1812期考0013计算机组成原理参考答案

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教专业：计算机应用技术、计算机教育 2018年6月课程名称【编号】：计算机组成原理【0013】 A卷大作业满分：100 分一、大作业题目1.在计算机中，原码、反码、补码是如何表示带符号的二进制数？已知机器数字长为8位（含1位符号位），当X= -127 （十进制）时，其对应的二进制表示，(X)原表示，(X)反表示，(X)补表示，(X)移表示分别是多少？2.什么是计算机指令？一条指令包含了哪些信息？若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。

3.主存储器性能指标有哪些？含义是什么？设有一个10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512×8位的SRAM 芯片组成，需多少片？4.简述微命令、微操作、微指令、微程序关系，某微机微程序控制器有30种微操作命令，采用直接控制法，有4个转移控制状态，采用译码形式编码，微指令格式中的下地址字段7位，微指令格式如下，则操作控制字段和判别测试字段各有几位？控制存储器的容量为多少（字数×字长）？控制字段判别测试字段下地址字段5.(1)请说明程序查询方式与中断方式各自的特点；(2)分析下图4级中断嵌套的例子。

答：（1）程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低.中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。

二、大作业要求大作业共需要完成三道题：第1-2题选作一题，满分30分；第3-4题选作一题，满分35分；第5题必做，满分35分。

一、大作业题目2.答：计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令，程序就是一系列按一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机的工作过程。

１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。

２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。

第③点是最主要的一点。

３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

它们各自的功能是：①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。

②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。

③存储器：用来存放程序和数据。

④运算器：对信息进行处理和运算。

⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。

４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。

解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。

单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。

CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。

５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。

解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。

第０级为硬件组成的实体。

第１级是微程序级。

这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。

第２级是传统机器级。

这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。

《计算机组成原理》习题参考答案习题一一、判断题⒈（√）⒉（√）⒊（√）⒋（×）⒌（×）⒍（×）⒎（√）⒏（×）⒐（√）⒑（√）二、单选题⒈⑴C ⑵B ⒉ C ⒊D 4. B 5. D6. C7. B8. C9. A 10. B三、填空题⒈⑴进行数据变换和算术、逻辑运算⑵为计算机的工作提供统一的时钟，按照程序，不断的取指令、分析指令，把指令中的操作码译码成相应的操作命令，并进行时序分配，变成相应的控制信号，驱动计算机的各部件按照节拍有序地完成程序规定的操作内容⒉⑴系统软件⑵应用软件⑶系统软件⑷控制和管理计算机的所有资源⒊⑴数字⑵模拟⑶处理的是数字量⑷处理的是模拟量⒋⑴字长⑵长⒌⑴计算机的地址总线的根数⑵=2地址总线根数⒍⑴内存储器⑵外存储器⒎计算机系统的运算速度指标，即每秒钟执行多少百万条指令⒏⑴曙光4000A ⑵10万⑶美国、日本）⒐⑴CPU ⑵CPU ⑶主机）⒑⑴机器语言⑵翻译程序）⒒计算机的运算速度与下列因素决定：⑴、⑵、⑶和⑷。

⒓某微处理器的地址总线有16条，则该微处理器所能直接访问的存储空间为⑴字节；若该存储空间的起始地址是0000H，那么最高地址应为⑵。

习题二一、判断题⒈（×）⒉（√）⒊（√）⒋（√）⒌（×）⒍（×）⒎（×）⒏（×）⒐（√）⒑（√）二、单选题⒈D ⒉C ⒊(1) D (2) A (3) C (4)B (5) B (6) A⒋ B ⒌ (1) A (2) D ⒍ (1) C (2) F (3) B (4) C (5) A⒎在计算机中，由于受有限字长的限制，用机器代码表示数时会产生误差，该误差称为(1) ；若取圆周率π=3.…的近似值为π*=3.1416，则它有 (2) 有效数字。

(1) A.相对误差 B.绝对误差 C.截断误差 D.测量误差(2) A.2位 B.3位 C.4位 D.5位⒏ (1) B (2) A (3) D (4)C (5) B⒐ (1) (2) ； (3) (4) (5) 。

7
1
(1 222 )
E = 00…0， M = 100…0， Ms = 0 8个 21 个 即： 2 2 2
7 1
负最大
E = 00…0， M = 011…1， Ms = 1 8个 21 个
7
1 22 （最接近 0 的负数）即： 2 2 (2 2 )
负最小
E = 11…1， M = 00…0， Ms =1 8个 22 个 即： 2 2
1
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
第一章
1． 模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特 点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和 测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字 0 和 1 表示数据，采用 数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高， 数据存储量大，逻辑判断能力强。 2． 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。 3． 科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 4． 主要设计思想是：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据存放在同一存储器中，计 算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部， 指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。主要组成部分有：:运 算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。 5． 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。 6． 计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令，而解算 某一问题的一串指令序列，称为程序。 7． 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是数 据流。 8． 半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外 存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称 CPU，它 用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用 相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。 9． 计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，简化使用方 法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计 算机来解决某些问题而编制的程序。 10． 在早期的计算机中， 人们是直接用机器语言来编写程序的， 这种程序称为手编程序 或目的程序； 后来， 为了编写程序方便和提高使用效率， 人们使用汇编语言来编写程序， 称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人 也能很方便地使用计算机， 人们又创造了算法语言， 用算法语言编写的程序称为源程序， 源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术 的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系 统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库 管理系统。 11． 第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令； 第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统；第三级是操作 系统级，它由操作系统实现；第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语 言，以减少程序编写的复杂性；第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编 写应用程序而设置的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的 提供了一种好的结构和体制，而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好 的系统结构也是很有帮助的。