本单位。 3、硬件技术中三种基本的无源器件是电阻、电容、电感。 4、电感对电流的作用效果可以总结为：阻交流、通直流，交流电流频率越高，电感对电流的阻抗效应越强。 5、电容对电流的作用效果可以总结为：隔直流、通交流，交流电流频率越高，电容对电流的阻抗效应越弱。 6、晶体二极管的一个最重要特征是单向导电。 7、晶体三极管的主要作用是电流放大作用。 8、微机硬件的五大部件是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 9、单片机又称为微控制器（MCU）。 10、单片机就是在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输入/输出（I/O）接口等片上外设的微型计算机。 11、单片机构成的四要素是CPU 、ROM 、RAM 和片上外设，它们相互之间通过总线连接。 12、8051单片机是8 位CPU。 13、时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。 14、时钟周期（振荡周期）是指为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。 15、机器周期是指单片机完成某种基本操作所需要的时间，它由12 个时钟周期组成。 16、假设单片机时钟频率f=12MHz，则时钟周期为1/12 us，机器周期为1 us。 17、假设单片机时钟频率f=6MHz，则时钟周期为1/6 us，机器周期为2 us。 18、单片机的存储系统包含三大部分：程序存储器（ROM）、数据存储器(RAM) 和特殊功能寄存器(SFR) 。 19、从物理地址空间来看，MCS-51单片机有四个存储器地址空间：即片内ROM 和片外ROM 以 及片内RAM 和片外RAM 。 20、从逻辑上看，单片机存储空间可分为三个部分：64KB程序存储器、256B数据存储器和64KB 数据存储器。 21、在单片机的引脚中，XTAL1和XTAL2用于连接时钟电路。 22、在单片机的引脚中，RESET用于连接复位电路。 23、在单片机的引脚中，EA=1，表示使用内部程序存储器。 24、在单片机的引脚中，EA=0，表示使用外部程序存储器。 25、单片机的时钟电路有：外部时钟电路和内部时钟电路。 26、单片机的并行端口有：P0 、P1 、P2 、P3 。其中P0 端口外接电路时要加上拉电阻，P3 端口主要使用其第二功能。 27、当单片机外接地址总线时，P2 端口作为地址总线高8位，P0 端口作为地址总线低8位。 28、当单片机外扩存储器时，作为数据总线的是P0 端口。 29、单片机复位后，PC= 0000H ，SP= 07H ，P0~P3= 0FFH 。 30、51单片机引脚P3.2的第二功能是：INT0外部中断0输入端，P3.3的第二功能是：INT1外部中断1输入端，P3.4的第二功能是：T0外部计数脉冲输入端0 ，P3.5的第二功能是：T1外部计数脉冲输入端1 。 31、单片机最小系统是能让单片机工作起来的一个最基本的组成电路。 32、C语言程序的基本结构有：顺序结构、选择结构和循环结构。 33、C语言程序中，有且仅有一个main 函数。 34、C程序的基本单位是函数。 35、C语言程序的执行是从main 函数开始，也是在main 函数中结束。 36、在C语言程序的运行过程中，我们称其值不能被改变的量为：常量；其值可以改变的量为：变量。 37、C语言中的变量必须先定义，后使用。 38、C语言规定给变量起名时，只能使用字母、数字、下划线，而且第一个字符不能是数字。 39、C语言中，定义数组a[10]，则数组a的第一个元素是：a[0] ，最后一个元素是a[9] 。 40、C语言中，执行语句：x=7/3;则x的值为：2 。 41、C语言中，执行语句：x=7%3;则x的值为：1 。
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 《计算机组成原理》 一、选择题： 1．定点运算器用来进行[ ] A．十进制数加法运算B．定点数运算 C．浮点数运算D．即进行定点数运算也进行浮点数运算 2．某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为[ ] A．64，16 B．16，64 C．64，8 D．16，16 3. 目前的计算机中，代码形式是[ ] A．指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放 B．指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放 C．指令和数据都以二进制形式存放 D．指令和数据都以十进制形式存放 4. 采用DMA 方式传送数据时，每传送一个数据就要用一个[ ] A．指令周期 B．数据周期 C．存储周期 D．总线周期 5．冯.诺依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 6．某机字长32位。其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点整数表示，则最大正整数为 [ ] A．+(231-1) B．+(230-1) C．+(231+1) D．+(230+1) 7．下列数中最大的数是[ ] B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 8．哪种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 9. 由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用下列哪个来规定[ ] A．主存中读取一个指令字的最短时间 B．主存中读取一个数据字的最长时间 C．主存中写入一个数据字的平均时间 D．主存中取一个数据字的平均时间 10. 下面叙述的概念中哪个是正确的[ ] A．总线一定要和接口相连 B．接口一定要和总线相连 C．通道可以代替接口 D．总线始终由CPU控制和管理 11. 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过下列哪个来实现[ ] A．原码运算的二进制减法器 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．补码运算的二进制加法器 12. 下列有关运算器的描述中哪个是正确的[ ] A．只作算术运算，不作逻辑运算 B．只作加法 C．能暂时存放运算结果 D．以上答案都不对 13. 某DRAM芯片，其存储容量为512K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为[ ] A．8，512 B．512，8 C．18，8 D．19，8
实验一算术逻辑运算实验 一．实验目的 1．了解运算器的组成结构。 2．掌握运算器的工作原理。 3．学习运算器的设计方法。 4．掌握简单运算器的数据传送通路。 5．验证运算功能发生器74LS181 的组合功能。 二．实验设备 TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一套。 三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路图如图2.6-1。图中所示的是由两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8 位字长的运算器。右方为低4 位运算芯片，左方为高4 位运算芯片。低位芯片的进位输出端Cn+4 与高位芯片的进位输入端Cn 相连，使低4 位运算产生的进位送进高4 位运算中。低位芯片的进位输入端Cn 可与外来进位相连，高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。 为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2（用锁存器74LS273 实现）来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 须为高电平。当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就 被锁存进DR1 或DR2 中了。 为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。否则输出高阻态。
2 图2.6-1 运算器通路图 数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。其中，输入开 关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时， 开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。 总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。 控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。 由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因 此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关KK2 的输出 端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 S3、S2、 S1、S0 、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各电平控制信号则使用“SWITCH UNIT”单元中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B 为低电平有效，LDDR1、 LDDR2 为高电平有效。 对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向DR1、DR2 工作暂存器打入 数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结 果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。 四．实验步骤 1．按图2.6-2 连接实验电路并检查无误。图中将用户需要连接的信号线用小圆圈标明（其 它实验相同，不再说明）。 2．开电源开关。
中国自考人——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧！ 浙江省2003年7月高等教育自学考试 计算机组成原理试题 课程代码：02318 一、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。每小 题1分，共20分) 1.迄今为上，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示，其理由是( )。 A.运算速度快 B.信息处理方便 C.节约元件 D.物理器件性能决定 2.在计算机中能直接被接受的语言为( )。 A.机器语言 B.汇编语言 C.高级语言 D.数据库语言 3.设二进制代码内容为01111111，其原码对应的真值是( )。 D.+127 4.2对应的十进制数是( )。 运算器的主要功能是进行( )。 A.算术运算 B.逻辑运算 C.累加器运算 D.算术运算和逻辑运算 6.若RAM芯片的存储容量为1M×8bit，则该芯片的地址线的数目是( )。 7.某计算机字长32位，存储容量为1MB，若按字编址，它的寻址范围是( )。 8.通常人们把依据某种需要而编制的指令序列称为计算机中的( )。 A.程序 B.文件
C.记录 D.集合 9.在计算机的指令系统中，通常采用多种确定操作数的方式。当操作数的地址由某个指定的变址寄存器内容与位移量相加得到时，称为( )。 A.直接数 B.间接寻址 C.变址寻址 D.相对寻址 10.某型计算机系统的微处理器的主频为100MHZ，四个时钟周期组成一个机器周期，平均三个机器周期完成一条指 令，则它的机器周期为( )ns。 11.在计算机中的寄存器里的值有时是地址，这只有计算机的( )能识别它。 A.时序信号 B.判断程序 C.指令 D.译码器 12.程序计数器属于( )。 A.控制器 B.运算器 C.存储器 D.输入输出接口 13.计算机CPU芯片中的总线属于( )总线。 A.外部 B.内部 C.系统 D.板级 14.在串行传输时，按顺序传输表示一个数据所有二进制的脉冲信号，每次一位。通常用第一个脉冲信号表示 ( )。 A.最高有效位 B.最低有效位 C.码元 D.无符号数 15.一级汉字有3755个，假设每个汉字字模采用16×16点阵，并放在主存中，则约占( )字节。 16.在微型计算机系统中，硬盘和主机进行数据交换一般采用( )方式。 A.通道控制 (直接存储器访问) C.程序中断控制 D.程序直接控制 17.周期挪用方式常用于( )方式的输入/输出中。
计算机组成原理试卷A 一、选择题（每小题2分，共30分） 1．下列数中最小的数是______。 A.（100100）2 B.（43）8 C.（110010）BCD D.（25）16 2．计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构上来看，至今绝大多数计算机仍属于______型计算机。 A.实时处理 B.智能化 C.并行 D.冯.诺依曼 3．存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来______。 A.存放数据 B.存放程序 C.存放微程序 D.存放数据和程序 4．以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A.RR型指令 B.RS型指令 C.SS型指令 D.程序控制指令 5. 计算机的外围设备是指______。 A.输入/输出设备 B.外存储器 C.远程通信设备 D.除了CPU和内存以外的其它设备 6．堆栈寻址方式中，设A为通用寄存器，SP为堆栈指示器，M SP为SP指示器的栈顶单元，如果操作动作是：（A）→M SP，（SP）-1→SP，那么出栈操作的动作应为______。 A.（M SP）→A，（SP）+1→SP B.（SP）+1→SP，（M SP）→A C.（SP）-1→SP，（M SP）→A D.（M SP）→A，（SP）-1→SP 7．某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的______才能识别它。 A.译码器 B.判别程序 C.指令 D.时序信号 8. 寄存器间接寻址方式中，操作数处在______。 A.通用寄存器 B.主存单元 C.程序计数器 D.堆栈 9. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。 A.11001011 B.11010110 C.11000001 D.1100101 10.不是发生中断请求的条件是______。 A.一条指令执行结束 B.一次I/O操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA操作结束 11.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______。 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可以直接访问外存D提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度 12.某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最小数目应 是______。 A 23 B 25 C 50 D 19 13.算术右移指令执行的操作是______。 A 符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位；