计算机组成原理与汇编语言程序设计
习题及解答
第1章习题一
1.什么是程序存储工作方式？
答：计算机的工作方式——存储程序工作方式。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。
2.采用数字化方法表示信息有哪些优点？
用数字化方法表示信息的优点：
（1）抗干扰能力强, 可靠性高。
（2）依靠多位数字的组合，在表示数值时可获得很宽的表示范围以及很高的精度。
（3）数字化的信息可以存储、信息传送也比较容易实现。
（4）可表示的信息类型与范围及其广泛，几乎没有限制。
（5）能用逻辑代数等数字逻辑技术进行信息处理，这就形成了计算机硬件设计的基础。
3.如果有7×9点阵显示出字符A的图像，请用9个七位二进制代码表示A 的点阵信息。
4.数字计算机的主要特点是什么？
1.（1）能在程序控制下自动连续地工作；
（2|）运算速度快；
（3）运算精度高；
（4）具有很强的信息存储能力；
（5）通用性强，应用领域及其广泛。
5.衡量计算机性能的基本指标有哪些？
答：衡量计算机性能的基本指标：
（1）基本字长——参加一次运算的数的位数；
（2）数据通路宽度——数据总线一次能并行传送的位数；
（3）运算速度——可用①CPU的时钟频率与主频，②每秒平均执行指令数，③典型四则运算的时间来表示。
（4）主存储器容量——可用字节数或单元数（字数）×位数来表示。
（5）外存容量——常用字节数表示。
（6）配备的外围设备及其性能。
（7）系统软件配置。
7.系统软件一般包括哪些部分？列举你所熟悉的三种系统软件。
系统软件一般包括操作系统，编译程序、解释程序、各种软件平台等。例如WINDOWS98操作系统，C语言编译程序等，数据库管理系统。
8.对源程序的处理有哪两种基本方式？
对源程序的处理通常有两种处理方式：解释方式和编译方式。
第2章习题二
1.将二进制数(101010.01)2转换为十进制数及BCD码。
解：(101010.01)2 = (42.25)10 = (01000010.00100101)BCD
2.将八进制数(37.2)8转换为十进制数及BCD码.
解:(37.2)8 = (31.25)10 =(00110001.00100101)BCD
3.将十六进制数(AC.E)转换为十进制数及BCD码.
解: (AC.E)16 =(172.875)10 = (000101110010.100001110101)BCD
4.将十进制数(7
5.34)10转换为8位二进制数及八进制数、十六进制数。
解: (75.34)10 = (01001011.01010111)2 =(213.256)8 =(4B.57)16
5.将十进制数13/128转换为二进制数.
解: (13/128)10 =(1101/10000000)2 =(0.0001101)2
6.分别写出下列各二进制数的原码、补码，字长（含一位数符）为8位。 (1)0 (2)- 0 (3)0.1010 (4)- 0.1010 (5)1010 (6)-1010
解: 原码补码
0 00000000 00000000
-0 10000000 00000000
0.1010 0.1010000 0.1010000
- 0.1010 1.1010000 1.0110000
1010 00001010 00001010
-1010 10001010 11110110
7.若X补=0.1010,则X原、真值等于什么?
解：X补=0.1010，则X原=0.1010，真值 X = 0.1010
8.若X补=1.1010,则X原、真值等于什么?
解：X补=1.1010，则X原=1.0110，真值 X = - 0.0110
9.某定点小数字长16位，含1位符号，原码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。
(1)非0最小正数 (2)最大正数
(3)绝对值最小负数 (4)绝对值最大负数
解: 二进制代码十进制真值
(1)非0最小正数 0.000000000000001 2-15
(2)最大正数 0.111111********* 1-2-15
(3)绝对值最小负数 1.000000000000001 -2-15
(4)绝对值最大负数 1.111111********* -(1-2-15)
10.某定点小数字长16位，含1位符号，补码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。
(1)非0最小正数 (2)最大正数
(3)绝对值最小负数 (4)绝对值最大负数
解: 二进制代码十进制真值
(1)非0最小正数 0.000000000000001 2-15
(2)最大正数 0.111111********* 1-2-15
(3)绝对值最小负数 1.111111********* -2-15
(4)绝对值最大负数 1.000000000000000 -1
11.某浮点数字长16位,其中阶码6位,含1位符号位,补码表示,以2为底;尾数10位(含1位数符),补码表示,规格化。分别写出下列各典型值的二进制代码与十进制真值。
(1)非0最小正数 (2)最大正数
(3)绝对值最小负数 (4)绝对值最大负数
解: 二进制代码十进制真值
(1)非0最小正数 100000, 0.100000000
(2)最大正数
011111, 0.111111111
(3)绝对值最小负数
100000, 1.100000000
(4)绝对值最大负数
011111, 1.000000000
14.减少指令中一个地址码位数的方法是什么?
答:减少指令中一个地址码位数的方法是采用寄存器寻址方式。
15.某主存单元的地址码与存储单元内容对应关系如下：
地址码存储内容
1000H A307H
1001H 0B3FH
1002H 1200H
1003H F03CH
1004H D024H
(1)若采用寄存器间接寻址读取操作数，指定寄存器R0的内容为1002H，则操作数是多少？
(2)若采用自增型寄存器间接寻址方式(R0)+，R0的内容为1000H，则操作数是多少？指令执行后R0的内容是什么?
(3)若采用自减型寄存器间接寻址方式-(R1)+读取操作数，R1的内容为1003H，则操作数是多少？指令执行后R1的内容是什么?
(4)若采用变址寻址方式X(R2),指令中给出形式地址 d = 3H , 变址寄存器R2的内容为1000H，则操作数是多少？
解:(1)操作数为1200H。
(2)操作数为A307H,指令执行后R0的内容1001H。
(3)操作数为F03CHH,指令执行后R0的内容1002H。
(4)操作数为F03CHH。
16.对I/O设备的编址方法有哪几种？请稍作解释。
答：对I/O设备的编址方法有两种：外围设备单独编址和外围设备与主存统一编址。
外围设备单独编址：为I/O接口中的有关寄存器分配I/O端口地址，一般由地址总线若干低位提供I/O端口地址，从而选择某个寄存器进行读/写。
外围设备与主存统一编址。将I/O接口中的有关寄存器与主存单元统一编址,一般由地址码中高端（地址值大）的一段区域分配给I/O端口。
17.I/O的设置方法有哪几种？请稍作解释。
答：I/O指令的设置方法有三种：
（1）设置专用的I/O指令：指令中的操作码明确规定某种输入/输出操作，CPU寄存器号，I/O端口地址。应用于外围设备单独编址方式。
（2）用通用的数据传送指令实现I/O操作：应用于外围设备与主存单元统一编址方式。
（3）通过I/O处理器或处理机控制I/O操作：应用于采用协处理器或多处理机的系统。
第3章习题三
1.试说明串行进位和并行进位的不同之处。
答：采用串行进位的加法器，是将n个加法器串接起来。其中的进位是逐级形成的，每一级的进位直接依赖前一级的近位。由于串行进位的延时时间较长，所以速度很慢。
采用并行进位的加法器中，各加法器的进位信号仅由进位产生函数G i与进位传递函数P i及最低位进位C0决定，而G i和P i之与本位的A i和B i有关，即G i与P i 的形成是同时的，因此各级的进位输出C i也是同时形成的。并行进位有效地减少进位延时时间。
3.用变形补码计算[X]补+[Y]补，并指出是否溢出，说明是正溢还是负溢。
(1)[X]补=00 110011 [Y]补 = 00 101101
0 0 1 1 0 0 1 1
+) 0 0 1 0 1 1 0 1
0 1 1 0 0 0 0 0
[X]补+[Y]补=01 100000 , 符号位为01,为正溢。
(2)[X]补=00 010110 [Y]补 = 00 100101
0 0 1 1 0 1 1 0
+) 0 0 1 0 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0 1 1
[X]补+[Y]补=01 011011 , 符号位为01,为正溢。
(3)[X]补=11 110011 [Y]补 = 11 101101
1 1 1 1 0 0 1 1
+) 1 1 1 0 1 1 0 1
1 1 1 0 0 0 0 0
[X]补+[Y]补=11 100000 , 符号位为11,结果正确。
(4)[X]补=11 001101 [Y]补 = 11 010011
1 1 0 0 1 1 0 1
+) 1 1 0 1 0 0 1 1
1 0 1 0 0 0 0 0
[X]补+[Y]补=10 100000 , 符号位为10,为负溢。
3.用变形补码计算[X]补-[Y]补，并指出是否溢出，说明是正溢还是负溢。
(1)[X]补=00 110011 [Y]补 = 00 101101
解：[-Y]补=11 010011
0 0 1 1 0 0 1 1
+) 1 1 0 1 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 1 0
[X]补-[Y]补=00 000110 , 符号位为00,结果正确。
(2)[X]补=00 110011 [Y]补 = 11 010011
解：[-Y]补=00 101101
0 0 1 1 0 0 1 1
+) 0 0 1 0 1 1 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0
[X]补-[Y]补=01 000000 , 符号位为01,为正溢。
(3)[X]补=00 100011 [Y]补 = 00 110100
解：[-Y]补=11 001100
0 0 1 1 0 0 1 1
+) 1 1 0 0 1 1 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1
[X]补-[Y]补=11 111111 , 符号位为11,结果正确。
(4)[X]补=00 101010 [Y]补 = 11 110111
解：[-Y]补=00 001001
0 0 1 0 1 0 1 0
+) 0 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 1 0 0 1 1
[X]补-[Y]补=00 110011 , 符号位为00,结果正确。
6.用无符号数一位乘法计算X×Y，写出规范的运算过程。
（1）X=1001 Y=1101
（2）X=1101 Y=1111
(3)X=1010 Y=1001
7.用无符号数不恢复余数法求X÷Y，写出运算过程，分别给出求得的商和余数。
(1)X=00101001 Y=1011
(2)X=00110110 Y=1111
(3)X=01011010 Y=1001
8.简要解释下列名词术语：
微命令，同步控制方式，指令周期，机器周期，时钟周期，时钟脉冲，指令流程，微指令，微程序，微周期，直接控制编码，分段直接译码法，分段间接译码法，增量方式，断定方式，垂直型微指令，水平型微指令。
答：微命令——构成控制信号序列的最小单位。例如打开或关闭某个控制门的电位信号，某个寄存器的打入脉冲等。
同步控制方式——同步控制方式是这样一种时序控制方式：各种操作都由统一的时序信号同步定时，它的主要特征是有固定的时钟周期划分。这意味着什么时间执行什么操作是事先安排好的。一个基本操作占用一个时钟周期（节拍），某个操作发生的时刻由相应的脉冲边沿定时。
指令周期——指令周期是从取指令、分析指令到执行完该指令所需的时间。不同的指令，其指令周期长短可以不同。
机器周期——在组合逻辑机控制器中，通常将指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段所需的时间，称为机器周期。例如，取指令周期、存储器读周期、存储器写周期等。
时钟周期——一个机器周期的操作一般需分为几步完成。因此，将一个机器周期划分为若干相等的时间段，每个时间段内完成一步基本操作，这个时间段用一个电平信号宽度对应，称为节拍或时钟周期。
指令流程——指令流程体现了计算机工作原理中一个核心内容：CPU究竟怎样执行指令流程？一般是给出一条特定的指令，以模型机CPU内部组成为背景，用寄存器传送级语句描述其读取与执行流程。
微指令——若干微命令的组合，以编码形式存放在控制存储器的一个单元中，控制实现一步操作。一条微指令的功能就是给出完成指令某步操作所需的微操作控制信号和后继微指令地址。
微程序——一条微指令包含的微命令控制实现一步（一个时钟周期）机器操作；若干条微指令组成一小段微程序，解释实现一条机器指令；控制存储器中的微程序能解释实现全部指令系统。
微周期——通常指从控制存储器读取一条微命令并执行相应的微操作所需的时间。
直接控制编码——是指微指令的微命令字段中的每一位都代表一个微命令。设计微指令时，选用或不选用某个微命令，只要将表示该微命令的对应位设置成1或0就可以了。
分段直接译码法——将微指令的微命令字段分成若干小段，把相斥性微命令组合在同一段中，而把相容性微命令组合在不同的段中，每个字段独立编码，每种编码代表一个微命令，且各字段编码单独定义，与其它字段无关，这被称为分段直接译码法。
分段间接译码法——是在直接译码法的基础上，进一步缩短字长的一种编码方法。在这种编码法中，一个字段的含义不仅取决于本字段编码，还兼由其它字段来解释，以便使用较少的信息位表示更多的微命令。
增量方式——与工作程序用程序计数器产生指令地址相似。在微程序控制器中，可设置一个微程序计数器μPC，在顺序执行指令时，后继微指令地址由现行微地址（即μPC的内容）加上一个增量（通常为1）来形成，遇到转移时，由微指令给出转移微地址，使微程序按新的顺序执行。
断定方式——指后继地址可由程序设计者指定，或者根据微指令所规定的测试结果直接决定后继微地址的全部或部分值。
垂直型微指令——垂直型微指令的特征是微指令较短，微指令的并行操作那里有限，一般一条微指令只能控制数据通路的一二种信息传送操作。
水平型微指令——它有如下特征：微指令较长，微指令中的微操作具有高度的并行性，微指令编码简单。优点是执行效率高，灵活性好，微程序条数较少。
9.试说明模型机中下列寄存器是作用：
通用寄存器，暂存器，IR，PC，MAR，MDR
答：通用寄存器——是一组可编程访问，具有多种功能的寄存器。本身在逻辑上只具有接收信息、存储信息和发送信息的作用，但通过编程与运算部件的配合可以实现多种功能，如可为ALU提供操作数并存放运算结果，也可用作变址寄存器、地址指针和计数器等。
暂存器——用来暂存从主存储器读出的数据以及从ALU输出端输出的运算结果。
IR——用来存放当前正在执行的一条指令。
PC——提供指令的地址，即指示程序的进程。当现行指令执行完毕后，由PC提供后继指令的地址，并送往地址寄存器MAR。
MAR——用于存放CPU访问主存或I/O接口的地址。
MDR——用于存放CPU于主存或I/O接口之间传送的数据。
10.模型机的脉冲型微命令有哪些？
答：模型机中的脉冲型微命令有：CP R0，CP R1，CP R2，CP R3，CP IR，CP PC，CP SP，CP MDR，CP MAR，CP D，CP C，CP Z。
11.何谓组合逻辑控制器？何谓微程序控制器？试比较它们的优缺点。
CPU通过组合逻辑电路产生微命令，相应的控制器称为组合逻辑控制器。优点：速度快。缺点：设计较凌乱，不易修改扩充，应用于快速CPU中。
CPU采用微程序控制方式来产生微命令，相应的控制器称为微程序控制器。优点：设计比较规整，易于修改扩充。缺点：速度较组合逻辑控制器慢。
12.拟出下述指令的读取与执行流程：
(1)MOV R0，R2
解：FT0 PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC
ST0R2→C
ET0 C→R0
(2)MOV R1,(PC)+
解：FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC
ST0PC→MAR
ST1M→MDR→C
ST2PC+1→Z
ST3Z→PC
ET0 C→R0
(3)MOV -(SP),-(R1)
解:FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC ST0 R1-1→Z
ST1Z→MAR , R1
ST2M→MDR→C
DT0 SP-1→Z
DT2Z→MAR ,SP
ET0C→MDR
ET1MDR→M
(4)MOV (R0)+ , X(R3)
解:FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC ST0PC→MAR
ST1M→MDR→D , PC+1→PC ST2D+R3→Z
ST3Z→MAR
ST4M→MDR→C
DT0R0→MAR
DT1R0+1→Z
DT2Z→R0
ET0C→MDR
ET1MDR→M
(5)MOV (R0) , (PC)+
解: FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC
ST0PC→MAR
ST1M→MDR→C
ST2PC+1→Z
ST3Z→PC
DT0R0→MAR
ET0C→MDR
ET1MDR→M
(6)MOV DI ,(SP)+
解: FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC
ST0SP→MAR
ST1M→MDR→C
ST2SP+1→Z
ST3Z→SP
DT0PC→MAR
DT1M→MDR→MAR，PC+1→PC
ET0C→MDR
ET1MDR→M
13.拟出下述程序的读取与执行过程：
（1）ADD R0，X（R1）
解: FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC ST0PC→MAR
ST1M→MDR→D , PC+1→PC ST2D+R1→Z
ST3Z→MAR
ST M→MDR→C
DT O R0→D
ET0 C AD D D→Z
ET1Z→R0
(2)SUB (R1)+,(PC)+
解: FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC ST0PC→MAR
ST1M→MDR→C
ST2PC+1→Z
ST3Z→PC
DT0R0→MAR
DT1M→MDR→D
DT2R0+1→Z
DT3Z→R0
ET0 C SUB D→Z
ET1Z→MDR
ET2MDR→M
(3)AND (R3)+ , R0
解: FT0PC→MAR
FT1M→MDR→IR，PC+1→PC
ST0R0→C
DT0R3→MAR
DT1M→MDR→D
DT2R3+1→Z
DT3Z→R3
ET0 C AND D→Z
ET1Z→MDR
ET2MDR→M
(4)OR R0 , DI
微处理器与接口技术 实验指导
实验一监控程序与汇编语言程序设计实验 一、实验要求 1、实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，设计好主要的待实验的程序，做好实验之前的必要准备。 2、想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果。 3、在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，认真记录和仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。 4、实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。 二、实验目的 【1】学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法； 【2】学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统；
【3】学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 三、实验注意事项 （一）实验箱检查 【1】连接电源线和通讯线前TEC-XP16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能会对TEC-XP16实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害。 【2】五位控制开关的功能示意图如下： 【3】几种常用的工作方式【开关拨到上方表示为1，拨到下方为0】 （二）软件操作注意事项 【1】用户在选择串口时，选定的是PC机的串口1或串口2，而不是TEC-XP16实验系统上的串口。即选定的是用户实验时通讯线接的PC机的端口； 【2】如果在运行到第五步时没有出现应该出现的界面，用户需要检查是不是打开了两个软件界面，若是，关掉其中一个再试； 【3】有时若TEC-XP16实验系统不通讯，也可以重新启动软件或是重新启动PC再试； 【4】在打开该应用软件时，其它的同样会用到该串口的应用软件要先关掉。
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
一．这是一个判断某一年是否为润年的程序，运行可执行程序Ifleap.exe后，输入具体的年份，可输出是本年是否为闰年的提示信息。 DATA SEGMENT ;定义数据段 INFON DB 0DH,0AH,'PLEASE INPUT A YEAR: $' ;声明空间存储输入提示信息，其中0d回车，0a换行 Y DB 0DH,0AH,'THIS IS A LEAP YEAR! $' ;声明空间存储是闰年提示信息，同上另起一行输出 N DB 0DH,0AH,'THIS IS NOT A LEAP YEAR! $' ;声明空间存储不是闰年提示信息，同上另起一行输出 W DW 0 ;声明空间存储输入年份解析后生成的年份数字 BUF DB 8 DB ? DB 8 DUP(?) ;声明空间作为缓冲区，总共10个字节，第一个表示准备接受的字DATA ENDS STACK SEGMENT STACK DB 200 DUP(0) STACK ENDS ;定义一个栈，200字节 CODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,SS:STACK,CS:CODE START:MOV AX,DATA MOV DS,AX ;指定堆栈 LEA DX,INFON ;在屏幕上显示提示信息 MOV AH,9 INT 21H ;将infon开始的字符串输出到屏幕 LEA DX,BUF ;从键盘输入年份字符串 MOV AH,10 INT 21H MOV CL, [BUF+1] ;获取实际输入长度 LEA DI,BUF+2 ;获取字符串首地址 CALL DATACATE ;调用子程序,将输入字符串传化为年份数字 CALL IFYEARS ;调用子程序，判断是否闰年 JC A1 ;如果进位标记C为1则跳转到a1
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。 11．从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成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。 12．因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。13.计算机应用和应用计算机在概念上是不等价的。 计算机应用是计算机学科与其他学科相结合的交叉学科，是计算机学科的组成成分，分为数值计算和非数值应用两大领域。应用计算机是借助计算机为实现特定的信息系统的手段。在计算机系统的层次结构中，应用计算机是多级计算机系统层次结构的最终目标，是高
硬布线控制器的设计与调试 教学目的、任务与实验设备 教学目的 熟练掌握实验5和硬布线控制器的组成原理与应用。 复习和应用数据通路及逻辑表达式。 学习运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟 悉集成开发软件中设计调试工具的使用，体会ISP技术相对于传统开发技术的优点。 教学任务 按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台硬布线 控制器控制的模型计算机。 根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，并调试成功。 在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件。 实验设备 微操作控制信号·····CnC1结果反馈信息指B1硬布线控制器指令（组合
逻辑网络）令Bn译寄码ispLSI1032E-70LJ84存模器块 T1W1T1W4启动 TJ停止节拍脉冲节拍电位/时钟发生器SKIP复位硬布线控制器结构方框图 计算机组成原理实验系统一台－4TEC 直流万用表一只 器件，则需要一台ISP）ispLSI1032。采用集成电路建议使用ISP芯片（一片 作设计、编程和下载使用。ispEXPERT)机运行设计自动化软件(例如PC 总体设计思路（描述指令系统，给数据通路） 条机器指令。实验设计中采用12采用与模型计算机相同的指令系统，即 条指令93条机器指令，只保留该指令系统的子集：去掉中断指令后的。采用的数据通路和微程序控制器方案相同。 ·数据通路图和数据通路控制信号 DBUS
CINS S2T4CEL#CER端口指令口端数据S1ALUALU_BUS LRW(T3)口端A口端BS0RAM LDAR1(T4) LDDR1(T3)LDDR2(T3)AR1_INC LDAR2(T2)AR1AR2DR2DR1M3MUX3M1M2MUX2MUX1DBUS LDPC(T4)RS_BUS#IAR_BUS#PC PC_ADD LDIAR IAR ALU2PC_INCRD0、RS0RD1、RS1端口B端口A RF WR0、 WR1WRD(T2)LDR4(T2)R4LDER(T4)ER M4MUX4DBUS SW_BUS#WR0、WR1RD0RD1、RS0、RS1控SW7—SW0制器控制..LDIR(T4)信IR.INTQ、C号 图4数据通路总体图2． 控制器的设计思路 硬布线控制器能够实现控制功能，关键在于它的组合逻辑译码电路。译码 电路的任务就是将一系列有关指令、时序等的输入信号，转化为一个个控制信号，输出到各执行部件中。 根据硬布线控制器的基本原理，针对每个控制信号S，可以列出它的译码
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（B）计算机。 A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（A）。 A -(231-1) B -(230-1) C -(231+1) D -(230+1) 3以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。 A 只做加法运算 B 只做算术运算 C 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 4 EEPROM是指（D ） A 读写存储器 B 只读存储器 C 闪速存储器 D 电擦除可编程只读存储器 5常用的虚拟存储系统由（B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A cache-主存 B 主存-辅存 C cache-辅存 D 通用寄存器-cache 6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（D ） A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个通用 寄存器 D 两个通用寄存器 7当前的CPU由（B ）组成。 A 控制器 B 控制器、运算器、cache C 运算器、主存 D 控制器、ALU、主存 8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（A ）。 A 具备同等水平 B 不具备同等水平 C 小于前者 D 大于前者 9在集中式总线仲裁中，（A ）方式响应时间最快。 A 独立请求 B 计数器定时查询 C 菊花链 D 分布式仲裁 10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C ）。 A 地址寄存器 B 指令计数器 C 程序计数器 D 指令寄存器 11从信息流的传输速度来看，（A ）系统工作效率最低。 A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线 12单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（C ）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。 A 中断允许 B 中断请求 C 中断屏蔽 D DMA请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是（B ）。 A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管理员 模式 C 开定时器中断 D 关中断 14冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（B ）。 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 15在机器数（B ）中，零的表示形式是唯一的。 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 16在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（ D ）来实现。 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17某计算机字长32位，其存储容量为256MB，若按单字编址，它的寻址范围是（ D ）。 A 0—64M B B 0—32MB C 0—32M D 0—64M 18主存贮器和CPU之间增加cache的目的是（A ）。 A 解决CPU和主存之间的 速度匹配问题B 扩大主存贮器容量 C 扩大CPU中通用寄存器的 数量 D 既扩大主存贮器容量，又扩 大CPU中通用寄存器的数 量 19单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（ C ）。 A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式20同步控制是（ C ）。 A 只适用于CPU控制的方 式B 只适用于外围设备控制的 方式 C 由统一时序信号控制的方 式 D 所有指令执行时间都相同 的方式 21描述PCI总线中基本概念不正确的句子是（CD ）。 A PCI总线是一个与处理 B PCI总线的基本传输机制 C PCI设备一定是主设备 D 系统中只允许有一条PCI
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/ed9437524.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/ed9437524.html,B的中文含义是通用串行总线 https://www.doczj.com/doc/ed9437524.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/ed9437524.html,B接口是一种总线式串行接口 https://www.doczj.com/doc/ed9437524.html,B接口是一种并行接口 https://www.doczj.com/doc/ed9437524.html,B接口是一种低速接口 https://www.doczj.com/doc/ed9437524.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。
《计算机组成原理-实验一》 实验报告 韶关学院数信学院 2010级信息与计算科学 2012年 9月
实验一：本实验分三部分： 1熟悉Linux常用命令（上） 2 Linux下程序设计基础（中） 3汇编语言与机器指令（下）（暂略） 实验一熟悉Linux常用命令（上） 一,实验要求: 1,熟练Linux下的常用命令. 2,熟练地操作linux. 二,实验内容: 练习使用Linux常用命令; 三,实验环境: windows7的vmware的Redhat。 四,Linux下常用命令实验操作：(以下命令若权限不够，要在命令前加sudo) 1. 写出下面命令每个部分含义，字符C表示命令(Command)、O表示选项(Option)、OA表示选项的参数(Option Argument)、CA表示命令的参数(Command Argument)，如： C OOA O OA C A Answer $ lpr –Pspr –n 3 proposal.ps Command line Linux命令行的语法结构： $ command [[-]option(s)] [option argument(s)] [command argument(s)] 含义： ● $：linux系统提示符，您的linux系统可能是其他的提示符 ● Command ：linux命令的名字 ● [[-]option(s)] ：改变命令行为的一个或多个修饰符，即选项 ● [option argument(s)] ：选项的参数 ● [command argument(s)] ：命令的参数 1) ls -la convert.txt 2) more convert.txt 3) pwd 4) cat file1 file2 file3 5) rm -r temp 6) ping –c 3 https://www.doczj.com/doc/ed9437524.html, 7) telnet https://www.doczj.com/doc/ed9437524.html, 13 8) cc -o short short.c -lbaked 9) chmod u+rw file1.c 10) uname –n
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5.15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)的指令流程图及微操作信号序列如下：
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5.15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/ed9437524.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。
实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的： 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求： 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。 3、学习TEC-XP16机的使用，包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤： 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法，是使用监控程序的A命令，逐行输入并直接汇编单条的汇编语句，之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令，修改已有程序源代码相对麻烦一些，适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法，是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序，然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令，修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法，是使用交叉汇编程序ASEC，首先在PC机上，用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序，然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中，就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。
在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步： 1、使教学计算机处于正常运行状态（具体步骤见附录联机通讯指南）。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如：在命令行提示符状态下输入： A 2000↙；表示该程序从2000H（内存RAM区的起始地址）地址开始 屏幕将显示： 2000： 输入如下形式的程序： 2000: MVRD R0，AAAA ；MVRD 与R0 之间有且只有一个空格，其他指令相同 2002: MVRD R1，5555 2004: ADD R0，R1 2005: AND R0，R1 2006: RET ；程序的最后一个语句，必须为RET 指令 2007:（直接敲回车键，结束A 命令输入程序的操作过程） 若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上 >U 或>U 主存地址
浮点存储： 1．若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。 解：将16进制数展开后，可得二制数格式为 0 100 00010 011 0110 0000 0000 0000 0000 S 阶码(8位) 尾数(23位) 指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10 包括隐藏位1的尾数 1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011 于是有 x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10 2. 将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。 解:首先分别将整数和分数部分转换成二进制数： 20.59375=10100.10011 然后移动小数点，使其在第1，2位之间 10100.10011=1.010010011×24 e=4于是得到： S=0, E=4+127=131, M=010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 01000001101001001100000000000000=(41A4C000)16 3.假设由S,E,M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数ｘ,真值表示为（非IEEE754标准）：ｘ＝(－1)s×(1.M)×2E－128问：它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少？ (1)最大正数 0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 ｘ＝[1＋(1－2-23)]×2127 (2)最小正数 000 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝1.0×2－128 (3)最小负数 111 111 111111 111 111 111 111 111 111 11 ｘ＝－[1＋(1－2－23)]×2127 (4)最大负数 100 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝－1.0×2－128 4.用源码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xXy。
河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡（1010101029） 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月五日
一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 四、模型机结构及工作原理： 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。
为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。 存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。 启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。 注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码： 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址
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（ B ）计算机。(光盘的第一章) A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 2 某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（ A ）。P16 —（这是答案在书上的页码，下面的一样） A -(231-1) B -(230-1) C -(231+1) D -(230+1) 3 以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。 A 只做加法运算 B 只做算术运算 C 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 4 EEPROM是指（ D ）。P83 A 读写存储器 B 只读存储器 C 闪速存储器 D 电擦除可编程只读存储器 5 当前的CPU由（ B ）组成。P127 A 控制器 B 控制器、运算器、cache C 运算器、主存 D 控制器、ALU、主存 6 在集中式总线仲裁中，（ A ）方式响应时间最快。P195 A 独立请求 B 计数器定时查询 C 菊花链 7 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（ B C）。P129 A 地址寄存器 B 指令计数器 C 程序计数器 D 指令寄存器 8 从信息流的传输速度来看，（ A ）系统工作效率最低。P186 A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线 9冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（ B ）。(光盘的第一章) 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 10 在机器数（应改为BC ）中，零的表示形式是唯一的。P22 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 11在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（ D ）来实现。P27 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 12 某计算机字长32位，其存储容量为256MB，若按单字编址，它的寻址范围是（ D ）。 A 0—64M B B 0—32MB C 0—32M D 0—64M
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》 实验报告 实验一运算器实验
一、实验目的 1．掌握运算器的组成及工作原理； 2．了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操 作和逻辑操作的具体实现过程； 3．验证带进位控制的74LS181的功能。 二、实验环境 EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 三、实验内容与实验过程及分析（写出详细的实验步骤，并分析实验结果） 实验步骤：开关控制操作方式实验 1、按图1－7接线图接线： 连线时应注意：为了使连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。 图1－1 实验一开关实验接线图 2、通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数： 1）拨动清零开关CLR，使其指示灯。再拨动CLR，使其指示灯亮。置ALU-G ＝1：关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门； 2）向数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）中置数：
（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值； （2）置LDR1＝1：使数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）的控制信号有效，置LDR2＝0：使数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）的控制信号无效； （3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。 3）向数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）中置数： （1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为想要输入的数值； （2）置LDR1＝0：数据暂存器LT1的控制信号无效；置LDR2＝1：使数据暂存器LT2的控制信号有效。 （3）按一下脉冲源及时序电路的“单脉冲”按钮，给暂存器LT2送时钟，上升沿有效，把数据存在LT2中。 （4）置LDR1＝0、LDR2＝0，使数据暂存器LT1、LT2的控制信号无效。 4）检验两个数据暂存器LT1和LT2中的数据是否正确： （1）置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU 的三态门； （2）置“S3S2S1S0M”为“F1”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的数，表示往暂存器LT1置数正确； （3）置“S3S2S1S0M”为“15”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中的数，表示往暂存器LT2置数正确。 3、验证74LS181的算术和逻辑功能: 按实验步骤2往两个暂存器LT1和LT2分别存十六进制数“1234H”和“5678H”，在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，通过改变“S3S2S1S0MCn”的值来改变运算器的功能设置，通过数据总线指示灯显示来读出运算器的输出值F，填入上表中，参考表1－1的功能表，分析输出F值是否正确。分别将“AR”开关拨至“1”和“0”的状态，观察进位指示灯“CY”的变化并分析原因。 实验结果表为：