下载文档原格式
计算机组成原理试题及答案一、选择题。
1. 下列哪个是计算机组成原理的基本概念？A. 数据结构。
B. 操作系统。
C. 计算机体系结构。
D. 算法。
答案，C。
2. 计算机组成原理的核心是什么？A. 中央处理器。
B. 内存。
C. 输入输出设备。
D. 总线。
答案，A。
3. 下列哪个不是计算机组成原理中的主要部件？A. 控制单元。
B. 运算器。
C. 存储器。
D. 输入设备。
答案，D。
4. 计算机组成原理中，数据和指令在内存中是以什么形式存储的？B. 十进制。
C. 八进制。
D. 十六进制。
答案，A。
5. 计算机组成原理中，控制单元的主要功能是什么？A. 控制数据传输。
B. 进行运算。
C. 存储数据。
D. 输入输出。
答案，A。
1. 计算机组成原理中，CPU的作用是进行数据处理和______。
答案，控制。
2. 内存是计算机中的______存储器。
答案，临时。
3. 计算机组成原理中，总线是连接各个部件的______。
答案，通信线路。
4. 控制单元的主要功能是______。
答案，控制数据传输和处理。
5. 计算机组成原理中，运算器负责进行______运算。
答案，算术和逻辑。
1. 简述计算机组成原理中的冯·诺依曼结构。
答，冯·诺依曼结构是一种计算机体系结构，主要包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部分。
其中存储器用于存储数据和指令，运算器用于进行算术和逻辑运算，控制器用于控制数据传输和处理，输入设备用于接收数据输入，输出设备用于显示处理结果。
2. 什么是指令周期？它与时钟周期有什么关系？答，指令周期是指计算机执行一条指令所需的时间，它包括取指令周期、执行周期和访存周期。
时钟周期是CPU中时钟脉冲的时间间隔，它决定了CPU的工作速度。
指令周期与时钟周期的关系在于，时钟周期是指令周期的基本单位，指令周期是由若干个时钟周期组成的。
四、综合题。
1. 简述计算机组成原理中的存储器层次结构。
答，计算机存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和外存等多个层次。
计算机组成原理简答题1.简述计算机系统计算机系统是由硬件、软件组成的多级层次结构。
计算机硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。
传统上将运算器和控制器称为ＣＰＵ，而将ＣＰＵ和存储器称为主机。
计算机软件是计算机系统结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。
计算机软件一般分为系统程序和应用程序两大类。
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和用途，它包括：(1)各种服务程序，(2)语言类程序，(3)操作系统，(4)数据库管理系统。
应用程序是针对某一应用课题领域开发的软件。
2.冯·诺依曼型计算机设计思想、主要特点。
计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五部分组成。
数据以二进制码表示。
采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中并按地址顺序执行。
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都通过运算器。
已知X和Y，用变形补码计算X+Y，同时指出运算结果是否溢出。
(1) X = -10110 Y = -00001(2) X = 11011 Y = 10101解：(1) [ｘ]补＝1101010,[ｙ]补＝1111111[ｘ]补1101010＋[ｙ]补11111111101001两个符号位出现“11”,表示无溢出[X+Y]补= 101001, X+Y = -10111(2) [ｘ]补＝0011011,[ｙ]补＝0010101[ｘ]补0011011＋[ｙ]补00101010110000两个符号位出现“01”,表示有正溢出。
3.已知X和Y，用变形补码计算X-Y，同时指出运算结果是否溢出。
(1）X = 11011 Y = -11111 (2）X = 10111 Y = 11011（1）[ｘ]补＝0011011,[ｙ]补＝1100001, [-ｙ]补＝0011111[ｘ]补0011011＋[-ｙ]补0011111____________________________0111010两个符号位出现“01”,表示有正溢出。
计算机组成原理(简单题)第一章概论1、计算机的应用领域：科学计算、数据处理、实时控制、辅助设计、通信和娱乐。
2、计算机的基本功能：存储和处理外部信息，并将处理结果向外界输出。
3、数字计算机的硬件由：运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元。
4、软件可以分成系统软件和应用软件。
其中系统软件包括：操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序和网络通信程序。
5、计算机系统按层次进行划分，可以分成，硬件系统、系统软件和应用软件三部分。
6、计算机程序设计语言可以分成：高级语言、汇编语言和机器语言。
第二章数据编码和数据运算1、什么是定点数？它有哪些类型？答：定点数是指小数点位置固定的数据。
定点数的类型有定点整数和定点小数。
2、什么是规格化的浮点数？为什么要对浮点数进行规格化？答：规格化的浮点数是指规定尾数部分用纯小数来表示，而且尾数的绝对值应大于或等于1/R并小于等于1。
在科学计数法中，一个浮点数在计算机中的编码不唯一，这样就给编码带来了很大的麻烦，所有在计算机中要对浮点数进行规格化。
3、什么是逻辑运算？它有哪些类型？答：逻辑运算时指把数据作为一组位串进行按位的运算方式。
基本的逻辑运算有逻辑或运算、逻辑与运算和逻辑非运算。
4、计算机中是如何利用加法器电路进行减法运算的？答：在计算机中可以通过将控制信号M设置为1，利用加法器电路来进行减法运算。
第三章存储系统1、计算机的存储器可以分为哪些类型？答：计算机的存储器分成随机存储器和只读存储器。
2、宽字存储器有什么特点？答：宽字存储器是将存储器的位数扩展到多个字的宽度，访问存储器时可以同时对对个字进行访问，从而提高数据访问的吞吐量。
3、多体交叉存储器有什么特点？答：多体交叉存储器是由对个相互独立的存储体构成。
每个存储器是一个独立操作的单位，有自己的操作控制电路和存放地址的寄存器，可以分别进行数据读写操作，各个存储体的读写过程重叠进行。
4、什么是相联存储器？它有什么特点？答：相联存储器是一种按内容访问的存储器。
计算机组成原理期末考试简答题重点一、简答题1、试述浮点数规格化的目的与方法。
答:浮点的规格化就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则被定义为已规格化的数,,否则便就是非规格化数。
通过规格化数。
通过规格化,,可以保证运算数据的精度。
可以保证运算数据的精度。
方法方法::进行向左规格化进行向左规格化,,尾数左移一位尾数左移一位,,阶码减1,1,直到规格化完毕。
直到规格化完毕。
直到规格化完毕。
2、简述循环冗余码(CRC)的纠错原理。
答:CRC 码就是一种纠错能力较强的校验码。
在进行校验时码就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)G(X)来除来除来除,,若余数为0,0,说明数据正确说明数据正确说明数据正确;;若余数不为0,0,则说明被检数据有错。
则说明被检数据有错。
则说明被检数据有错。
只要正确选择多项式G(X),G(X),余数与余数与CRC 码出错位位置的对应关系就是一定的码出错位位置的对应关系就是一定的,,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。
用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。
3、DRAM 存储器为什么要刷新？有几种刷新方式?DRAM 存储元就是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究就是有泄漏的,电荷数又不能像SRAM 存储元那样由电源经负载管来补充存储元那样由电源经负载管来补充,,时间一长时间一长,,信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电栅极充电,,按需要补给栅极电容的信息电荷按需要补给栅极电容的信息电荷,,此过程叫“刷新”。
此过程叫“刷新”。
① 集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行,刷新集中完成。
刷新集中完成。
② 分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片,分时进行正常读/写操作与刷新操作。
1.说明计算机系统的层次结构。
解答：一，微程序设计级二，一般机器级三，操作系统级四，汇编语言级五，高级语言级2.静态存储器依靠什么存储信息？动态存储器又依靠什么原理存储信息？试比较它们的优缺点。
解答：①静态存储器以双稳态触发器为存储信息的物理单元，依靠内部交叉反馈保存信息。
速度较快，不需动态刷新，但集成度稍低，功耗大。
②动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息，电容上有电荷为1，无电荷为0.集成度高，功耗小，速度悄慢，需定时刷新。
3.请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？解答：SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。
4.16位无符号整数和16位定点原码整数的表示范围分别是多少？解答：对于无符号整数而言，其表示范围是0~65535，即全0到全1 对于n位定点原码整数（有一位是符号位）而言，其表示范围是)-(2^(n-1)-1)~+(2^(n-1)-1)所以16位定点原码整数的表示范围为-32768~+327685.在浮点数中，阶码的正负和尾数的正负各代表什么含意？对实际数值的正负与大小有何影响？解答：①阶码为正，表示将尾数扩大。
②阶码为负，表示将尾数缩小。
③尾数的正负代表浮点数的正负。
6.什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？解答：指令周期是完成一条指令所需的时间。
包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。
机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。
时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。
一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。
7.请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。
解答：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。
1、冯诺依曼体系结构要点答：二进制；存储程序顺序执行；硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成2、什么是存储容量？什么是单元地址？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。
3、什么是外存？简述其功能。
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。
4、什么是内存？简述其功能。
解：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。
5、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？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。
6、简述常见的总线仲裁方式。
解：仲裁方式：（1）集中式仲裁方式：①链式查询方式；②计数器定时查询方式；③独立请求方式；（2）分布式仲裁方式。
7、简述波特率和比特率的区别。
波特是信号传输速度的单位，波特率等于每秒内线路状态的改变次数。
标准波特率有：1200、2400、4800、9600、19200等，1200波特率即指信号能在1秒钟内改变1200次值。
二进制系统中，信息的最小单位是比特，仅当每个信号元素代表一比特信息时，波特率才等于比特率。
8、简述接口的典型功能。
解：接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断等功能。
9、简述总线特性包括哪4个方面。
物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）；功能特性：描述总线中每一根线的功能；电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式等），以及有效电平范围；时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。
一、精简指令和复杂指令集：RISC（精简指令集）特点：1、选取使用频率高的一些简单指令，指令条数少；2、指令长度固定，指令格式少，寻址方式种类少；3、只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。
CISC（复杂指令集）1、指令系统多大二三百条，使计算机的研制周期变长，难以保持正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率低的复杂指令而试硬件资源浪费。
二、映射缓存知识：1、全相联映射：优点冲突概率小，cache的利用率高。
缺点：比较器难实现，需要一个访问速度很快代价高的相联存储器。
2、直接映射方式：优点：比较电路少m倍电路，所以硬件实现简单，cache 地址为主存地址的低几位，不需变换。
缺点：冲突概率高3、组相连映射：主存中的每一块可以被放置到cache 中唯一的一个组中的任意一个位置。
是全相联映射和组相连映射的折中。
三、仲裁优缺点：集中式仲裁：设置集中式的仲裁电路，它连接所有总线主设备并根据某种策略选中其中的1个总线主设备获得总线使用权。
优点：仲裁过程及总线设备接口简单。
缺点：仲裁电路出现故障，将导致整个系统瘫痪；扩展设备需要对仲裁电路进行大的修改，难度较大。
分布式仲裁：所有主设备均设置自己的仲裁电路。
当主设备发出请求时，各仲裁电路根据一定的策略，共同决定总线使用权。
优点：线路可靠性高，设备扩展灵活，设备接插比较随意。
缺点：确定总线主设备是否在正常工作，系统需要进行超时判断。
由于每个主设备需要在其接口设计仲裁电路，导致设计的复杂性加大。
四、流水线问题：1、资源相关：解决冲突的办法，一是第I4条指令停顿一拍后再启动，二是，增设一个存储器，将指令和数据分别放在两个存储器中。
2、数据相关：解决冲突的办法，流水CPU的运算器特意设置若干运算结果缓冲寄存器，暂时保留运算结果，以便后继指令直接使用，这称为“向前”或定向传送技术。
3、控制相关冲突是由指令转移指令引起的，为了减少转移指令对流水线性能的影响，采用延迟转移法和转移预测法。
计算机组成原理答案1. 计算机组成原理是指计算机硬件和软件的结构和工作原理。
2. 计算机硬件包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。
3. CPU是计算机的核心，负责执行程序和进行算术逻辑运算。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
4. 存储器用于存储数据和程序。
常见的存储器包括主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘和固态硬盘）。
5. 输入输出设备用于与外部环境进行信息交互。
常见的输入设备有键盘和鼠标，输出设备有显示器和打印机。
6. 总线是各个组件之间进行数据传输和控制的通道。
它分为地址总线、数据总线和控制总线。
7. 计算机的工作原理是按照指令序列执行程序。
程序由一条条指令组成，每条指令完成一个特定的操作。
8. 指令由操作码和操作数组成。
操作码表示要执行的操作，操作数是操作的数据。
9. CPU通过取指、译码、执行和写回等阶段，按照指令序列依次执行程序。
取指阶段获取指令，译码阶段解析指令，执行阶段执行指令，写回阶段将结果写入存储器。
10. 存储器分为字节寻址和字寻址两种方式。
字节寻址每个存储单元都有唯一的地址，字寻址将多个连续的存储单元视为一个整体。
11. 存储器和CPU之间的数据传输通过总线完成。
总线宽度决定了数据传输的速度。
12. 计算机的性能可以通过时钟频率、指令执行速度和吞吐量等指标来衡量。
13. 并行计算是提高计算机性能的一种方法，可以通过多核处理器和分布式计算等方式实现。
14. 冯·诺依曼体系结构是目前计算机系统的基本结构，即存储程序和数据共享同一存储器。
15. 计算机组成原理是计算机科学和工程领域的基础课程，对于理解计算机体系结构和优化程序性能非常重要。
第一章概论1.试说明冯诺依曼计算机的基本特征，请画出其框图并简要说明每个部分的主要功能。
答：1、采用二进制代码形式表示信息。
2、采用存储程序工作方式。
3、计算机硬件系统由五大部件（存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备）组成运算器：完成算术和逻辑运算；存储器：存储指令和数据；控制器：负责全机操作；输入输出部件：信息的输入和输出。
2.存储程序控制方式：即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。
3.计算机内部有哪两种信息流，它们之间有什么关系？答：计算机内部有控制信息流和数据信息流。
控制信息流包括指令信息、状态信息、时序信息，这些信息的组合产生各类控制信号，对数据信息进行加工处理，并控制数据信息的流向，实现计算机的各项功能。
4.试举例说明计算机硬件和软件功能在逻辑上的等价性答：在计算机中，实际上有许多功能既可以直接由硬件实现，也可以在硬件支持下依靠软件实现，对用户而言，在功能上是等价的。
这种情况称为硬、软件在功能上的逻辑等价。
例如：硬件可以直接做乘法运算，也可以通过软件用相加和移位的方式实现乘法运算。
第二章计算机中的信息表示1.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，即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完成。
2.请简要说明什么是计算机系统硬件与软件之间的界面，其主要功能是什么答：从程序的编制与执行角度看，指令规定了计算机的操作类型及操作数地址，它们是产生各种控制信号的基础。
另外，从硬件设计角度看，在设计计算机的时候先要确定硬件能够直接执行哪些操作，表现为一组指令集合，称之为计算机的指令系统。
因此，指令系统体现了一台计算机的软、硬件界面。
3. 如果堆栈采用自底向上生成方式，对于下述两种情况，分别讨论压入和弹出时，应先后做哪些操作？（1） 栈顶单元是已存数据的实单元（2） 栈顶单元是待存元素的空单元答：如果是实单元：压栈时先SP SP →-1, 后存入数据；弹出时先取出数据，后SP SP →+1。
1. 精简指令系统计算机（RISC）指令系统的最大特点是什么？答：RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。
（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。
（3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。
（4）大部分指令在一个机器周期内完成。
（5）CPU中通用寄存器数量相当多。
(6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。
（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。
2. 简述CPU的主要功能。
答：CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。
（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
(3)时间控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。
(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理.3. DRAM存储器为什么要刷新？DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。
4. 什么是闪存存储器？它有哪些特点？闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。
从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。
因而它是一种全新的存储器技术。
闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。
5. 简述总线？答：总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
（完整版）计算机组成原理简答题计算机组成原理简答题第四章1、存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU 访存速度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。
主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存。
综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系统来看，就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。
主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。
而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现，即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器，程序员可使用这个比主存实际空间（物理地址空间）大得多的虚拟地址空间（逻辑地址空间）编程，当程序运行时，再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。
因此，这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。
2. 说明存取周期和存取时间的区别。
解：存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。
即：存取周期 = 存取时间 + 恢复时间3. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。
解：刷新：对DRAM定期进行的全部重写过程；刷新原因：因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三种：集中式、分散式、异步式。
集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新，存在CPU访存死时间。
分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间。
异步式：是集中式和分散式的折衷。
4. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？解：半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法。
计算机组成原理简答题1-1：机器语言、汇编语言、高级语言有何区别？答：机器语言由代码0、1组成，是机器能直接识别的一种语言。
汇编语言是面向机器的语言，它用一些特殊的符号表示指令。
高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于人们使用习惯的语言，直观，通用，与具体机器无关。
1-2：什么是硬件?什么是软件?两者谁更重要? 为什么？答：硬件是计算机系统的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件及各类光、电、机设备的实物组成，包括主机和外部设备等。
软件是指用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机系统工作的程序集合，是无形的。
硬件和软件是不可分割的统一体，前者是后者的物质基础，后者是前者的“灵魂"，它们相辅相成，互相促进。
1-3：什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构。
答：计算机系统包括硬件和软件。
计算机系统通常有六个层次，由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。
第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
2-3：简述算术移位和逻辑移位的区别，举例说明。
答：有符号数的移位称为算术移位，无符号数的移位称为逻辑移位。
逻辑移位的规则是：逻辑左移时，高位移出，低位添0；逻辑右移时，低位移出，高位添0。
例如，寄存器内容为01010011，逻辑左移为1010011，逻辑右移为00101001（最低位“1”移丢）。
又如寄存器内容为10110010，逻辑右移为01011001。
若将其视为补码，算术右移为11011001。
显然，两种移位的结果是不同的。
2-16：要求设计组内先行进位，组间完全先行进位的32位ALU。
问：需要多少SN74181芯片？需要SN74182芯片多少片？试画出电路连接示意图。
问答:1.什么就是大小端对齐Little-Endian就就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。
2.什么就是指令周期、机器周期与时钟周期？三者有何关系？答:指令周期就是CPU完成一条指令的时间;机器周期就是所有指令执行过程的一个基准时间,机器周期取决于指令的功能及器件的速度;一个指令周期包含若干个机器周期,一个机器周期又包含若干个时钟周期,每个指令周期内的机器周期数可以不等,每个机器周期内的节拍数也可以不等。
3.什么就是总线判优？为什么需要总线判优？答:总线判优就就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时,通过总线控制器,按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。
因为总线传输的特点就就是在某一时刻,只允许一个部件向总线发送信息,如果有两个以上的部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突传输无效,故需用判优来解决。
4.什么就是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理答:所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问就是不均匀的,这就是由于指令与数据在主存的地址分布不就是随机的,而就是相对地簇聚。
存储系统的Cache—主存级与主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。
对Cache—主存级而言,把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。
对主存—辅存级而言,把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中,这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。
5.指令与数据都存于存储器中,从时间与地址两个角度,说明计算机如何区分它们？解:计算机区分指令与数据有以下2种方法:通过不同的时间段来区分指令与数据,即在取指令阶段(或取指微程序)取出的为指令,在执行指令阶段(或相应微程序)取出的即为数据。
通过地址来源区分,由PC提供存储单元地址的取出的就是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的就是操作数。
计算机组成原理简答题汇总史上最全⼀．计算机硬件系统组成的基本概念1.什么是计算机系统？说明计算机系统的层次结构。
计算机系统包括硬件和软件。
从计算机系统的层次结构来看，它通常可以分为五个以上的层次，在每⼀层上都能进⾏程序设计。
由下⾄上可排序为：第⼀级微程序机器级，微指令硬件直接执⾏；第⼆级传统机器级，⽤微程序解释机器指令；第三级操作系统级，⼀般⽤及其语⾔程序解释作业控制语句；第四级汇编语⾔级，这⼀级由汇编语⾔⽀持和执⾏；第五级⾼级语⾔级，采⽤⾼级语⾔，由各种⾼级语⾔编译程序⽀持和执⾏。
还可以有第六级，应⽤语⾔机器级，采⽤各种⾯向问题的应⽤语⾔。
2.冯诺依曼结构计算机的特点是什么，它有哪些局限性？冯诺依曼结构计算机是⼀种典型的计算机组织结构，将计算机硬件分为运算器，存储器，控制器，输⼊部件和输出部件，采⽤存储程序的⼯作⽅式。
冯诺依曼结构计算机的主要外部特征是：(1)指令和数据都以字的⽅式存放在相同的存储器中，没有区别，由计算机的状态来确定从存储器独处的字是指令还是数据。
指令送往控制单元译码，，数据送往运算器进⾏运算。
(2)指令顺序串⾏地执⾏，并由控制单元集中控制，采⽤⼀个PC计数器对指令进⾏寻址。
(3)存储器是⼀个单元定长的⼀维线性空间。
(4)使⽤低级机器语⾔，数据以⼆级制形式表⽰。
指令中包括操作码和地址码两部分。
操作数的编码格式从数据本⾝不能进⾏区别。
(5)单处理机结构，以运算器为中⼼，只有⼀个数据流和指令流。
冯诺依曼结构计算机的局限性在于它的并⾏性⼗分有限，不适合于⼈⼯智能和模式识别等应⽤场合。
3.计算机内部有哪两种信息流，它们之间有什么关系？计算机内部有控制信息流和数据信息流。
控制信息包括指令信息、状态信息和时序信息，这些信息的组合产⽣各类控制信号，对数据信息进⾏加⼯处理，并控制数据信息的流向，实现计算机的各项功能。
4.计算机采⽤什么计数制，为什么？计算机采⽤⼆进制计数制。
这种计数制便于物理器件实现。
问答:1.什么是大小端对齐Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？答：指令周期是CPU完成一条指令的时间；机器周期是所有指令执行过程的一个基准时间，机器周期取决于指令的功能及器件的速度；一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。
3.什么是总线判优？为什么需要总线判优？答：总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。
因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。
4.什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理答：所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问是不均匀的，这是由于指令和数据在主存的地址分布不是随机的，而是相对地簇聚。
存储系统的Cache—主存级和主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。
对Cache—主存级而言，把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。
对主存—辅存级而言，把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中，这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。
5.指令和数据都存于存储器中，从时间和地址两个角度，说明计算机如何区分它们？解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
计算机组成原理简答题复习山东理工大学（原创）（一）说明计算机系统的层次结构。
（二）请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？（三）请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。
（四）简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。
（五）在寄存器—寄存器型，寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？（六）什么是存储保护？通常采用什么方法？（七）说明计数器定时查询工作原理。
（八）什么是刷新存储器？其存储容量与什么因素有关？（九）什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？（十）简述CPU的主要功能。
（十一）举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能.（十二）CPU管理外围设备有几种方式？（十三）指令和数据都存在内存，CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？（十四）CPU响应中断应具备哪些条件？（十五）什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？（十六）什么是CISC？CISC指令系统的特点是什么？（十七）主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？（十八）何谓“总线仲裁”？一般采用何种策略进行仲裁，简要说它们的应用环境。
（十九）说明总线结构对计算机系统性能的影响。
（二十）集中式仲裁有几种方式？（二十一）总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？（二十二）一个计算机系统中的总线，大致分为哪几类？（二十三）一个较完善的指令系统应包括哪几类？（二十四）外围设备的I/O控制方式分哪几类？各具什么特点？（二十五）简要说明通用I/O标准接口SCSI的性能特点。
（二十六）何谓CRT的显示分辨率、灰度级？（二十七）什么是闪速存储器？它有哪些特点？（二十八）比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。
（二十九）DRAM存储器采用何种方式刷新？有哪几种常用的刷新方式？（三十）什么叫指令？什么叫指令系统？（三十一）比较选择型DMA控制器与多路型DMA控制器？————————————————————————————————————（一）计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
（二）SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。
（三）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。
（四）(1)外设发出DMA请求；（2）CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管总线的控制；（3）由DMA控制器执行数据传送操作；（4）向CPU报告DMA操作结束。
主要优点是数据数据速度快.（五）寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。
因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。
（六）当多个用户共享主存时，为使系统能正常工作，应防止由于一个用户程序出错而破坏其它用户的程序和系统软件，还要防止一个用户程序不合法的访问不是分给它的主存区域。
为此，系统提供存储保护。
通常采用的方法是：存储区域保护和访问方式保护。
（七）计数器定时查询方式工作原理：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR 线发出总线请求。
总线控制器接到请求信号以后，在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数，计数值通过一组地址线发向各设备。
每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1”BS线，获得总线使用权，此时中止计数查询。
（八）为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储器。
其存储容量由图像灰度级决定。
分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。
（九）指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。
（十） CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。
（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
(3)时间控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。
(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理.（十一）CPU有以下寄存器：（1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。
（2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。
（3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
（4）缓冲寄存器（DR）：<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。
<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。
<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。
（5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。
（6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。
除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。
（十二）CPU管理外围设备有五种方式：（1）程序查询方式（2）程序中断方式（3）直接内存访问（DMA）方式（4）通道方式（5）外围处理机方式（十三）时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。
从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。
从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。
（十四）(1)在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。
(2)外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。
(3)外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。
(4)当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断.（十五） RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。
（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。
（3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。
（4）大部分指令在一个机器周期内完成。
（5）CPU中通用寄存器数量相当多。
（6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。
（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。
（十六） CISC是复杂指令系统计算机的英文缩写。
其特点是：（1）指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条。
(2)寻址方式多(3)指令格式多(4)指令字长不固定(5)可访存指令不加限制(6)各种指令使用频率相差很大(7)各种指令执行时间相差很大(8)大多数采用微程序控制器.（十七）存储器的性能指标主要是存储容量. 存储时间、存储周期和存储器带宽。
在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。
存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。
存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。
存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。
（十八）连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。
主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。
每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。
除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。
为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。
一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。
在多处理器系统中对CPU模块的总线请求采用公平原则处理，而对I/O模块的总线请求采用优先级策略。
（十九）（1)最大存储容量单总线系统中，最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总线。
双总线系统中，存储容量不会受到外围设备数量的影响（2）指令系统,双总线系统，必须有专门的I/O指令系统.单总线系统，访问内存和I/O使用相同指令（3）吞吐量,总线数量越多，吞吐能力越大.（二十）有三种方式：链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式。
（二十一）分五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、状态返回（或错误报告）。
（二十二）一个计算机系统中的总线分为三类：(1)同一部件如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称为内部总线。
(2)同一台计算机系统的各部件，如CPU、内存、通道和各类I/O接口间互相连接的总线，称为系统总线(3)多台处理机之间互相连接的总线，称为多机系统总线。
（二十三）包括：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。
（二十四）外围设备的I/O控制方式分类及特点：（1）程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单（2）程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。
（3）直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。
需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。
（4）通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。
（5）外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。
（二十五）解：（1）SCSI接口总线有8条数据线、1条奇偶校验线、9条控制线组成。
使用50芯电缆，规定了两种电气条件：单端驱动和差分驱动。
（2）总线时钟频率高.（2）SCSI接口总线以菊花链形式最多可接8台设备。
（4）每个SCSI设备有自己唯一的设备号ID=0—7。
ID=7的设备有最高优先权，ID=0的设备优先权最低。
采用分布式总线仲裁策略。
(5）SCSI设备是指连接在SCSI总线上的智能设备，即除主适配器HBA外，其他SCSI设备实际是外设的适配器或控制器。
（6）SCSI设备是智能设备，对SCSI总线以至主机屏蔽了实际外设的固有物理属性，设备间可用一套标准命令进行数据传送。
（7）SCSI设备间是一种对等关系，而不是主从关系。
（二十六）分辨率是指显示器所能表示的像素个数。
像素越密，分辨率越高，图像越清晰。
分辨率取决于显像管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。
