1010111001C C C
i+1
=1
CNT
－B ＝A＋（－＝A －B [A ]补[＋（B ）]补[]补＋[]补
C n-2
C M=0加B =1=1=1=1M=0 加M=1 减B ’
’
B ’
B ’
…M=1减…B 方式控制线
=1
=1
=1
=1…
=1
=1
=1
=1…
=1
=1
=1
=1…
=1
=1
=1
=1…
=1
=1
=1
=1…
C16P15
A15P15.C15.........4位CLA
C10G7G8Bi Gi =1
Pi P4..传播..C3...部件
C0
进位逻辑
B B B B B B B B
一、判断题 1. 在使用配置了触摸屏的多媒体计算机时，可不必使用鼠标器。 2. 盘和存之间以簇为单位交换数据。 3. 光盘是一种可读不可写的存储器。 4. VGA是显示器主机间的接口。 5. 激光打印机使用的墨水质量很高。 6. 扫描仪工作时，将被扫描的图件正面朝上。 7. 数码相机的成像技术与传统相机的成像技术基本相同。 8. ＣＭＯＳ是一种易失性存储器。 9. ＳＲＡＭ比ＤＲＡＭ速度慢。 10.ＲＯＭ是非易失性存储器。 11.利用Cache能加快程序的运行速度，其依据的原理是Cache速度快。 12.主存储器的编址单位是字节。 13.I/O控制器可以完全脱离ＣＰＵ控制Ｉ／Ｏ操作的全过程。 14.ＣＰＵ总线、存储器总线和Ｉ／Ｏ总线统称系统总线。 15.Ｉ／Ｏ接口就是用于连接Ｉ／Ｏ设备的各种插头插座。 16.总线控制器包含在主板的芯片组。 17.ＵＳＢ接口按双向并行方式传输数据。 18.ＡＬＵ与浮点运算器可以同时进行整数和实数的运算。 19.ＣＰＵ主频即ＣＰＵ总线频率。 20.计算机常用的输入设备为键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。21.不同厂家生产的计算机一定互相不兼容。 22.PC机的主存储器包含大量的存储单元，每个存储单元都可以存放8个Byte。 23.在使用输入设备进行输入时，目前还只能输入文字、命令和图像，无法输入声音。 24.为了提高CPU访问硬盘的工作效率，硬盘通过将数据存储在一个比其速度快得多的缓冲区 来提高与CPU交换的速度，这个区就是高速缓冲区，它是由DRAM芯片构成的。 25.在一台已感染病毒的计算机上读取一CD-ROM光盘中的数据，该光盘也有可能被感染病毒。 26.存储容量是数码相机的一项重要性能，不论拍摄质量如何，存储容量大的数码相机可拍摄 的相片数量肯定比存储容量小的相机多。 27.绘图仪、扫描仪、显示器、音箱等均属于输出设备。 28.PC机的主板又称为母板，上面可安装CPU、存储器、总线、I／O控制器等部件，它们是 PC机的核心。 29.由于硬盘的外部传输速率要小于部传输速率，所以外部传输速率的高低是评价硬盘整体性 能的决定性因素。 30. PC机中常用的外围设备都通过各自的扩充卡与主板相连，这些扩充卡只能插在主板上的 PCI总线插槽中。 31.大部分数码相机采用CCD成像芯片，CCD芯片中有大量的CCD像素，像素越多影像的分辨 率(清晰度)就越高，生成的数字图像也越小。 32. 高速缓存(Cache)可以看做主存的延伸，与主存统一编址，接收CPU的访问，但其速度要 比主存高得多。 33. 即插即用就是不需要设备驱动程序。 34. USB接口是一种通用的串行接口，通常连接的设备有移动硬盘、优盘、鼠标器、扫描仪
第二章计算机组成原理（5） 一、选择题 1、下列关于IC卡的叙述中，错误的是______ D ___。 A.IC卡是"集成电路卡"的简称 B.IC卡中内嵌有集成电路芯片 C.IC卡不仅可以存储数据，还可以通过加密逻辑对数据进行加密 D.非接触式IC卡依靠自带电池供电 2、下列关于USB接口的说法错误的是___ A _____。 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口只有一种标准（版本） B.一个USB接口通过USB集线器可以连接多 个设备 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B的中文含义是通用串行总线 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口连接的设备可以热插拔，即不需要关机就可以插拔设备 3、以下打印机中，需要安装硒鼓才能在打印纸上印出文字和图案的是____ A ____。 A.激光打印机 B.压电喷墨式打印机 C.热喷墨式打印机 D.针式打印 机 4、移动存储器有多种，目前已经不常使用的是__ D __。 A. U盘 B. 存储卡 C. 移动硬盘 D. 磁带 5、销售广告标为"P4/1.5G/512MB/80G"的一台个人计算机，其CPU的时钟频率是___ B _____。 A.512MHz B.1500MHz C.80000MHz D.4MHz 6、下列关于USB接口的叙述，正确的是＿A＿。 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口是一种总线式串行接口 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口是一种并行接口 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口是一种低速接口 https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B接口不是通用接口 7、显示器分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它指的是整屏可显示多少__D______。 A.颜色 B.ASCII字符 C.中文字符 D.像素 8、下面属于PC机标准输入设备的是_____ A ___。 A.键盘 B.触摸屏 C.扫描仪 D.数码相机 9、下面有关计算机输入输出操作的叙述中，错误的是____ C ____。 A.计算机输入/输出操作比CPU的速度慢得多 B.两个或多个输入输出设备可以同时进行工作 C.在进行输入/输出操作时，CPU必须停下来等候I/O操作的完成 D.每个(或每类)I/O设备都有各自专用的控制器 10、下面关于硬盘存储器信息存储原理的叙述中，错误的是______ D _______。 A.盘片表面的磁性材料粒子有两种不同的磁化方向，分别用来记录 "0"和"1" B.盘片表面划分为许多同心圆，每个圆称为一个磁道，盘面上一般都有几千个磁道 C.每条磁道还要分成几千个扇区，每个扇区的存储容量一般为512字节 D.与CD光盘片一样，每个磁盘片只有一面用于存储信息 11、下面关于硬盘存储器结构与组成的叙述中，错误的是______ D _____。 A.硬盘由磁盘盘片、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成 B.磁盘盘片是信息的存储介质 C.磁头的功能是读写盘片上所存储的信息 D.盘片和磁头密封在一个盒状装置内，主轴电机安装在PC主板上 12、下面关于液晶显示器的叙述中，错误的是_____D___。
第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（DR ）和（通用寄存器）。 2．参见图的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及为操作信号序列如下：
STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3．参见图的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：
PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4．假设主脉冲源频率为10MHz ，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解：
5．如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns ，T 2=400ns ，T 3=200ns ，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下：
第二章计算机组成原理（2） 一、选择题 1、以下关于计算机指令系统的叙述中，正确的是_____ B ___。 A.用于解决某一问题的一个指令序列称为指令系统 B.计算机指令系统中的每条指令都是CPU可执行的 C.不同类型的CPU，其指令系统是完全一样的 D.不同类型的CPU，其指令系统完全不一样 2、以下符号中____ C ____代表一种I/O总线标准。 A.CRT B.VGA C.PCI D.DVD 3、以下打印机中，需要安装硒鼓才能在打印纸上印出文字和图案的是____ A ____。 A.激光打印机 B.压电喷墨式打印机 C.热喷墨式打印机 D.针式打印 机 4、移动存储器有多种，目前已经不常使用的是__ D __。 A. U盘 B. 存储卡 C. 移动硬盘 D. 磁带 5、销售广告标为"P4/1.5G/512MB/80G"的一台个人计算机，其CPU的时钟频率是___ B _____。 A.512MHz B.1500MHz C.80000MHz D.4MHz 6、现在激光打印机与主机连接多半使用的是____B___接口，而以前则大多使用并行接口。 A.SATA https://www.doczj.com/doc/703632854.html,B C.PS/2 D.IEEE-1394 7、显示器分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它指的是整屏可显示多少__D______。 A.颜色 B.ASCII字符 C.中文字符 D.像素 8、下面属于PC机标准输入设备的是_____ A ___。 A.键盘 B.触摸屏 C.扫描仪 D.数码相机 9、下面有关计算机输入输出操作的叙述中，错误的是____ C ____。 A.计算机输入/输出操作比CPU的速度慢得多 B.两个或多个输入输出设备可以同时进行工作 C.在进行输入/输出操作时，CPU必须停下来等候I/O操作的完成 D.每个(或每类)I/O设备都有各自专用的控制器 10、下面关于硬盘存储器信息存储原理的叙述中，错误的是______ D _______。 A.盘片表面的磁性材料粒子有两种不同的磁化方向，分别用来记录 "0"和"1" B.盘片表面划分为许多同心圆，每个圆称为一个磁道，盘面上一般都有几千个磁道 C.每条磁道还要分成几千个扇区，每个扇区的存储容量一般为512字节 D.与CD光盘片一样，每个磁盘片只有一面用于存储信息 11、下面关于硬盘存储器结构与组成的叙述中，错误的是______ D _____。 A.硬盘由磁盘盘片、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成 B.磁盘盘片是信息的存储介质 C.磁头的功能是读写盘片上所存储的信息 D.盘片和磁头密封在一个盒状装置内，主轴电机安装在PC主板上 12、下面关于液晶显示器的叙述中，错误的是_____D___。 A.它的英文缩写是LCD B.它的工作电压低，功耗小 C.它几乎没有辐射 D.它与CRT显示器不同，不需要使用显示卡 13、下面关于鼠标器的叙述中，错误的是___ C _____ A.鼠标器输入计算机的是其移动时的位移量和移动方向 B.不同鼠标器的工作原理基本相同，区别在于感知位移信息的方法不同
第3章习题参考答案 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) 需要多少位地址作芯片选择？ 解： (1) 该存储器能存储：字节4M 8 32 220=? (2) 需要 片88 232 28512322192020=??=??K (3) 用512K 8位的芯片构成字长为32位的存储器，则需要每4片为一组进行 字长的位数扩展，然后再由2组进行存储器容量的扩展。所以只需一位最高位地址进行芯片选择。 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位的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) 若每个内存条为16M ×64位，共需几个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片? (3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各内存条? 解： (1) 共需 条464 1664 226=??M 内存条 (2) 每个内存条内共有 328 464 16=??M M 个芯片 (3) 主存共需多少 1288 464 648464226=??=??M M M 个RAM 芯片， 共有4个内存条，故CPU 选择内存条用最高两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地 址线用于内存条内部单元的选择。 3、用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。 (2) 设存储器读/写周期为μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少? 解： (1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器，需要用 16448 1632 64=?=??K K 个芯片，其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D 0D 7、D 8D 15、D 16D 23和D 24D 31，其余同
94 第六章 计算方法简介 §1 数值逼近 1.1 插值 许多实际问题都要用函数)(x f y =来表示某种内在规律的数量关系，其中相当一部分函数虽然可能在某个区间上具有很好的性质（连续、光滑等），但没有函数的表达式信息，我们只能通过实验或者观测得到函数在一些点i x 上的函数值 )(i i x f y =),2,1,0(n i =，这是一张函数表.有些函数虽然有解析式，但由于计算 复杂，使用不方便，我们通常也造一个函数表，例如三角函数表、平方根表等. 为了研究函数的性质，往往还需要求出不在函数表上的函数值，因此我们希望根据给定的函数表构造一个既能反映函数)(x f y =的性质、又便于计算的简单函数 )(x P ，用)(x P 来近似)(x f .这就是插值所要研究的问题. )(x P 称为)(x f 的插值函数.常用的插值函数是代数多项式或分段代数多项式. 1.1 Lagrange 插值 1.1.1 方法介绍 Lagrange 插值方法即，给定n 个插值节点以及对应的函数值信息， )(i i x f y =),2,1,0(n i =，利用n 次Lagrange 插值多项式公式，则对插值区间内 任意x 的函数值y 可通过下式近似求得： )()(1 1 ∏ ∑≠==--=n k j j j k j n k k x x x x y x y . 其中 ∏≠=--n k j j j k j x x x x 1称为插值基函数.可见，在Lagrange 插值中，对应1+n 个节点的 插值基函数一共有1+n 个，每个基函数是一个n 次多项式. 1.1.2 MATLAB 实现 Lagrange.m
《计算机组成原理》第10章在线测试 剩余时间： 59:56 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、Amdahl 提出的系统结构定义中的程序设计是为＿＿＿＿＿＿＿＿设计者所看到的计算机属性。D A、机器语言 B、C++ C、Java D、机器语言或编译程序设计者 2、Cache ，多模块交叉技术是属于＿＿＿＿＿＿＿＿层次技术。A A、存储器 B、控制器 C、运算器 D、总线 3、＿＿＿＿＿＿＿＿主要表现为时间重叠、资源重复和资源共享。C A、并发性 B、同时性 C、并行性 D、共享性
4、不属于RISC的特点的是＿＿＿＿＿＿＿＿。B A、流水线结构 B、寻址种类多 C、指令长度固定 D、指令格式种类少 5、Intel公司制成的80386使得X86微处理器进入第＿＿＿＿＿＿＿＿代。C A、一 B、二 C、三 D、四 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、计算机并行性主要表现为哪些方面？ABC A、时间重叠 B、资源重复 C、资源共享 D、集中控制 2、并行性包含哪些方面的含义？AC A、同时性 B、稳定性 C、并发性 D、高效率
3、计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个概念之间的关系怎样？ABCDE A、系统结构是计算机系统的软、硬件的界面 B、计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现 C、计算机实现是计算机组成的物理实现 D、一种计算机系统结构可以有多种组成实现 E、一种组成也可以有多种物理实现 4、按照指令流和数据流的不同组织方式，指令流和数据流的多重性，将计算机系统分为哪些类别？ABCD A、单指令流单数据流（SISD）计算机系统 B、单指令流多数据流（SIMD）计算机系统 C、多指令流单数据流（MISD）计算机系统 D、多指令流多数据流（MIMD）计算机系统 5、计算机更新换代的标志有哪些？AB A、计算机的器件 B、系统结构的特点 C、指令系统的复杂程度 D、CPU执行指令的速度 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、遵循同一标准，具有开放系统特点的计算之间具有良好的“可移植性”和“互操作性”
计算机组成原理第八章课后部分答案
8.1 CPU有哪些功能？画出其结构框图并简要说明每个部件的作用。 8.2 什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？ 解：指令周期：指取出并执行完一条指令所需的时间。 由于计算机中各种指令执行所需的时间差异很大，因此为了提高CPU 运行效率，即使在同步控制的机器中，不同指令的指令周期长度都是 不一致的，也就是说指令周期对于不同的指令来说不是一个固定值。 8.3 画出指令周期的流程图，分别说明图中每个子周期的作用。 解：
指令周期流程图 取指周期：取指令 间址周期：取有效地址 执行周期：取操作数（当指令为访存指令时） 中断周期：保存程序断点 8.4 设CPU内有这些部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR、CU。 （1）画出完成简洁寻址的取数指令“LDA@X”（将主存某地址单元的内容取至AC中）的数据流（从取指令开始）。 （2）画出中断周期的数据流。 解：CPU中的数据通路结构方式有直接连线、单总线、双总线、三总线等形式，目前大多采用总线结构，直接连线方式仅适用于结构特别简单 的机器中。 下面采用单总线形式连接各部件，框图如下：
（1）LDA@X指令周期数据流程图： PC→MAR M(MAR)→MDR (MDR)→IR PC+1→PC Ad(IR)→MAR M(MAR)→MDR MDR→Ad(IR) Ad(IR)→MAR M(MAR)→MDR MDR→AC （2）中断周期流程图如下：
8.7 什么叫系统的并行性？粗粒度并行和细粒度并行有什么区别？ 解：并行性：包含同时性和并发性。同时性指两个或两个以上的事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在同一时间段发生。即 在同一时刻或同一时间段内完成两个或两个以上性质相同或 性质不同的功能，只要在时间上存在相互重叠，就存在并行性。 粗粒度并行是指多个处理机上分别运行多个进程，由多台处理机合作完成一个程序，一般算法实现。 细粒度并行是指在处理机的指令级和操作级的并行性。 8.8 什么是指令流水？画出指令二级流水和四级流水的示意图，它们中哪一个 更 能提高处理器速度，为什么？ 解：指令流水：指将一条指令的执行过程分为n个操作时间大致 相等的阶段，每个阶段由一个独立 的功能部件来完成，这样n个部件 可以同时执行n条指令的不同阶段， 从而大大提高CPU的吞吐率。 指令二级流水和四级流水示意图如下：
第二章习题解答 1．设机器数的字长8位(含1位符号位)，分别写出下列各二进制数的原码、补码和 反码：0，-0，0.1000，-0.1000，0.1111，-0.1111，1101，-1101。 解： 2．写出下列各数的原码、补码和反码：7/16，4/16，1/16，±0，-7/16,-4/16,-1/16。解： 7/16=7*2-4=0.0111 4/16=4*2-4=0.0100 1/16=1*2-4=0.0001 真值原码补码反码 7/16 0.0111 0.0111 0.0111 4/16 0.0100 0.0100 0.0100 1/16 0.0001 0.0001 0.0001 +0 O.0OOO O.0OOO O.0OOO -0 1.0OOO O.0OOO 1.1111 -1/16 1.0OO1 1.1111 1.1110 -4/16 1.0100 1.1100 1.1011 -7/16 1.0111 1.1001 1.1000 3．已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示：[X1]原=O.10100，[X2]原=l.10111。 解：[X1]补=0.10100，[X2]补=1.01001。 4．已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值：[X1]补=O.10100，[X2]补=1.10111。 解： X1=O.10100， X2=-0.01001。 5．设一个二进制小数X≥0，表示成X=0.a1a2a3a4a5a6，其中a1～a6取“1”或“O”： (1)若要X>1/2，a1～a6要满足什么条件? (2)若要X≥1/8，a1～a6要满足什么条件? (3)若要1/4≥X>1/16,a1～a6要满足什么条件? 解：(1) X>1/2的代码为： 0.100001～0.111111。
《计算机组成原理》第10章在线测试 《计算机组成原理》第10章在线测试剩余时间：59:55 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、Amdahl 提出的系统结构定义中的程序设计是为＿＿＿＿＿＿＿＿设计者所看到的计算机属性。 A、机器语言 B、C++ C、Java D、机器语言或编译程序设计者 2、Cache ，多模块交叉技术是属于＿＿＿＿＿＿＿＿层次技术。 A、存储器 B、控制器 C、运算器 D、总线 3、＿＿＿＿＿＿＿＿主要表现为时间重叠、资源重复和资源共享。 A、并发性 B、同时性 C、并行性 D、共享性 4、不属于RISC的特点的是＿＿＿＿＿＿＿＿。 A、流水线结构 B、寻址种类多 C、指令长度固定 D、指令格式种类少 5、Intel公司制成的80386使得X86微处理器进入第＿＿＿＿＿＿＿＿代。 A、一 B、二 C、三 D、四 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、计算机并行性主要表现为哪些方面？ A、时间重叠 B、资源重复 C、资源共享 D、集中控制
2、并行性包含哪些方面的含义？ A、同时性 B、稳定性 C、并发性 D、高效率 3、计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个概念之间的关系怎样？ A、系统结构是计算机系统的软、硬件的界面 B、计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现 C、计算机实现是计算机组成的物理实现 D、一种计算机系统结构可以有多种组成实现 E、一种组成也可以有多种物理实现 4、按照指令流和数据流的不同组织方式，指令流和数据流的多重性，将计算机系统分为哪些类别？ A、单指令流单数据流（SISD）计算机系统 B、单指令流多数据流（SIMD）计算机系统 C、多指令流单数据流（MISD）计算机系统 D、多指令流多数据流（MIMD）计算机系统 5、计算机更新换代的标志有哪些？ A、计算机的器件 B、系统结构的特点 C、指令系统的复杂程度 D、CPU执行指令的速度 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、遵循同一标准，具有开放系统特点的计算之间具有良好的“可移植性”和“互操作性” 正确错误 2、只要是开放系统的计算机，其操作系统和应用程序即可互相交换使用，而不必作任何修改。
流水线相关 1 在下面描述的流水CPU基本概念中，正确的表述是（）。 A．流水CPU一定是多媒体CPU B．流水CPU一定是RISC机器 C．流水CPU是以空间并行性为原理构成的处理器。 D．流水CPU是一种非常经济而实用的以时间并行技术为原理构造的处理器。 2 下面描述的RISC机器基本概念中正确的句子是______。 A．RISC机器不一定是流水CPU B．RISC机器一定是流水CPU C．RISC机器有复杂的指令系统 D．CPU配置很少的通用寄存器 3 在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（）。 A 主存地址寄存器 B 程序计数器 C 指令寄存器 D 状态条件寄存器 4 电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是（） A 比尔盖茨 B 艾兰图灵 C 戈登摩尔 D 冯诺伊曼 5 科学家艾兰图灵对计算机的发展做出的贡献是（） A 提出了“存储程序”的概念 B 参与制造了世界第一台计算机 C 从理论上证明了制造出通用计算机的可能性 D 以上都不对 6 若指令的流水线把一条指令分成取指、分析和执行三个部分，且三个部分的时间分别为t 取指=2ns，t分析=3ns，t执行=4ns，则设计流水线时，其单个阶段的时间宜取（） A. 2ns B. 3ns C. 4ns D.以上都不对 7若指令的流水线把一条指令分成取指、分析和执行三个部分，且每个部分的时间均为T，则标准的流水线CPU执行10条指令的时间为（） A. 12T B. 30T C. 13T D.以上都不对 二计算理解题 1 假设一条完整的指令分成取指（IF）、译指和取数（ID）、执行（EX），写回（WB）四个阶段，画出非流水线、流水线、超标量流水线的指令时空图（各8个机器周期，并假设流水线不断流），且指出三种方式在8个机器周期中各执行了多少条指令。
第1章计算机系统概论 1. 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？解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 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。 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。 通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。 3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。 4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●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）。 6. 画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。答：计算机硬件组成框图如下：
1．考虑两个线性方程组，其系数矩阵如下 1211 11...23211111...1212341,121 1111...3452..............................121111... 12 21n n A A n n n n n ? ???? ?-??????--?? +?? ????==--??????+???? ??-?? ? ?????++-?? 问题的真解均取为[1,1,1,1,...1]T x =，线性方程组的右端项用这个真解计算出来。相应的问题分别称为问题I 和问题II 。请进行如下数值实验： （1） 对问题I 分别用Gauss 消元法，Cholesky 方法，修改的LDLT 算法，追赶法四 种方法求解，其中n=100； （2） 对问题II 分别用Gauss 消去法，列主元Gauss 消去法，不做行交换的列主元 Gauss 消去法求解，其中n=6； （3） 不断增加问题II 的矩阵阶数n=6,8,10,…,20，重复（2）的工作，看看会有什么 问题发生？解释其原因。 （1） Gauss ： 计算程序： n=100; A=2*eye(n); for i=1:n-1 A(i+1,i)=-1; A(i,i+1)=-1; end b=0; b(1)=1; b(100)=1; [x,XA]=GaussJordanXQ(A,b); Gauss 消元法源程序： %用Gauss 消元法解线性方程组 function [x,XA]=GaussJordanXQ(A,b) N = size(A); n = N(1); for i=1:(n-1)
for j=(i+1):n if(A(i,i)==0) disp('对角元素为0！'); %防止对角元素为0 return; end l = A(j,i); m = A(i,i); A(j,1:n)=A(j,1:n)-l*A(i,1:n)/m; %消元方程 b(j)=b(j)-l*b(i)/m; end end x=SolveUpTriangle(A,b); %通用的求上三角系数矩阵线性方程组的函数XA = A; %消元后的系数矩阵 （SolveUpTriangle.m）解上三角方程组源程序：%解上三角方程组 function x=SolveUpTriangle(A,b) N = size(A); n = N(1); x(n)=b(n)/A(n,n); for k=n-1:1 s=0; for i=k+1:n s=s+A(k,i)*x(i); end x(k)=(b(k)-s)/A(k,k); end 结果： x1=[0,0,0,…..0,0,1]T x2=[0,0,0,…..0,0,0.3820]T x3=[0,0,0,…..0,0,0.9900]T x4=[1,1,1,…..1,1,1]T Cholesky：
第2章练习题参考答案 一、判断题（正确Y，错误N） 1. CPU在很大程度上决定了计算机的性能，CPU的运算速度又与CPU的工作频率密切相关。因此，在其它配置相同时，使用主频为500MHz的Pentium4作为CPU 的PC机，比使用主频为1GHz Pentium4作为CPU的PC机速度快。N 2. 近年来，PC机中使用的1394接口比USB传输速度更快。Y 3. Cache存储器的存取速度比主存储器要快得多。因此，为了提高程序的运行速度，在软件开发时，应尽可能多地使用Cache存储器。N 4. 主存储器在物理结构上由若干插在主板上的内存条组成。目前，内存条上的芯片一般选用DRAM而不采用SRAM。Y 5. 在Pentium处理器中，整数ALU和浮点运算器可以分别对整数和实数同时进行运算处理。Y 6. RAM是随机存取存储器的缩写，其中“随机”的含义是：不论从(向)哪个地址读出或写入数据，所需时间都是相同的。N 7. 3.5英寸软盘的角上有一个小口，当滑动保护片将其盖住时，软盘就不能进行读写操作了。N 8. CPU工作时，它所执行的指令和处理的数据都是直接从磁盘或光盘中取出，处理结果也直接存入磁盘。N 9. 一般情况下，计算机加电后自动执行BIOS中的程序，将所需的操作系统软件装载到内存中，这个过程称为“自举”或“引导”。Y 10. 若某台PC机主板上的CMOS信息丢失，则该机器将不能正常运行，此时只要将其他计算机中的CMOS信息写入后，该机器便能正常运行。N 11. BIOS芯片和CMOS芯片实际上是一块芯片的两种叫法，是启动计算机工作的重要部件。N 12. 一个完整的计算机系统的两个基本组成部分是操作系统和数据库系统.N 13. USB接口是一种高速的并行接口。N 14. 计算机中总线的重要指标之一是带宽，它指的是总线中数据线的宽度，用二进位数目来表示（如16位，32位总线）。N 15. 在BIOS中不包含扫描仪、打印机等设备的驱动程序。Y 二、单选题 1. I/O操作是通过CPU执行INPUT指令和OUTPUT指令完成的。下面有关I/O操作的叙述中，正确的是_______ 。B A. CPU执行I/O指令后，直接向I/O设备发出控制命令，I/O设备便可进行操作。 B. 为了提高系统的效率，I/O操作与CPU的数据处理操作通常是并行进行的。 C. 各类I/O设备与计算机主机的连接方法基本相同。 D. 某一时刻只能一个I/O设备在工作。 2. 右图是某台PC机主板的示意图，其中（1）、（2） 和（3）分别是_______ 。C A. I/O 端口、AGP插槽和IDE接口。 B. IDE接口、CPU插槽和AGP接口。 C. I/O 端口、CPU插槽和内存插槽。 D．I/O 端口、IDE接口和AGP插槽。 3. PCI总线是目前PC机普遍使用的局部总线，下面有
第二章数码系统例题及答案 例题1写出下列各数的原码、反码、补码、移码（用二进制数表示）。 （1）－35/64 （2）23/128 （3）－127 （4）用小数表示－1 （5）用整数表示－1 （6）用整数表示－128 解：－1在定点小数中原码和反码表示不出来，但补码可以表示，－1在定点整数中华表示最大的负数，－128在定点整数表示中原码和反码表示不出来，但补码可以。 例题2设机器字长为16位，分别用定点小数和定点整数表示，分析其原码和补码的表示范围。 解：（1）定点小数表示 最小负数最大负数0 最小正数最大正数 二进制原码 1.111...111 1.000...001 0.000...001 0.111 (111) 十进制真值- (1-215) -2152－151-2-15 原码表示的范围：- (1-215) ～1-2-15 二进制补码 1.000...000 1.111...111 0.000...001 0.111 (111) 十进制真值-1 -2152－151-2-15 原码表示的范围：- 1 ～1-2-15
（2）定点整数表示 最小负数最大负数0 最小正数最大正数 二进制原码1111...111 1000...001 0000...001 0111 (111) 十进制真值- (215－1) -1 ＋1 215－1 原码表示的范围：- (215－1) ～215－1 [-32767 ~ +32767] 二进制补码1000...0001111...111 0000...001 0111 (111) 十进制真值-1 +1 215-1 原码表示的范围：- 215～215-1 [-32768 ~ +32767] 一、选择题 1．下列数中最小的数为（）。 A．(101001)2B．(52)8C．(101001)BCD D．(233)16 2．下列数中最大的数为（）。 A．(10010101)2B．(227)8C．(96)16D．(143)5 3．在机器数中，（）的零的表示形式是惟一的。 A．原码B．补码C．反码D．原码和反码 4．针对8位二进制数，下列说法中正确的是（）。 A．－127的补码为10000000 B．－127的反码等于0的移码 C．+1的移码等于－127的反码D．0的补码等于－1的反码 5．一个8位二进制整数，采用补码表示，且由3个“1”和5个“0”组成，则最小值为（）。 A．－127 B．－32 C．－125 D．－3 6．计算机系统中采用补码运算的目的是为了( )。 A．与手工运算方式保持一致B．提高运算速度 C，简化计算机的设计D．提高运算的精度 7．某机字长32位，采用定点小数表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正小数为( )，最小负小数为( )。 A，＋(231－1) B．－(1－2－32) C．+(1-2－31)≈+1 D．－(1－2－31)≈－1 8．某机字长32位，采用定点整数(原码)表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正整数为（），最小负整数为（）。
第二章 一．填空题 1. 设X=-69，n=8（含符号位），则X的原码为，X的补码为，X 的移码为。 2. 设机器字长为8位，X=78，Y=-97，则 [X]原= B, [X]补= B [Y]原= B, [Y]补= B 3. 阶码8位（最左一位为符号位），用移码表示，尾数为24位（最左一位为符号位），用规格化补码表示，则它能表示的最大正数的阶码为，尾数为；绝对值最小的负数的阶码为，尾数为。（以上回答用二进制书写） 4. 8位补码定点整数所能表示的绝对值最大的负数（即最负的数）的值为。 5. 补码定点小数所能表示的绝对值最大负数的值为。 6. 当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满足的条件为。 7. 影响并行加法器速度的关键因素是。 8. 向左规格化的规则为：尾数，阶码。 9. 运算器的基本功能是实现和运算。 10 在整数定点机中，机器数位补码，字长8位（含2位符号位），则所能表示的十进制数范围为至，前者的补码形式为，后者的补码形式为。 11 机器数为补码，字长16位（含1位符号位），用十六进制写出对应于整数定点机的最大正数补码是，最小负数补码是。 12 机器数为补码，字长16位（含1位符号位），用十六进制写出对应于小数定点机的最大正数补码是，最小负数补码是。 13 在整数定点机中，采用一位符号位，若寄存器内容为1 000 0000，当它分别表示为原码、补码、反码及无符号数时，其对应的真值分别为、、、和。（均用十进制表示） 14 在小数定点机中，采用1位符号位，若寄存器内容为10000000，当它分别表示为原码、补码和反码时，其对应的真值分别为、和（均用十进制表示）
第一章 误差 §1.误差的来源 实际问题——?建立数学模型—?确定数值计算方法——?编制程序上机算出结果 模型误差 截断误差或方法误差 舍入误差 §2. 绝对误差、相对误差与有效数字 (1) 绝对误差与绝对误差限 定义： 绝对误差 x x x e e ?==***)( . 近似值------↑ ↑------精确值 通常，由于x 不知道，所以无法得*e ，故估计*e 的上界*ε，即 ***||||ε≤?=x x e 或 **ε±=x x . ↑------称为近似值*x 的绝对误差限，简称误差限。 (2) 相对误差与相对误差限 110 ,210021±=±=x x 定义： 相对误差 .)(**** x x x x e x e e r r ?=== 由于x 未知，所以** * x e e r ≈； Q **2*****1)(x e x e x e x e ?=?，当||**x e 较小时，***x e x e ?是**x e 的平方级，可以忽略不计，∴ 取** *x e e r =. 与绝对误差类似，只能估计相对误差绝对值的某个上界*r ε，即 **||r r e ε≤ ↑------近似值*x 的相对误差限， 得（差）。（好），%1010 1|)(| %21002|)(|2*1*=≤=≤x e x e r r .
(3) 有效数字 若近似值*x 的误差不超过某位数字的半个单位，而从该位数字到*x 最左边的那个非零数字（即自左向右看，第一个出现的非零数字）共有n 位，那么这n 位数字都称有效数字，并称*x 具有n 位有效数字。 X XX x L L =* 自左向右看，第一个非零数----↑ ↑-----误差不超过该位数的半个单位 例：L 14159.3==πx ，若取近似值14.3*≈x ，则01.0210015.0|)(|*×≤=L x e ，故*x 具有三位有效数字。 (4) 有效数字、绝对误差、相对误差之间关系如何呢？ 一般(*) )1010(10)1(121*???×++×+×±=n n m a a a x L 01≠a ，即n a a a ~ ;9~1:21是.9~0 且1)1(*102 1101021||+???×=××≤?n m n m x x m m a x a 10)1(||101*1×+≤≤×Q 111121***10211010| |||||+?+?×=××≤?=∴n m n m r a a x x x e 定理1：若用） （*式表示的近似值*x 具有n 位有效数字，则其相对误差满足不等式 11 *1021||+?×≤n r a e 其中1a 为*x 的第一个非零数字。 反之，有 定理2：若近似值*x 的相对误差满足不等式 11*10) 1(21||+?×+≤n r a e 其中1a 为*x 的第一个非零数字， 则它至少具有n 位有效数字。 证明： ,102 110)1(10)1(21||||||1111***+?+?×=×+?×+≤?=?n m m n r a a x e x x 所以*x 至少具有n 位有效数字。
第二章计算机组成原理 一、单项选择题 1.计算机的存储单元中存储的内容_______。 A.只能是数据 B.只能是程序 C.可以是数据和指令 D.只能是指令 【答案】C 【解析】本题属于基本概念。 2.下面有关计算机的叙述中，正确的是_______。 A.计算机的主机只包括CPU B.计算机程序必须装载到内存中才能执行 C.计算机必须具有鼠标才能工作 D.计算机键盘上字母的排列方式是随机的 【答案】B 【解析】A选项:目前计算机硬件系统遵循冯·诺依曼提出的存储程序与程序控制的原理， 由五大组成部件构成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。中央处理器( CPU) 是计算机的核心部件，主要由三个部分组成:运算器、控制器、寄存器组。其中，CPU、内 存储器、总线等构成了计算机的主机;外存储器、输入设备、输出设备构成了计算机的外围设备，简称外设。B选项:计算机包括两大存储体系:内存储器和外存储器，内存直接与CPU相连接( CPU可直接访问)，外存储器不直接与CPU相连接( CPU不能直接访问，其中存储的程序及数据必须先送入内存，才能被CPU使用)。C选项:鼠标不是必需的输入设备，但键盘是必需的输入设备，没有键盘，计算机将不能正常进入操作系统。D选项:计算机键盘上的字母键是为了方便用户操作计算机并加快录入速度而优化排列的。 3.电子计算机工作最重要的特征是_______。
A.高速度 B.高精度 C.存储程序自动控制 D.记忆力强 【答案】C 【解析】迄今为止，我们所使用的计算机大多是按照冯·诺依曼提出的“存储程序控制”的原理进行工作的，即一个问题的解题步骤(程序)连同它所处理的数据都使用二进制位表示，并预先存放在存储器中。程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止。 4.对计算机的性能进行评测时，经常会用MIPS来描述计算机的_______。 A.平均无故障时间 B.硬盘的等待时间 C.平均故障修复时间 D. CPU的运算速度 【答案】D 【解析】MIPS(百万条定点指令/秒)是度量CPU性能的使用指标。 5. CPU正在运行的程序和需要立即处理的数据存放在_______中。 A.磁盘 B.硬盘 C.内存 D.光盘 【答案】C