(完整版)计算机组成原理练习(3)答案
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《计算机组成原理》习题集部分参考答案说明:这里给出了习题部分答案,仅供参考。
名词解释、简答题以及论述题的答案均可以在教材以及其它参考书上找到,请各位同学自行完成。
一. 选择题(每小题2分,共20分)1. B2. C3. B4. A5. B6. A7. B8.B 9.A 10.A11. C 12. C 13. D 14. B 15. D16. A 17. D 18. B 19. C 20. C21. D 22. B 23. B 24. D 25. A 26. D27. D 28. D 29. B 30. A31. D 32. D 33. D 34.D、C 35. D 36. C37. B 38. B 39. B 40. C 43.B二. 填空题(每小题1分,共20分)1. 输入编码内码字模码2. 加、减法浮点运算3. 210 2304. 算术运算逻辑运算5. 程序地址6. 存储周期存储器7. 顺序寻址方式跳跃寻址方式8. 并行串行复用9. 符号位数值域10.控制器运算器11. 系统软件应用软件系统软件12.带宽单总线、双总线(或三总线。
答2个即可)13. 并行空间并行时间并行14. 先进后出寄存器存储器15. 软件系统16. 集中式分布式17. 寄存器主存18.为计算机各部件的协调工作提供时间标志。
19. 硬、软件系统器件性能决定20. 输入编码(或输入码)内码(或机内码)字模码21. 内外存贮器指令寄存器22. 存储容量存取时间23. 程序控制类操作数下一条指令24. 寄存器-寄存器型寄存器-存储器型25. 精简指令系统计算机复杂指令系统计算机26. 统一编址单独编址27. 总线I/O设备(或输入输出设备)28. 输入设备输出设备29.三半导体发光二极管显示器30.程序断点PC 程序状态字PSW31. cache 主存32. 二进制代码地址码33. 存储周期存储器带宽34. 算术 135.地址线数据线控制线36. 外围设备DMA控制器内存三. 简答题1. 计算机主要由:CPU子系统、存贮子系统以及输入输出子系统。
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU);运算器的核心是加法器;控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线;CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线;中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中,CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机,它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理,是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中,标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU,CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期,执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号,该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中,正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
第一章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》课后习题答案第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习:5,6,7,8,101、已知X=19,Y=35,用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数:-5,,1/16,-6,384,-1/32。
3、已知X=×2-111,Y=×2-100。
试计算X+Y,X-Y,X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位,其中阶符1位,阶码数值3位,尾符1位,尾数数值7位,阶码和尾数均用补码表示。
它所能表示的最大正数是多少最小规格化正数是多少绝对值最大的负数是多少5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习:5解释下列概念:PROM,EPROM,E2PROM,Flash memory,FPGA,SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习:4,5,71.一个容量为16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少用下列存储芯片时,各需要多少片1K×4位,2K×8位,4K×4位,16K×l位,4K×8位,8K×8位2.现有1024×l的存储芯片,若用它组成容量为16K×8的存储器。
(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,该存储器所需的地址线总数是多少几位用于选片几位用作片内地址(3)画出各芯片的连接逻辑图。
第一章1.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。
2.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.(略)4.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.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.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。
7.一般来讲,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.内存:一般由半导体存储器构成,装在底版上,可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器,简称内存。
用来存放经常使用的程序和数据。
外存:为了扩大存储容量,又不使成本有很大的提高,在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。
外存可存储大量的信息,计算机需要使用时,再调入内存。
CPU:包括运算器和控制器。
基本功能为:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。
P156 4.1X=0.1101 Y=-0.0110(设机器数长度为8位)[X]补=0.1101000[-X]补=1.0011000[2X]补=溢出[-2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[-Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[-2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P156:2、(1)(2)P156:4-46-1原码恢复余数算法6-2原码加减交替算法P156:4.8阶码(5位补码)尾数(6位补码)(1)X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX-Y:1、对阶同上2、尾数相减:11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理:[E X-Y]补=1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101P108:9-1阶码(5位移码)尾数(6位补码)(1)X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225:2、 (1) 片641641161664=⨯=⨯⨯K K(2) s msμ625.151282=(3) s ns μ64500128=⨯ P225:3、(1) 最大主存容量=bit 16218⨯(2) 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片;若采用异步刷新,则刷新信号的周期为s msμ625.151282= (3) 每块8字节,则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ,即c=9,Cache 采用2路组相联映射,则r=1。
主存容量为块161828162=⨯Bytebit,即m=16。
每块包含4个字,每字包含2个字节。
计算机组成原理习题(附参考答案)一、单选题(共90题,每题1分,共90分)1、在统一编址方式下,下面的说法()是正确的。
A、一个具体地址只能对应内存单元B、一个具体地址既可对应输入/输出设备,又可对应内存单元C、一个具体地址只能对应输入/输出设备D、只对应输入/输出设备或者只对应内存单元正确答案:D2、堆栈指针SP的内容是()oA、栈顶地址B、栈顶内容C、栈底内容D、栈底地址正确答案:A3、下列不属于程序控制指令的是()。
A、循环指令B、无条件转移指令C、条件转移指令D、中断隐指令正确答案:D4、计算机的存储系统是指()。
A、cache,主存储器和外存储器B、主存储器C、ROMD、RAM正确答案:A5、指令是指()。
A、计算机中一个部件B、发给计算机的一个操作命令C、完成操作功能的硬件D、通常用于构成主存的集成电路正确答案:B6、相对于微程序控制器,组合逻辑控制器的特点是()。
A、指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展容易B、指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展难C、指令执行速度快,指令功能的修改和扩展容易D、指令执行速度快,指令功能的修改和扩展难正确答案:D7、中断向量可提供()。
A、主程序的断点地址B、传送数据的起始地址C、被选中设备的地址D、中断服务程序入口地址正确答案:D8、迄今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是()oA、信息处理方便B、物理器件性能所致C、运算速度快D、节约元件正确答案:B9、相联存储器是按()进行寻址的存储器。
A、内容指定方式B、地址指定与堆栈存取方式结合C、堆栈存取方式D、地址指定方式正确答案:A10、若SRAM芯片的容量是2MX8位,则该芯片引脚中地址线和数据线的数目之和是()。
A、29B、21C、18D、不可估计正确答案:A11、若X=I03,尸-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时,会发生溢出的是()oA^ x+yB、-x+yC> -χ-yD^ χ-y正确答案:D12、系统总线是指()oA、CPU、主存和外围设备之间的信息传送线B、运算器、寄存器和主存之间的信息传送线C、运算器、控制器和寄存器之间的信息传送D、运算器、寄存器和外围设备之间的信息传送线正确答案:A13、CPU可直接编程访问的存储器是()。
第3章习题解答1.指令长度和机器字长有什么关系半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么意思解:指令长度与机器字长没有固定的关系,指令长度可以等于机器字长,也可以大于或小于机器字长。
通常,把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令;指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令;指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
2.零地址指令的操作数来自哪里一地址指令中,另一个操作数的地址通常可采用什么寻址方式获得各举一例说明。
解:双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。
双操作数的一地址指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式获得,即将另一操作数预先存放在累加器中。
例如,前述零地址和一地址的加法指令。
3.某机为定长指令字结构,指令长度16位;每个操作数的地址码长6位,指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。
若双操作数指令已有K种,无操作数指令已有L种,问单操作数指令最多可能有多少种上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少解:X= (24一K)×26一[L/26]双操作数指令的最大指令数:24一1。
单操作数指令的最大指令数:15×26一l(假设双操作数指令仅1条,为无操作数指令留出1个扩展窗口)。
无操作数指令的最大指令数:216一212一26。
其中212为表示某条二地址指令占用的编码数,26为表示某条单地址指令占用的编码数。
此时双操作数和单操作数指令各仅有1条。
4.设某机为定长指令字结构,指令长度12位,每个地址码占3位,试提出一种分配方案,使该指令系统包含:4条三地址指令,8条二地址指令,180条单地址指令。
解:4条三地址指令000 XXX YYY ZZZ..011 XXX YYY ZZZ8条二地址指令100 000 XXX YYY..100 111 XXX YYY180条单地址指令101 000 000 XXX..111 110 011 XXX5.指令格式同上题,能否构成:三地址指令4条,单地址指令255条,零地址指令64条为什么解:三地址指令4条000 XXX YYY ZZZ..011 XXX YYY ZZZ单地址指令255条100 000 000 XXX..111 111 110 YYY只能再扩展出零地址指令8条,所以不能构成这样的指令系统。
计算机组成原理课后习题答案第一章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: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.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.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。
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指令流。
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。
一,判断题1.在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单.答:正确.2.在所有的进位计数制中,整数部分最低位的权都是1.答:正确.3.某R进位计数制,其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的R倍.答:正确.4.计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限.答:错误.5.表示定点数时,若要求数值0在计算机中唯一地表示为全0,应采用补码.答:正确.6.浮点数的取值范围由阶码的位数决定,而精度由尾数的位数决定.答:正确.7.CRC校验码的生成和检验大多采用软件实现.答:正确.8.若浮点数的尾数用补码表示,那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0(正数)或是1(负数).答:正确.9.在实际应用中,奇偶校验多采用奇校验,这是因为奇校验中不存在全"0"代码,在某些场合下更便于判别.答:正确.10.显示图形时要经过复杂的数学计算,因此占用的时间要比位图图像的时间长.答:正确.二,选择题1.下列各种数制的数中最小的数是.A.(101001)2B.(101001)BCDC.(52)8D.(233)H解:答案为B.2.下列各种数制的数中最大的数是.A.(1001011)2B.75C.(112)8D.(4F)H解:答案为D.3.1010AH是.A.表示一个二进制数B.表示一个十六进制数C.表示一个十进制数D.表示一个错误的数解:答案为B.4.二进制数215转换成二进制数是(1) ,转换成八进制数是(2) ,转换成十六进制数是(3) .将二进制数01100100转换成十进制数是(4) ,转换成八进制数是(5) ,转换成十六进制数是(6) .(1)A.11101011B B.11101010B C.10100001B D.11010111B(2)A.327 B.268.75 C.252 D.326(3)A.137H B.C6H C.D7H D.EAH(4)A.101 B.100 C.110 D.99(5)A.123 B.144 C.80 D.800(6)A.64 B.63 C.100 D.0AD解:答案依次为⑴D ⑵A ⑶B ⑷B ⑸B ⑹A.5.ASCII码是对(1) 进行编码的一种方案,它是(2) 的缩写.(1)A.字符B.汉字C.图形符号D.声音(2)A.余3码B.十进制数的二进制编码C.格雷码D.美国标准信息交换代码解:答案依次为⑴A ⑵D.6.在一个8位二进制数的机器中,补码表示数的范围从(1) (小)到(2) (大),这两个数在机器中的补码表示分别为(3)和(4) ,而数0的补码表示为(5) .(1),(2):A.-256B.-255C.-128D.-127E.0F.+127G.+128H.+255I.+256(3),(4),(5):A.00000000B.10000000C.01111111D.11111111E.00000000或10000000F.01111111或11111111G.00000000或11111111 H.10000000或01111111解:答案依次为C,F,B,C,A.7.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.A.01101111B.01101110C.01111111D.11111111解:答案为A.8.十进制数5的单精度浮点数IEEE754代码为.A.01000000101000000000000000000000B.11000000101000000000000000000000C.01100000101000000000000000000000D.11000000101000000000000000000000解:答案为A.9.能发现两位错误并能纠正一位错的编码是.A.CRC码B.海明码C.偶校验码D.奇校验码解:答案为B.10.在大量数据传送中常用的且有效的检验法是.A.CRC码B.海明码C.偶校验码D.奇校验码解:答案为A.三,填空题1.计数制中使用的数据个数被称为.答:基.2.在用表示的机器数中,零的编码是唯一的.答:补码.3.信息的数字化编码是指.答:是指用"0"或"1"的二进制编码,并选用一定的组合规则来表示信息.4.一个定点数由和两部分组成.根据小数点位置不同,定点数据有和两种表示方法.答:符号位,数值域,纯小数,纯整数(顺序可变).5.BCD码中,每一位十进制数字由位二进制数码组成,用ASCII码表示一个字符通常需要位二进制数码.答:4,7.6.移码常用来表示浮点数的部分,移码和补码比较,它们除外,其他各位都.答:阶码,符号位,相同.7.码距的定义是.答:编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异.8.8421码用二进制求和时,当和超过时,需要做修正.答:9,加6调整.9.有二进制数D4D3D2D1,奇偶校验值用p表示,则奇校验为,偶校验为,奇偶校验只能检测,无法检测.答:P=D4⊕D3⊕D2⊕D1 , P=D4⊕D3⊕D2⊕D1 ,奇数个错,偶数个错.10.在浮点加减法运算中,当运算结果的尾数的绝对值大于1时,需要对结果进行,其操作是. 答:向右规格化,尾数右移一位,右边补一个0,阶码减1,直到尾数绝对值≥0.5.四,计算题1.用二进制数表示一个四位十进制的整数最少需要几位(不含符号位).解:2X=104,N=4×1/㏒2=14位.2.某机器字长32位,定点表示,其中31位表示尾数,1位是符号位,问:⑴定点原码整数表示时,最大正数是多少最小负数是多少⑵定点原码小数表示时,最大正数是多少最小负数是多少.解:⑴定点原码整数表示时,最大正数=(231-1);最小负数=-(231-1)⑵定点原码小数表示时,最大正数=(1-2-31);最小负数=-(1-2-31)3.写出下列二进制数的原码,反码,补码和移码.(1)±1011 (2)±0.1101 (3)±0解:①(+1011)原=01011 (-1011)原=11011(+1011)反=01011 (-1011)反=10100(+1011)补=01011 (-1011)补=10101(+1011)移=11011 (-1011)移=00100②(+0.1101)原=0.1101 (-0.1101)原=1.1101(+0.1101)反=0.1101 (-0.1101)瓜=1.0010(+0.1101)补=0.1101 (-0.1101)补=1.0011(+0.1101)移=0.1101 (-0.1101)移=0.0011③(+0.0000)原=00000 (-00000)原=10000(+0.0000)反=00000 (-00000)反=11111(+0.0000)补=00000 (-00000)原=00000(+0.0000)移=10000 (-00000)原=100004.某机器字长16位,浮点表示时,其中含1位阶符,5位阶码,1位尾符,9位尾数,请写出它能表示的最大浮点数和最小浮点数.解:最大浮点数=2+21×(1-2-9)最小浮点数=-2+31×(1-2-9).5.字符"F"的ASCII码为46H,请写出它的奇校验码和偶校验码(假定校验位加在最高位).解:字符"F"的ASCII码为46H,奇校验码为10110110(B6H),偶校验码为00110110(36H).6.已知被校验的数据为101101,求其海明校验码.提示:先决定校验位的位数r=4,然后根据编码规则决定海明校验位的位置和数据位的位置,最后用偶校验法求出校验位的值.答案应为1011100100.解:⑴先定校验位的位数,当r=4时,共有16种状态,大于k+r+1=11,故选用r=4,校验位至少取4位.⑵决定校验位的位置:按海明码生成法规定,海明校验位第i位应放在2i-1的海明位置上.⑶决定数据位的位置:数据位应由低到高依次插空放在其他海明位上.即D6 D5 P4 D4 D3 P3D1 P2 P1.⑷决定被校验数据位由哪几位校验位进行校验:按海明码生成法规定,每个数据位由多个校验位进行校验,但被校验数据的海明位号要等于校验该位数据的各位校验位的海明位号之和.⑸决定各个校验位之值:按海明码生成法规定,用偶校验法生成校验位,校验位之值为各被校验位数据之和.P1=D1⊕D2⊕D4⊕D5P2=D1⊕D3⊕D4⊕D6P3=D2⊕D3⊕D4P4=D5⊕D6在本例中,被校数据为101101,即D1=1,D2=0,D3=1,D4=1,D5=0,D6=1,故P1=D1⊕D2⊕D4⊕D5=0P2=D1⊕D3⊕D4⊕D6=0P3=D2⊕D3⊕D4=1P4=D5⊕D6=1最后得到被校验数据101101的海明码为1011100100.7.已知被检信息为1010,选择的生成多项式是G(X)为X3+X+1,求CRC校验码,并求循环余数,说明其校验原理.解:⑴生成多项式为K+1位的X3+X+1,即G(X)=1011.⑵确定校验位的位数为K=3.⑶在有效数据位后面添3(K=3)个0,然后用它与G(X)进行模2除法运算,所得余数即为所求的校验位.运算过程如下:10011011√1010100101110001001011余数为011,所以被检数据的CRC校验码为1010011.⑷求循环余数:在上述余数011的基础上添0继续进行模2除法.余数循环如下:011→110→111→101→001→010→100→011.除法过程略.8.将二进制数1011010转换成8421码.解:先把二进制数转换成十进制数,(1011011)2=91=(10010001)8421.五,简答题1.试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法.答:带符号数在计算机内部的表示方法有原码,反码,补码和移码.原码表示方法简单易懂,实现乘,除运算简单,但用它实现加,减运算比较复杂.补码的特点是加,减法运算规则简单,正负数的处理方法一致.反码通常只用来计算补码,由于用反码运算不方便,在计算机中没得到实际应用.移码由于保持了数据原有的大小顺序,便于进行比较操作,常用于浮点数中的阶码,使用比较方便.2.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.通常,采用向左规格化(简称左规),即尾数每左移一位,阶码减1,直至规格化完成.3.在检错码中,奇偶校验法能否定位发生错误的信息位是否具有纠错功能答:⑴在检错码中,奇偶校验法不能定位发生错误的信息位.⑵奇偶校验没有纠错能力.4.简述循环冗余码(CRC)的纠错原理.4.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.。
计算机组成原理练习3一、单项选择题1. 设寄存器内容为80H,若它对应的真值是– 127,则该机器数是。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码2. 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______。
A. 阶符与数符相同为规格化数;B. 阶符与数符相异为规格化数;C. 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数;D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数。
3. 设机器数字长为32位,一个容量为16MB的存储器,CPU按半字寻址,其寻址范围是。
A. 224B. 223C. 222D. 2214. 在中断接口电路中,向量地址可通过送至CPU。
A. 地址线B. 数据线C. 控制线D. 状态线5. 在程序的执行过程中,Cache与主存的地址映象是由。
A. 程序员调度的;B. 操作系统管理的;C. 由程序员和操作系统共同协调完成的;D. 硬件自动完成的。
6. 总线复用方式可以______。
A. 提高总线的传输带宽;B. 增加总线的功能;C. 减少总线中信号线的数量;D. 提高CUP利用率。
7. 下列说法中正确的是。
A. Cache与主存统一编址,Cache的地址空间是主存地址空间的一部分;B. 主存储器只由易失性的随机读写存储器构成;C. 单体多字存储器主要解决访存速度的问题;D. Cache不与主存统一编址,Cache的地址空间不是主存地址空间的一部分。
8. 在采用增量计数器法的微指令中,下一条微指令的地址______。
A. 在当前的微指令中;B. 在微指令地址计数器中;C. 在程序计数器;D. 在CPU中。
9. 由于CPU内部操作的速度较快,而CPU访问一次存储器的时间较长,因此机器周期通常由______来确定。
A. 指令周期;B. 存取周期;C. 间址周期;D. 执行周期。
10. RISC机器______。
A. 不一定采用流水技术;B. 一定采用流水技术;C. CPU配备很少的通用寄存器;D. CPU配备很多的通用寄存器。
11. 在下列寻址方式中,寻址方式需要先计算,再访问主存。
A. 立即;B. 变址;C. 间接;D. 直接。
12. 在浮点机中,判断补码规格化形式的原则是______。
A. 尾数的第一数位为1,数符任意;B. 尾数的符号位与第一数位相同;C. 尾数的符号位与第一数位不同;D. 阶符与数符不同。
13. I/O采用统一编址时,进行输入输出操作的指令是______。
A. 控制指令B. 访存指令C. 输入输出指令D. 程序指令14. 设机器字长为32位,存储容量为16MB,若按双字编址,其寻址范围是。
A. 8MBB. 2MC. 4MD. 16M15. 寻址对于实现程序浮动提供了较好的支持。
A. 间接寻址B. 变址寻址C. 相对寻址D. 直接寻址16. 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时______。
A. 减少了信息传输量B. 提高了信息传输的速度C. 减少了信息传输线的条数D. 加重了CPU的工作量17. 以下叙述中错误的是______。
A. 指令周期的第一个操作是取指令;B. 为了进行取指令操作,控制器需要得到相应的指令;C. 取指令操作是控制器自动进行的;D. 指令周期的第一个操作是取数据。
18. I/O与主主机交换信息的方式中,DMA方式的特点是______。
A. CPU与设备串行工作,传送与主程序串行工作;B. CPU与设备并行工作,传送与主程序串行工作;C. CPU与设备并行工作,传送与主程序并行工作;D. CPU与设备串行工作,传送与主程序并行工作。
19. 若9BH表示移码(含1位符号位).其对应的十进制数是______。
A. 27B. -27C. -101D. 10120. 计算机系统中的存贮器系统是指______。
A. RAM存贮器B. ROM存贮器C. 主存贮器D. cache、主存贮器和外存贮器21. EEPROM的意义是()。
A. 只读存储器 C. 可编程只读存储器B. 可擦可编程只读存储器 D. 电可擦可编程只读存储器22. 一个16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是()。
A. 48B. 46C. 36D. 3223. 某计算机字长是16位,它的存储容量是1MB,按字编址,它的寻址范围是()。
A. 512KB. 1MC. 512KBD. 1MB24. 相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。
A. 地址方式B. 堆栈方式C. 内容指定方式D. 地址与堆栈方式25. 浮点数的表示范围和精度取决于()。
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;C. 阶码的位数和尾数的位数;D. 阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。
26. 以下叙述______是正确的。
A. 外部设备一旦发出中断请求,便立即得到CPU的响应;B. 外部设备一旦发出中断请求,CPU应立即响应;C. 中断方式一般用于处理随机出现的服务请求;D. 程序查询用于键盘中断。
27. 加法器采用先行进位的目的是______ 。
A. 优化加法器的结构;B. 节省器材;C. 加速传递进位信号;D. 增强加法器结构。
28. 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. 寄存器内容加上形式地址。
29. 指令寄存器的位数取决于______。
A. 存储器的容量B. 指令字长C. 机器字长D. 存储字长30. 在大量数据传送中常用的且有效的检验法是。
A. CRC码B. 海明码C. 偶校验码D. 奇校验码二、填空题1.32位字长的浮点数,其中阶码8位(含1位阶符),基值为2,尾数24位(含1位数符),则其对应的最大正数是【1】,最小的绝对值是【2】;若机器数采用补码表示,且尾数为规格化形式,则对应的最小正数是【3】,最小负数是【4】。
(均用十进制表示)2.一般8位的微型机系统以16位来表示地址,则该计算机系统有【5】个地址空间。
3.主存和cache在存储管理上常用的替换算法有【6】、【7】等。
4.微指令的编码方式有多种,若其操作控制字段每1位代表一个微命令,这种编码方式称为【8】编码方式。
5.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做【9】,它常常用若干个【10】来表示,而后者又包含有若干个【11】。
6.实现机器指令的微程序一般存放在【控制存储器】中,而用户程序存放在【13】。
7.若存储芯片容量为128K×8位,访问该芯片需要【14】位地址,假定该芯片在存储器中首地址为A0000H,末地址为【15】。
8.某Cache被成256块(块号为0-255),每个主存只与唯一的Cache块对应,主存第N 块映射到Cache的块号为N Mod 256,这种映射称为【16】映射。
9.设n =16位(不包括符号位在内),补码Booth算法需做【17】次移位,最多做【18】次加法。
10.CPU在【19】时刻采样中断请求信号(在开中断情况下),而在【20】时刻去采样DMA的总线请求信号二、填空题(【1】 2127×(1-223-) 【2】2127-×223- 【3】2128-×21- 【4】-2127【5】65536 【6】先进先出算法(FIFO) 【7】近期最少使用算法LRU 【7】直接 【9】指令周期 【10】机器周期 【11】时钟周期 【12】控制存储器 【13】内存储器【14】17 【15】BFFFFH 【16】直接 【17】16 【18】17 【19】指令周期结束前【20】总线周期结束前三、计算题 1、设x = +1611,y = +167,试用变形补码计算x + y 。
答:∵ x = +1611 = 0.1011,y = +167= 0.0111∴补[x]'= 00.1011, 补'[y] = 00.0111则 补[x]'+补'[y] = 00 .1011 + 00 .0111 01 .0010第一位符号位→溢出 此时,符号位为“01”,表示溢出,又因第一位符号位为“0”,表示结果的真正符号,故“01”表示正溢出。
2、设机器数字长为8位(含一位符号),若A = +15,B = +24,求 [A-B]补并还原成真值。
3、一个双面5英寸软盘片,每面40个磁道,每磁道8个扇区,每个扇区512个字节,试问盘片容量为多少?该盘驱动器转速为600转/分,则平均等待时间为多少?最大传输速率为多少?软盘总容量=面数×每面道数×每道扇区数×每扇区字节数=2×40×8×512=320KB平均等待时间为一转所需时间的一半,即1/2×(60秒/600)=50ms盘每秒转10圈,每圈读一个磁道,为512×8=4096字节,所以最大数据传输率为4096字节×10/S =40KB/S4、假设阶码取3位,尾数取6位(均不包括符号位),机器数形式自定,浮点数运算规则计算下式结果并给出真值。
5、在异步串行传送系统中,字符的格式为:1个起始位,8个数据位,1个校验位,2个停止位。
若每秒传送120个字符,试求传送的波特率和比特率。
波特率=(1+8+1+2)*120=1440bps比特率=8*120=960bps四、问答题1.某机主存容量为4M×32位,且存储字长等于指令字长,若该机的指令系统具备129种操作。
操作码位数固定,且具有直接、间接、立即、相对、基址、变址六种寻址方式。
(1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用;(2)该指令直接寻址的最大范围(十进制表示);(3)一次间址的寻址范围(十进制表示);(4)相对寻址的位移量(十进制表示)。
解:(1)一地址指令格式为OP M AOP 操作码字段,共9位,可反映129种操作;M 寻址方式特征字段,共3位,可反映6种寻址方式;A 形式地址字段,共32 –9 – 3 = 20位(2)直接寻址的最大范围为220 = 2048(3)由于存储字长为32位,故一次间址的寻址范围为232相对寻址的位移量为– 1024 ~ + 10232.能不能说机器的主频越快,机器的速度就越快,为什么?答:不能说机器的主频越快,机器的速度就越快。
因为机器的速度不仅与主频有关,还与机器周期中所含的时钟周期数以及指令周期中所含的机器周期数有关。
同样主频的机器,由于机器周期所含时钟周期数不同,机器的速度也不同。
机器周期中所含时钟周期数少的机器,速度更快。
此外,机器的速度还和其他很多因素有关,如主存的速度、机器是否配有Cache、总线的数据传输率、以及机器是否采用流水技术等等。