第一章计算机系统概论第一章单元测验 1、计算机硬件能直接执行的是 A、高级语言 B、机器语言 C、汇编语言 D、任何语言 2、下列说法中，错误的是 A、软件与硬件具有逻辑功能的等价性 B、固件功能类似软件，形态类似硬件 C、计算机系统层次结构中，微程序属于硬件级 D、寄存器的数据位对微程序级用户透明 3、完整的计算机系统通常包括 A、运算器、控制器、存储器 B、主机、外部设备 C、主机和应用软件 D、硬件系统与软件系统 4、计算机的字长与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存取速度 5、CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存储数据位 6、下列属于冯?诺依曼计算机的核心思想是 A、存储器按地址访问 B、存储程序和程序控制 C、采用补码 D、采用总线
7、下列关于计算机系统层次结构的描述中，正确的是 A、不同层次面向不同用户，看到计算机的属性不同 B、低层代码执行效率比高层代码执行效率高 C、低层用户对硬件的透明性比高层用户要低 D、指令集架构层是软、硬件间的接口 8、下列关于硬件与软件关系的描述中，正确的是 A、硬件是软件运行的基础 B、硬件的发展推动了软件的发展 C、软件的发展也推动硬件的发展 D、软件能完成的功能及性能与硬件有关 9、下列关于计算机字长的描述中正确的是 A、字长一般与运算器的数据位相同 B、字长一般与通用寄存器的位数相同 C、字长一般与存储器数据位相同 D、字长一般与存储器的地址位相同 10、下列可用于评价计算机系统性能的指标是 A、MIPS B、CPI C、IPC D、字长 11、下列计算机系统性能评价的描述中正确的是 A、程序MIPS值越高，计算机的性能越高 B、程序的CPI值越低，计算机的性能越高 C、主频高的机器性能不一定高 D、同一程序在不同机器上运行时得到的MIPS值不一定相同 12、访问256KB的存储空间，需要的地址线数最少为( ）根？（只需要填阿拉伯数字） 13、程序必须存放在哪里才能被CPU访问并执行 14、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的CPI 为（保留到小数点后一位） 15、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的MIPS为（保留到小数点后一位） 参考答案如下：
计算机组成原理名词 解释题
计算机组成原理(名词解析) 第一章概论 1、主机：主机中包含了除外围设备以外的所有电路部件，是一个能够独立工作的系统。 2、 CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，同运算器和控制器，cache构成。 3、运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU 和寄存器等构成。 4、 ALU：算术逻辑运算单元，执行所有的算术运算和逻辑运算。 5、外围设备：计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。 6、数据：编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。 7、指令：是一种经过编码的操作命令，它指定需要进行的操作，支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递，是构成计算机软件的基本元素。 8、透明：在计算机中，从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。 9、位：计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。
10、字：数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。 11、字节：衡量数据量以及存储容量的基本单位。1字节等于8位二进制信息。 12、字长：一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。一般为8位、16位、32位或64位。 13、地址：给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。 14、存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。 15、总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。 16、硬件：由物理元器件构成的系统，计算机硬件是一个能够执行指令的设备。 17、软件：由程序构成的系统，分为系统软件和应用软件。 18、兼容：计算机部件的通用性。 19、软件兼容：一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行，并得到相同的结果，则称这两个计算机系统是软件兼容的。
1．完整的计算机系统应包括配套的硬件设备和软件系统。 2．计算机硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备 和输出设备。其中运算器、控制器和存储器组成主机运算器和控制器可统称为CPU。 3．基于存储程序原理的冯·诺依曼计算机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令。 5．系统程序是指用来对整个计算机系统进行调度、管理、监视及服务的各种软件，应用程序是指用户在各自的系统中开发和应用的各种程序。 6．计算机与日常使用的袖珍计算机的本质区别在于自动化程度的高低。 7．为了更好地发挥计算机效率和方便用户，20世纪50年代发展了操作系统技术通过它对计算机进行管理和调度。 8．指令和数据都存放在存储器中，控制器能自动识别它们。 9．计算机系统没有系统软件中的操作系统就什么工作都不能做。 10．在用户编程所用的各种语言中与计算机本身最为密切的语言是汇编语言。 11．计算机唯一能直接执行的语言是机器语言. 12．电子计算机问世至今计算机类型不断推陈出新但依然保存存储程序的特点最早提出这种观点的是冯·诺依曼。 13．汇编语言是一种面向机器的语言,对机器依赖性很强,用汇编语言编制的程序执行速度比高级语言快。 14．有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中称为固件。 15．计算机将存储、运算逻辑运算和控制三部分合称为主机，再加上输入设备和输出设备组成了计算机硬件系统。 16．1μs= 10-6 s，其时间是1ns的 1000 倍。 17．计算机系统的软件可分为系统软件和应用软件，文本处理属于应用软件，汇编程序属于系统软件。 18．指令的解释是由计算机的控制器来完成的，运算器用来完成算数和逻辑运算。 23．存储器的容量可以用KB、MB和GB表示，它们分别代表 2 10字节， 2 20字节和2 30字节。 24．计算机硬件的主要技术指标包括机器字长、存储容量、运算速度。
第一章知识总结（一） 2017-04-19马辉安阳师院mh 一个完整的计算机系统包括了硬件和 软件两个子系统。 硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备五大功能部件。它们之间用系统总 线进行连接。系统总线按传输内容分 地址总线、数据总线和控制总线三类。 软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语 言和高级语言三种计算机语言进行编写。由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需 使用汇编程序、编译程序或解释程序 进行翻译。 软件的狭义观点是：软件是人们编制 的具有各类特殊功能的程序，广义观 点是：软件是程序以及开发、使用和 维护程序需要的所有文档。 为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分， 通常分为微程序机器、传统机器语言 机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚 拟机、高级语言虚拟机等。从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。 虚拟机：依赖于一定的系统软件，所 体现出的具有某种结构、功能和使用 方法的计算机。计算机组成原理关注传统机器语言机 器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件 电路直接实现。 冯诺依曼关于计算机结构的观点： 1、计算机由五大功能部件组成。 2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。 3、存储器按地址进行访问。 4、指令由操作码和地址码组成，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。 5、指令在存储器内按顺序存放，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据 运算结果或设定的条件改变执行顺序。 6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器 完成。 现代大部分机器仍采用“存储程序” 思想构建，仍属于冯诺依曼结构的计 算机。 典型的冯诺依曼计算机以运算器为中心，现代计算机转化为以存储器为中心。 现代计算机可认为由三大部分组成：CPU（包含了运算器和控制器、及高速缓存）、I/O设备及主存储器。CPU和主存合起来称主机（及电源、总线与 I/O接口），I/O设备也称外设。
第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、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？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单
元都有唯一的地址编号，称为单元地 址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 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？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的 信息即为数据信息。 8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
计算机组成原理一、缩写词解释 CPU:中央处理器 ALU:算术逻辑单元 I/O:输入输出接口 RAM:随机存储器 SRAM:静态随机访问存储器 DRAM:动态随机访问存储器 ROM:只读存储器 PROM:用户可编程的只读存储器EPROM:紫外线可擦除可编程只读存储器FLASH:闪速存储器 EEPROM:用电可擦除可编程只读存储器ISA:工业标准总线 EISA:扩展工业标准总线 PCI:外围部件互连总线 USB:通用串行总线 RS—232C:串行通信总线 Cache:高速缓存 FIFO:先进先出算法LRU:近期最少使用算法CRC:循环冗余校验码 A/D:模拟/数字转换器 D/A:数字/模拟转换器DMA:直接存储器存取方式DMAC:直接内存访问控制器LED:发光二极管 FA:全加器 OP:操作码 CISC:复杂指令系位计算机RISC:精简指令系位计算机VLSI:超大规模集成电路LSI:大规模集成电路MAR:存储器地址寄存器MDR:存储器数据寄存器CU:控制单元 CM:控制存储器 二、选择题（自己看书吧····） 三、名词解释 1.计算机系统：由硬件和软件两大部分组成，有多种层次结构。 2.主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。 3.主存：用于存放正在访问的信息 4.辅存：用于存放暂时不用的信息。 5.高速缓存：用于存放正在访问信息的付本。 6.中央处理器：是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。 7.硬件：是指计算机实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备 的实物组成。 软件：指看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。 8.系统软件：又称系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合 理调度，高效运行。 应用软件：又称应用程序，它是用户根据任务需要所编制的各种程序。 9.源程序：通常由用户用各种编程语言编写的程序。 目的程序：由计算机将其翻译机器能识别的机器语言程序。 10.总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 11.系统总线：是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 通信总线：是指用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信）之间的通信的线路。 按传送方式分并行和串行。串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送。并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地。 12.带宽：单位时间内可以传送的最大的信息量。 13.机器字长：是指CPU一次并行处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 14.主存容量：是指主存中存放二进制代码的总位数。 15.机器数：符号位数字化，0代表正数，1代表负数。 16.定点数：小数点固定在某一位位置的数。 17.浮点数：小数点的位置可以浮动的数。 18.补码：带符号数据表示方法之一，正数的反码和原码相同，负数的反码是将二进制按位 取反后在最低位再加1.
计算机组成原理习题章 带答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
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
计算机组成原理第1章习题与答案 一、选择题 1．从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（）计算机。 A.并行 B.冯·诺依曼 C.智能 D.串行 2．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（）。 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.存贮器按内容选择地址 3．在下面描述的汇编语言基本概念中，不正确的表述是（）。 A.对程序员的训练要求来说，需要硬件知识 B.汇编语言对机器的依赖性高 C.用汇编语言编写程序的难度比高级语言小 D.汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢 4.（2009年考研题）冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）。 A.指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元 5．（2011年考研题）下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）。 A.MIPS B.CPI C.IPC D.MFLOPS 6．（2012年考研题）基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其它时间忽略不计。若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则基准程序A所耗费的时间是（）秒。 A.55 B.60 C.65 D.70 7．（2013年考研题）某计算机主频为1.2 GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。 该机的MIPS数是（）。 A.100 B.200 C.400 D.600
8．（2014年考研题）程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P 执行的指令数减少到原来的70%，而CPI增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。 A.8.4秒 B.11.7秒 C.14秒 D.16.8秒 9．（2015年考研题）计算机硬件能够直接执行的是（）。 Ⅰ．机器语言程序Ⅱ．汇编语言程序Ⅲ．硬件描述语言程序 A.仅Ⅰ B.仅ⅠⅡ C.仅ⅠⅢ D.ⅠⅡⅢ 二、名词解释 1．吞吐量2．响应时间3．利用率 4．处理机字长5．总线宽度6．存储器容量 7．存储器带宽8．主频/时钟周期9．CPU执行时间 10．CPI 11．MIPS 12．FLOPS 三、简答题 1．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？ 2．冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？ 3．计算机系统分为哪几个层次？每层分别用软件还是硬件实现？
一、选择题 1.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，则原码表示法可表 示的最大正小数为_________，最小负小数为________。( ) A. +(322- 1)，一(1一312-) B. +(312- 1)，一(1一322-) C. +(1一312-)，一(1一312-) D. +(312- 1)，一(1一312-) 2.两个补码数相加，只有在_________时有可能产生溢出，在时一定不会产生溢出。( ) A.符号位相同，符号位不同 B.符号位不同，符号位相同 C.符号位都是0，符号位都是1 D.符号位都是1，符号位都是0 3.在定点二进制运算器中，加法运算一般通过( )来实现。 A.原码运算的二进制加法器 B.反码运算的二进制加法器 C.补码运算的十进制加法器 D.补码运算的二进制加法器 4.组成一个运算器需要多个部件，但下面所列()不是组成运算器的部件。 A.状态寄存器 B.数据总线 C. ALU D.通用寄存器 5.关于操作数的来源和去处，表述不正确的是( )。 A.第一个来源和去处是CPU 寄存器 B.第二个来源和去处是外设中的寄存器 C.第三个来源和去处是内存中的存贮器 D.第四个来源和去处是外存贮器 6.基址寻址方式中，操作数的有效地址等于( )。 A.基址寄存器内容加上形式地址 B.堆栈指示器内容加上形式地址
C.变址寄存器内容加上形式地址 D.程序计数器内容加上形式地址 7.在控制器中，部件( )能提供指令在内存中的地址，服务于读取指令，并接收下条将被执行的指令的地址。 A.指令指针IP C.指令寄存器IR B.地址寄存器AR D.程序计数器PC 8.指令流水线需要处理好( )3个方面问题。 A.结构相关、数据相关、控制相关 B.结构相关、数据相关、逻辑相关 C.结构相关、逻辑相关、控制相关 D.逻辑相关、数据相关、控制相关 9.若主存每个存储单元存8位数据，则( )。 A.其地址线也为8位 B.其地址线为lfi位 C.其地址线与8有关 D.其地址线与8无关 10. CPU通过指令访问主存所用的程序地址叫做( )。 A.逻辑地址 B.物理地址 C.虚拟地址 D.真实地址 11.在统一编址方式下，存储单元和I; 0设备是靠指令中的( )来区分的。 A.不同的地址 B.不同的数据 C.不同的数据和地址 D.上述都不对 12. CPU正在处理优先级低的一个中断的过程中又可以响应更高优先级中断的解决中 断优先级别问题的办法被称为( )。 A.中断嵌套 B.中断请求 C.中断响应 D.中断处理 二、判断题 1.海明校验码是对多个数据位使用多个校验位的一种检错纠错编码方案，不仅可以发现是否出错，还能发现是哪一位出错。( ) 2.只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。( )
计算机组成原理(肖铁军2010版)课后答案 第一章；1 ．比较数字计算机和模拟计算机的特点；解：模拟计算机的特点： 数值由连续量来表示，运算过；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来 表示，；2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？；解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机；分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价；通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性；3．数字计算机有那些主 第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、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？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、M B、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？
第1章计算机系统概论 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。 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： 各部件的作用如下： 控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。 运算器：对数据信息进行处理的部件，用来进行算术运算和逻辑运算。 存储器：存放程序和数据，是计算机实现“存储程序控制”的基础。 输入设备：将人们熟悉的信息形式转换成计算机可以接受并识别的信息形式的设备。 输出设备：将计算机处理的结果（二进制信息）转换成人类或其它设备可以接收和识别的信息形式的设备。 计算机系统的主要技术指标有： 机器字长：指CPU一次能处理的数据的位数。通常与CPU的寄存器的位数有关，字长越长，数的表示范围越大，精度也越高。机器字长也会影响计算机的运算速度。
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。 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： 控制器 运算器 CPU 主机存储器 输入设备 接口 输出设备 接口 外设 各部件的作用如下： 控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。 运算器：对数据信息进行处理的部件，用来进行算术运算和逻辑运算。 存储器：存放程序和数据，是计算机实现“存储程序控制”的基础。 输入设备：将人们熟悉的信息形式转换成计算机可以接受并识别的信息形式的设备。 输出设备：将计算机处理的结果（二进制信息）转换成人类或其它设备可以接收和识别的信息形式的设备。 计算机系统的主要技术指标有： 机器字长：指CPU一次能处理的数据的位数。通常与CPU的寄存器的位数有关，字长越长，数的表示范围越大，精度也越高。机器字长也会影响计算机的运算速度。 数据通路宽度：数据总线一次能并行传送的数据位数。 存储容量：指能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量。一般包含主存容量和辅存容量。
第一章绪论习题及参考答案 一、判断题 1．微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算应用方面。( ) 2．决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。( ) 3．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。( ) 4．计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。（） 5．兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。（） 二、简答题 1．电子数字计算机与电子模拟计算机的主要区别是什么 2．简单描述计算机的发展过程和应用范围。 3．冯·诺依曼机的主要特点是什么 4．按照冯·诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能 5．如何理解软硬件之间的等价性 6．何谓绿色计算机对它有哪些要求 7．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。 8．计算机系统的主要技术指标有哪些 参考答案 一、判断题 1．错。会计电算化属于计算机数据处理方面的应用。 2．对。 3．错。计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫CPU。 4．错。“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条指令。 5．错。兼容性包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容，微型计算机通常具有这种兼容性。 二、简答题 1．电子数字计算机的运算对象是离散的数字量，用数码进行运算，其运算结果也是离散的数字量；电子模拟计算机的运算对象是连续变化的物理量(如电流、电压等)，其运算结果也是连续变化的物理量。数字计算机的运算速度快，运算精度高。现代所说的计算机都是电子数字计算机。 2．从1946年世界上第一台数字电子计算机ENIAC研制成功至今，计算机的发展经历了4个时
《计算机组成原理》期末复习资料（一） 复习资料及试题汇编(00.1-01.7) 一、数据表示、运算和运算器部件 1.将十进制数+107/128和-52化成二进制数，再写出各自的原码、反码、补码表示（符号位和数值位共8位）。 解：+107/128 = +6BH/80H = +1101011B/10000000B =+0.1101011 –52 =-34H=–110100 原码 01101011 10110100 反码 01101011 11001011 补码 01101011 11001100 2.判断下面的二元码的编码系统是有权还是无权码，写出判断的推导过程。 十进制数二元码的编码 0 0000 1 0111 2 0110 3 0101 4 0100 5 1011 6 1010 7 1001 8 1000 9 1111 解：设4位二元吗每位分别为ABCD，且假定其为有权码。则 从4的编码0100可求得B的位权为4；从8的编码1000可求得A的位权为8； 从7的编码1001可求得D的位权为-1；从6的编码1010可求得C的位权为-2； 再用ABCD的位权分别为84-2-1来验证112359的编码值，结果均正确。所以，该编码系统为有权码。 3.说明海明码纠错的实现原理。为能发现并改正一位、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么关系？ 解： (1)海明码是对多个数据位使用多个校验位的一种检错纠错编码方案，。它是对每个校验位 采用偶校验规则计算校验位的值，通过把每个数据位分配到几个不同的校验位的计算中去。若任何一个数据位出错，必将引起相关的几个校验位的值发生变化，这样也就可以通过检查这些校验位取值的不同情况，不仅可以发现是否出错，还可以发现是哪一位出错，从而提供了纠错检错的可能。 (2)设数据位为k，校验位为r，则应满足的关系是2r-1>=k+r。 4.什么叫二-十进制编码？什么叫有权码和无权码？够举出有权、无权码的例子。 解： (1)二-十进制编码通常是指用4位二进制码表示一位十进制数的编码方案。 (2)有权码是指4位二进制码中，每一位都有确定的位权，4位的位权之和代表该十进制 的数值。例如8421码从高到低4位二进制码的位权分别为8、4、2、1；无权码则相反，
附录各章习题参考答案 第1章习题参考答案 1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D 2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。 理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。（6）由硬件和软件组成。 3. 答：见本章小结。 4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。归纳起来，在科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。 举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。 5. 答：冯?诺依曼原理的基本思想是： ?采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。 ?将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。 ?指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。 ?计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。
总料汇期末复习资机《计算组成原理》一、名词解释：是指能实现一条机器指令功能的微指令序列。微程序周期内，一组实现一定操作功能的微命令的组合。CPU微指令：在机器的一个：执行部件在微命令的控制下所进行的操作。微操作加减交替法：除法运算处理中对恢复余数法来说，当余数为正时，商“1”，余数左移，余数左移一位，加除数。”一位，减除数；当余数为负时，商“0有效地址：EA是一16位无符号数，表示操作数所在单元到段首的距离即逻辑地址的.偏移地址形式地址：指令中地址码字段给出的地址，对形式地址的进一步计算可以得到操作数的实际地址。周期中，可以并行执行的微操作。：在同一CPU 相容性微操作周期中，不可以并行执行的微操作。CPU相斥性微操作：在同一，可编程逻辑阵列。Programmable Logic Arrays PLA：，可编程阵列逻辑。Programmable Array Logic：PAL，通用阵列逻辑。：Generic Array Logic GAL，中央处理器。一块超大规模的集成电路，是一台计Central Processing Unit：CPU． 算机的运算核心和控制核心。，精简指令系统计算机。：Reduced Instruction Set Computer RISC，复杂指令系统计算机。：Complex Instruction Set Computer CISCALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元。CPU执行单元，用来完成算术逻辑运算。二、选择题 。 )没有外存储器的计算机监控程序可以存放在( B1. CPU．和ROM D ROM C．RAM B A．RAM ．）。 D 2.完整的计算机系统应包括（ ．外部设备和主机．运算器．存储器．控制器 BA．配套的硬件设备和软件系统D C．主机和使用程序 ）中，零的表示形式是唯一的。在机器数（ BC 3.．反码 D．移码B．补码 C A．原码 ）来实现。在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（D 4.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．原码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器 ）才能识别它。C某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的（ 5. 时序信号指令 D．判断程序C．．A．译码器 B）。下列数中最小的数为（ C 6. ）．（D233．（101001） 101001A．（） B．（52）C1682 BCD）。 C 7.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（ ．阶符与数符相同为规格化数A．阶符与数符相异为规格化数B．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数C．数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数D）。 C 8.补码加减法是指（．操作数用补码表示，两数尾数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替A．操作数用补码表示，符号位与尾数一起参与运算，结果的符号与加减相同B C．操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加某数的补码代替，结果的符号在运算中形成．操作数用补码表示，由数符决定两尾数的操作，符号位单独处理D）。B 运算器虽然由许多部件组成，但核心部件是（9. ．算术逻辑运算单元．数据总线B A．累加寄存器 D．多路开关C．
字长为4，采用补码表示，则表示范围为（） A.-8至8 B.-7至8 C.-8至7 D.0至15 B 2. 计算机中进行定点加减运算基本上都是采用（）。 A.补码 B.原码 C.反码 D.以上都是 A 3. 通过选择组合逻辑网络可以实现多钟功能的算数逻辑运算。 A.正确 B.错误 A 4. 数值数据和逻辑数据机器内部都表示成为二进制数串。 A.正确 B.错误 A 5. 下面哪一个不属于第一台通用计算机的特征（） A.用离散符号表示数据 B.使用电子运算装置 C.不可编写程序 D.图灵完备
6. 在位片式运算器AM2901中，通用寄存器含有（）个4位字长的寄存器，用双口RAM实现，具有双端口输出功能。 A.4 B.8 C.16 D.32 C 7. CPI是处理器每秒处理指令条数的指标。 A.正确 B.错误 B 8. 处于计算机系统的层次结构中最低层的是（） A.汇编语言层 B.机器语言层 C.微程序设计层 D.操作系统层 C 9. 第四代电子数字计算机的典型特征是使用（），所以也被成为集成电路计算机时代。 A.电子管 B.晶体管 C.集成电路 D.大规模电路 D
（）是计算器实际完成数据算术运算和逻辑运算的部件。 A.计算单元 B.运算器 C.加法器 D.算术逻辑单元 D 1. 两数补码的和等于两数和的补码。 A.正确 B.错误 A 2. （）组成了计算机的“大脑”。 A.运算器和控制器 B.运算器和存储器 C.控制器和I/O D.存储器和控制器 A 3. 在位片式运算器AM2901中，通用寄存器含有（）个4位字长的寄存器，用双口RAM实现，具有双端口输出功能。 A.4 B.8 C.16 D.32 C 4.
课程实验项目目录 （该表格根据实验项目数适当增减）
实验八微程序设计 一、实验目的： 1．掌握微程序控制器的组成及工作过程； 二、预习要求： 1．复习微程序控制器工作原理； 2．预习本电路中所用到的各种芯片的技术资料。 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。 四、电路组成： 微程序控制器的原理图见图4-1(a)、4-1(b)、4-1(c)。 图4-1（a）控制存储器电路 图4-1（b）微地址形成电路
图4-1（c）微指令译码电路 以上电路除一片三态输出8D触发器74LS374、三片EEPROM2816和一片三态门74LS245，其余逻辑控制电路均集成于EP1K10内部。28C16、74LS374、74LS245芯片的 技术资料分别见图4-2~图4-4。 图4-2（a）28C16引脚图4-2（b）28C16引脚说明
图4-2（c）28C16工作方式选择 图4-3（a）74LS374引脚图4-3（b）74LS374功能 图4-4（a）74LS245引脚图4-4（b）74LS245功能 五、工作原理： 1、写入微指令 在写入状态下，图4-1（a）中K2须为高电平状态，K3须接至脉冲/T1端，否则无法写入。MS1—MS24为24位写入微代码，在键盘方式时由键盘输入，在开关方式时由24位微代码开关提供。uA5—uA0为写入微地址，在键盘方式时由键盘输入，
在开关方式时由微地址开关提供。K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址（如图4-1（b）所示），同时写脉冲将24位微代码写入当前微地址中（如图4-1（a）所示）。 2、读出微指令 在写入状态下，图4-1（a）中K2须为低电平状态，K3须接至高电平。K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址uA5—uA0（如图4-1（b）所示），同时将当前微地址的24位微代码由MS1—MS24输出。 3、运行微指令 在运行状态下，K2接低电平，K3接高电平。K1接高电平。使控制存储器2816处于读出状态，74LS374无效因而微地址由微程序内部产生。在脉冲T1时刻，当前地址的微代码由MS1—MS24输出；T2时刻将MS24—MS7打入18位寄存器中，然后译码输出各种控制信号（如图4-1（c）所示，控制信号功能见实验五）；在同一时刻MS6—MS1被锁存，然后在T3时刻，由指令译码器输出的SA5—SA0将其中某几个触发器的输出端强制置位，从而形成新的微地址uA5—uA0，这就是将要运行的下一条微代码的地址。当下一个脉冲T1来到时，又重新进行上述操作。 4、脉冲源和时序： 在开关方式下，用脉冲源和时序电路中“脉冲源输出”作为时钟信号，f的频率为1MHz，f/2的频率为500KHz，f/4的频率为250KHz，f/8的频率为125KHz，可根据实验自行选择一种频率的方波信号。每次实验时，只需将“脉冲源输出”的四个方波信号任选一种接至“信号输入”的“fin”，时序电路即可产生4种相同频率的等间隔的时序信号T1~T4。电路提供了四个按钮开关，以供对时序信号进行控制。工作时，如按一下“单步”按钮，机器处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机，波形见图4-8。利用单步运行方式，每次只读一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。如按一下“启动”按钮，机器连续运行，时序电路连续产生如图4-9的波形。此时，按一下“停止”按钮，机器停机。 图4-8 单步运行波形图
1.下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是： Ⅰ.提高CPU时钟频率Ⅱ.优化数据通路结构Ⅲ.对程序进行编译优化 A.仅Ⅰ和Ⅱ B.仅Ⅰ和Ⅲ C.仅Ⅱ和Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ D 2.假定有4个整数用8位补码分别表示为r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H。若将运算结构存放在一个8位寄存器中，则下列运算中会发生溢出的是 A.r1×r2 B. r2×r3 C. r1×r4 D. r2×r4 B 3.假定变量i、f和d的数据类型分别为int、float和double（int用补码表示，float和double 分别用IEEE754单精度和双精度浮点数格式表示），已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100。若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为“真”的是 Ⅰ.i==（int）（float）I Ⅱ.f==（float）（int）f Ⅲ.f==（float）（double）f Ⅳ.（d+f）-d==f A.仅Ⅰ和Ⅱ B.仅Ⅰ和Ⅲ C.仅Ⅱ和Ⅲ D.仅Ⅲ和Ⅳ B 4.假定用若干个2K×4位的芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是 A.0000H B.0600H C.0700H D.0800H D 5.下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是 Ⅰ.RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器 Ⅱ.RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问 Ⅲ.RAM和ROM都可用作Cache Ⅳ.RAM和ROM都需要进行刷新 A.仅Ⅰ和Ⅱ B.仅Ⅱ和Ⅲ C.仅Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ D.仅Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ A 6.下列命中组合情况中，一次访存过程中不可能发生的是 A.TLB未命中，Cache未命中，Page未命中 B.TLB未命中，Cache命中，Page命中 C.TLB命中，Cache未命中，Page命中 D.TLB命中，Cache命中，Page未命中 D