计算机组成原理(习题).doc

_1 第3题主存存储单元是指( )。A.存放一个二进制信息位的存储元B.存放一个机器字的所有存储元的集合C.存放一个字节的所有存储元的集合D.存放两个字节的所有存储元的集合 答案:B1第4题中断系统的功能是由（ ）实现的。A.硬件B.软件C.硬件和软件结合来 答案:C2第5题下列不属于计算机科学奠基人冯诺伊曼思想的是（ ）。A.存储程序B.二进制运算C.流水线D.将指令从存储器中逐条取出并执行 答案:C1 第1题某动态存储器（DRAM）芯片，其存储容量为4M8位，该芯片的地址线采用行、列地址复用，而且行、列地址位数相同，则该芯片的地址线和数据线数目分别是（ ）条。A.11和1B.11和8C.22和8 D.20和8 答案:B2第2题相对寻址方式中，操作数的有效地址等于（ ）。A.基值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 答案:D3第5题以下四种类型的二地址指令中，执行时间最长的是（ ）。A.RR型B.RS型C.SS型D.SR型 答案:C4第7题在定点数的机器数中，零的（）的表示形式是惟一的A.原码B.反码C.补码 答案:C5第8题控制存储器属于（）部分。A.运算器B.控制器C.存储器D.I/O接口 答案:B6第14题锁存器属于（）部分。A.运算器B.控制器C.存储器D.I/O接口 答案:A8第21题用n位字长的原码（其中1位符号位）表示定点整数N时，所能表示的数值范围是（）答案:B9第22题计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是( )。A.便于读写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾 答案:D4第9题存储周期是指( )。A.存储器的读出时间B.存储器的写入时间C.存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔D.存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔 答案:C5第12题下列是用原码表示的机器数，真值最小的是（）。A.111011B.101100C.110100D.110101 答案:A1第3题下列因素下，与Cache的命中率无关的是（ ）。A.主存的存取时间B.块的大小C.Cache的组织方式D.Cache的容量 答案:A3第7题某计算机中控制存储器的容量是51232位，微程序可在整个控制存储器中实现转移，则微地址寄存器所需的最小位数是（）。A. 5 B.8 C.9D.10 答案:C6第14题为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（ ）。A.通用寄存器B.堆栈C.存储器D.外存 答案:B7第22题以下给出的浮点数，数（）是规格化浮点数。答案:B8第23题中央处理器是指（）。A.运算器B.控制器C.运算器和控制器 D.运算器、控制器和内存储器 答案:C6第22题程序计数器属于（）部分。A.控制器B.运算器C.存储器D.I/O接口 答案:A7第23题若x补=0.1101010，则x原=（ ）。A.1.0010101B.1.0010110C.0.0010110 D.0.1101010 答案:D8第24题在以DMA方式传送数据的过程中，由于没有破坏（ ）的内容，所以一旦数据传送完毕，主机可以立即继续原程序的执行。A.程序计数器B.程序计数器和寄存器C.地址寄存器 答案:B9第25题下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是（ ）。A.操作数在指令中B.操作数在寄存器中C.操作数地址在寄存器D.操作数地址（主存）在指令中 答案:A2第4题下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是（ ）。A.操作数在指令中B.操作数在寄存器中C.操作数地址在寄存器D.操作数地址（主存）在指令中 答案:A3第12题中央处理器是指（）。A.运算器B.控制器C.运算器和控制器 D.运算器、控制器和内存储器 答案:C5第14题一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，另一个操作数常需采用( )指定。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 答案:C6第15题总线接口的功能不包括（）。A.匹配外设与主机的速度差异B.实现数据格式的转换C.交换主机与外设的状态信息D.完成算术及逻辑运算 答案:D7第21题下列是用补码表示的机器数，真值最大的是（）A.001011B.101100C.110100D.110101 答案:A4第11题 中央处理器是指（）。A.运算器B.控制器C.运算器和控制器 D.运算器、控制器和内存储器 答案:C5第12题 计算机的外围设备是指（ ）。A.输入/输出设备B.外存设备C.远程通信设备D.除了CPU和内存以外的其他设备 答案:D1第2题 下列不同进位计数制的数中，最大的数是（）答案:D3第8题计算机的外围设备是指（ ）。A.输入/输出设备B.外存设备C.远程通信设备D.除了CPU和内存以外的其他设备 答案:D4第9题在计数器定时查询方式下，若每次计数都从0开始，则（）。A.设备号小的优先级高 B.设备号大的优先级高C.每个设备使用总线的机会相等D.以上都不对 答案:A6第19题下列是用补码表示的机器数，真值最大的是（）A.001011B.101100C.110100D.110101 答案:A7第23题某计算机中控制存储器的容量是51232位，微程序可在整个控制存储器中实现转移，则微地址寄存器所需的最小位数是（）。A. 5 B.8 C.9D.10 答案:C8第24题为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（ ）。A.通用寄存器B.堆栈C.存储器D.外存 答案:B10第2题 衡量总线传输性能的指标是 A ，它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，其单位是 B 。 答案: A 总线带宽 B MB/s 或B/s11第6题计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由 A 、一般机器级、 B 、汇编语言级和高级语言级组成。答案: A 微程序设计级 B 操作系统级 12第10题按中断源与CPU的关系不同，中断可分为 A 和 B 两大类。答案: A 内中断 B 外中断 10第3题主存有256个数据块（编号为0255），cache有8行（编号为07），现采用2路组相联地址映射方式，则第202号数据块可映射到cache编号的第 A 行。 答案: A 4或5 10第3题 计算机机器指令的基本结构主要有 A 和 B 两部分。 答案: A 操作码OP B 地址码A 13第9题 电子数字计算机系统是由 A 和 B 两大部分组成的，两者缺一不可。 答案: A 硬件 B 软件 14第10题按中断源与CPU的关系不同，中断可分为 A 和 B 两大类。 答案: A 内中断 B 外中断 16第12题有一字长为64位的浮点数，符号位1位；阶码11位，用移码表示；尾数52位，用补码表示；基数为2.则它所能表示的最小规格化负数为 A 。 答案: 10第1题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是 A ，而是 B 。 答案: A 操作数的地址 B 操作数本身11第2题 在微型机中，随着超大规模集成电路和机器结构的发展，中央处理器中不仅包含了控制器和 A ，而且把 B 也集成于同一块CPU芯片中。答案: A 运算器 B 存储管理部件13第7题 光盘是近年来发展起来的一种辅助存储器，是多媒体计算机不可缺少的设备，按读写性质分，光盘可分为 A 型、 B 型和只读型三种。答案: A 一次写入 B 可重写 14第8题 在相对寻址方式中，操作数的有效地址等于 的内容加上指令中的形式地址D。 答案: A PC 17第14题 指令的寻址方式有 A 和 B 两类。答案: A 顺序寻址方式 B 跳跃寻址方式 18第17题 电子数字计算机系统是由 A 和 B 两大部分组成的，两者缺一不可。答案: A 硬件 B 软件 19第16题 CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 A 和 B 。答案: A 程序计数器 B 程序状态字寄存器 11第7题 在微型机中，随着超大规模集成电路和机器结构的发展，中央处理器中不仅包含了控制器和 A ，而且把 B 也集成于同一块CPU芯片中。答案: A 运算器 B 存储管理部件12第10题 隐含寻址是指令格式中不明确给出 A ，而是隐含指定，通常将 B 作为隐含地址。答案: A 操作数地址 B 累加器（AC） 13第11题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越 A 的设备，获得总线控制权的几率越小。答案: A 远 14第14题 CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 A 和 B 。答案: A 程序计数器 B 程序状态字寄存器 15第15题 同的计算机有不同的指令系统，“RISC”表示的意思是 A 。 答案: A 精简指令系统计算机16第17题 电子数字计算机系统是由 A 和 B 两大部分组成的，两者缺一不可。答案: A 硬件 B 软件 17第18题 光盘是近年来发展起来的一种辅助存储器，是多媒体计算机不可缺少的设备，按读写性质分，光盘可分为 A 型、 B 型和只读型三种。答案: A 一次写入 B 可重写 18第20题 计算机机器指令的基本结构主要有 A 和 B 两部分。答案: A 操作码OP B 地址码A 13第11题 在微程序控制器中， A 用来存放实现机器指令系统功能的微程序，它一般是高速的 B 存储器，这个存储器的地址称为微地址。答案: A 控制存储器 B 只读存储器 15第20题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越 A 的设备，获得总线控制权的几率越小。答案: A 远 17第26题 某采用交叉方式编址的存储器容量为32字，存储模块数为4，存储周期为200ns，总线传送周期为50ns，某程序需要连续读出地址为10001011的4个字，则所需时间为 A 。答案: A 350ns 18第27题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是 A ，而是 B 。答案: A 操作数的地址 B 操作数本身19第28题 总线是构成计算机系统的 A ，是多个 B 部件之间进行数据传送的公共通路。答案: A 互联机构 B 系统功能 11第3题 在微型机中，随着超大规模集成电路和机器结构的发展，中央处理器中不仅包含了控制器和 A ，而且把 B 也集成于同一块CPU芯片中。答案: A 运算器 B 存储管理部件12第6题 在计算机总线中，数据的传送有二种基本方式：串行传送和 A 传送。串行传送是指 B 。答案: A并行 B 数据从低位开始逐位依次传送的方式 13第12题 寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在 A 中，而操作数存放在 B 中。答案: A 寄存器 B 内存 14第13题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是 A ，而是 B 。答案: A 操作数的地址 B 操作数本身15第18题 在有一级Cache的系统中，设主存和Cache的存储周期分别是TM和Tc，若命中率是H，则CPU访问存储器的平均时间TA A 。答案: A HTc+(1-H) TM 18第25题 堆栈包括的主要硬件：一是 A ，二是 B 。答案: A 部分主存区 B 堆栈指针（SP） 19第26题 隐含寻址是指令格式中不明确给出 A ，而是隐含指定，通常将 B 作为隐含地址。答案: A 操作数地址 B 累加器（AC） 10第4题 三级存储系统是由 A 、 B 和辅助存储器组成的。答案: A 高速缓冲存储器 B 主存 12第11题 在计算机总线中，数据的传送有二种基本方式：串行传送和 A 传送。串行传送是指 B 。答案: A并行 B 数据从低位开始逐位依次传送的方式 14第13题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越远的设备，获得总线控制权的几率就越 A 。答案: A小 15第17题 采用流水线带来的主要问题有 A 、 B 和转移相关等问题。答案: A 资源相关 B 数据相关16第18题 电子数字计算机系统是由 A 和 B 两大部分组成的，两者缺一不可。答案: A 硬件 B 软件 17第19题 计算机机器指令的基本结构主要有 A 和 B 两部分。答案: A 操作码OP B 地址码A 18第20题 某CPU微程序控制器控存容量为51220位，微程序可在整个控制存储器中实现转移，需要分别根据OP字段和ZF条件码进行分支转移，则P字段和后继地址字段应分别为 A 和 B 位。答案: A 2 B 9 19第21题 在微程序控制器中， A 用来存放实现机器指令系统功能的微程序，它一般是高速的 B 存储器，这个存储器的地址称为微地址。答案: A 控制存储器 B 只读存储器 10第1题 在微型机中，随着超大规模集成电路和机器结构的发展，中央处理器中不仅包含了控制器和 A ，而且把 B 也集成于同一块CPU芯片中。答案: A 运算器 B 存储管理部件11第4题 寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在 A 中，而操作数存放在 B 中。答案: A 寄存器 B 内存 12第5题 CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 A 和 B 。答案: A 程序计数器 B 程序状态字寄存器 13第6题 在微程序控制器中， A 用来存放实现机器指令系统功能的微程序，它一般是高速的 B 存储器，这个存储器的地址称为微地址。答案: A 控制存储器 B 只读存储器 14第13题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越 A 的设备，获得总线控制权的几率越小。答案: A 远 15第16题 有一字长为64位的浮点数，符号位1位；阶码11位，用移码表示；尾数52位，用补码表示；基数为2.则它所能表示的最小规格化负数为 A 。答案: 16第17题 隐含寻址是指令格式中不明确给出 A ，而是隐含指定，通常将 B 作为隐含地址。答案: A 操作数地址 B 累加器（AC） 17第18题 同的计算机有不同的指令系统，“RISC”表示的意思是 A 。 答案: A 精简指令系统计算机20第3题 已知二进制数X=2-101(-0.1001011)，Y=2-0110.0101011，设阶码为4位（含1位阶符），用补码表示，尾数为8位（含1位数符），用补码表示，按浮点运算方法，求X-Y的值，结果如需要舍入处理，用0舍1入法。 答案: 解：阶和尾数都采用双符号位x浮=11011，11.0110101 y浮=11101，00.0101011-y浮=00011，11.1010101 对阶E补=Ex补+-Ey补=11011+00011=11110 可见E=-2， 将Mx右移2位，x浮11101，11.11 01101(01) 尾数进行减运算 相减 11.1101101(01) +11.1010101 - 11.1000010(01) 结果规格化并进行舍入处理 x-y浮=11101, 11.1000010(01) 左规 x-y浮=11100, 11.0000100(1)溢出检查 由于两位阶符为11，不是01，因此无溢出。最终的结果为x-y=2-100(-0.1111011) 22第15题 某磁盘里，平均找道时间为TS=10毫秒，平均旋转等待时间TL=5毫秒，数据传输速率为40MB/s。磁盘机上存放着250个文件，每个文件的平均长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要1毫秒的额外处理时间。问； (1) 检查并更新所有文件需要占用多少时间?(2) 若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多少?答案: 解：(1) 每次磁盘读或写的时间找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为(2) 若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为 23第20题 已知二进制数x0.1011，y0.1101，用原码一位乘法求xy的值，要求写出计算机中的运算步骤。答案: 解：x原=1.1011，y原=0.1101计算过程如下：P4=0.10001111 , zs=10=1 故xy原=1.10001111所以：xy =0.1000111124第12题 试画出三地址指令、二地址指令和一地址指令的指令格式，并说明指令的含义。答案: 答：三地址指令OP -A1-A2-A3指令意义：(A1) OP (A2) A3 二地址指令OP-A1-A2 指令意义：（A1）OP（A2）A1 一地址指令OP-A 指令意义：对于单操作数指令，OP (A) AC AC累加器，例如 LDA 48，执行（48） AC。 对于双操作数指令，（AC）OP（A）AC 。 A显地址； AC隐含地址，是隐含的寻址方式。OP -A1-A2-A3OP-A1-A2OP-A25第14题 计算机中时序信号的作用是什么？设计计算机启停电路的基本要求是什么？答案: 答：时序信号的作用：为计算机各部分的协调工作提供时序标志。 设计计算机启停电路的要求： 1）启动时一定要从第一个节拍电位的前沿开始工作； 2）停机时一定要在指令最末一个节拍脉冲结束后，才关闭时序发生器。26第25题 完整的计算机指令系统按功能划分，可分为哪些基本类型的指令？并就每种基本指令简单举例说明。答案: 答：指令系统按功能划分的种类：数据传送类、算逻运算类、程序控制类、I/O指令类及其它类。1） 数据传送指令 存、取数指令，传送指令，成组传送，字节交换，清累加器AC等。功能：MM、RR、MR。2） 算逻运算指令功能：实现数据信息的加工，代码的转换、判断等。. 算术运算指令定点-浮点加减乘除、求补、算术移位、比较等。 逻辑运算指令、逻辑移位、装配、拆卸等。3） 程序控制指令功能：控制程序的转向包括：无条件转移，条件转移，转子和返主，中断返回等指令。4） I/O指令功能： 控制外设的动作 测试外设的工作状态 实现外设与主机间的数据交换5） 其它指令PSW的位置、复位，测试指令，堆栈指令，特权指令，停机指令，控制台指令等。27第27题 试说明组合逻辑（硬布线）控制器通常采用哪三级的时序信号？在计算机中，总清信号的作用是什么？答案: 答：组合逻辑控制器通常采用三级的时序体制：即主状态(CPU)周期-节拍电位-节拍脉冲。总清信号的作用主要是使计算机处于正常的初始状态，例如把时序电路的有关触发器和I/O接口电路中的设备状态触发器预置为正确的初始状态等，这些触发器的状态在开机时是随机的，不能保证启动后计算机能正常工作。为此必须有总清信号，它在机器启动时由电源电路产生或按下总清开关产生。28第28题 什么是同步定时，异步定时？比较它们的优缺点。答案: 答：（1）同步定时，总线上所有部件都在公共时钟线上的同步信号协调下工作。其特点是有公共时钟。异步定时，总线上的设备（部件）有各自的时钟，它们之间通常采用“应答”方式进行通信。其特点是无公共时间标准。（2） 同步定时方式具有较高的传输频率，但不适合存取时间差别大的设备之间的通信。异步定时方式具有可靠性高，适用于存取时间不同的部件之间的通信。但传输效率较低。20第1题 已知二进制数x0.1011，y0.1101，用原码一位乘法求xy的值，要求写出计算机中的运算步骤。答案: 解：x原=1.1011，y原=0.1101计算过程如下：P4=0.10001111 , zs=10=1 故xy原=1.10001111所以：xy =0.1000111121第11题 某磁盘里，平均找道时间为TS=10毫秒，平均旋转等待时间TL=5毫秒，数据传输速率为40MB/s。磁盘机上存放着250个文件，每个文件的平均长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要1毫秒的额外处理时间。问； (1) 检查并更新所有文件需要占用多少时间?(2) 若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多少?答案: 解：(1) 每次磁盘读或写的时间找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为(2) 若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为 22第27题 若某计算机的主频为800MHz，每个CPU周期平均包含4个主频周期，每个指令周期平均有3个CPU周期，问：（1）该机平均指令的执行速度为多少MIPS（百万条指令每秒）？（2）若主频提高到1000MHz，每个CPU周期平均包含2个主频周期，采用流水线方式，每个指令周期平均为1.2个CPU周期，则平均指令的执行速度又是多少MIPS？答案: 解：（1）因为机器主频为f800MHz，所以主频周期T1/(800106) 0.00125(s)，每个CPU周期平均包含4个主频周期，所以CPU周期 TCPU4 T40.00125(s)0.005(s)指令周期 T指令3 TCPU30.0050.015 (s)则指令的执行速度V11/ T指令1/0.015 (s) 66.7 (MIPS)（或800（43）=66.7 (MIPS) ） （2） 1000（21.2）=416.7 (MIPS)23第28题 已知X=0.1001和Y=0.1111, 用变形补码计算X+Y和X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。答案: 解：x=0.1001 y=0.1111X补00.1001, Y补11.0001, -Y补00.1111 X+Y补00.1001+11.000111.1010 无溢出 X+Y-0.0110 X-Y补00.1001+00.111101.1000 溢出 X-Y+1.1000 1补补补补24第4题 什么叫Cache的命中率？在有Cache的计算机中，CPU访问内存的平均周期与哪些因素有关？ 答案: 答：CPU在Cache中访问到的次数n1与总的访问次数n的比，称为命中率H。 不命中率（脱靶率）：1H 有Cache时的CPU访存平均周期tAtA=Htc +(1-H)tm式中：tc - Cache存储周期，tm - 主存存储周期可见，CPU访问内存的平均周期与Cache的命中率、Cache的存储周期tc、主存存储周期tm有关；而Cache的命中率又与映射方式、替换策略以及Cache的容量大小等有关。 教师未批改25第5题 试画出三地址指令、二地址指令和一地址指令的指令格式，并说明指令的含义。答案: 答：三地址指令OP -A1-A2-A3指令意义：(A1) OP (A2) A3 二地址指令OP-A1-A2 指令意义：（A1）OP（A2）A1 一地址指令OP-A 指令意义：对于单操作数指令，OP (A) AC AC累加器，例如 LDA 48，执行（48） AC。 对于双操作数指令，（AC）OP（A）AC 。 A显地址； AC隐含地址，是隐含的寻址方式。OP -A1-A2-A3OP-A1-A2OP-A26第9题 完整的计算机指令系统按功能划分，可分为哪些基本类型的指令？并就每种基本指令简单举例说明。答案: 答：指令系统按功能划分的种类：数据传送类、算逻运算类、程序控制类、I/O指令类及其它类。1） 数据传送指令 存、取数指令，传送指令，成组传送，字节交换，清累加器AC等。功能：MM、RR、MR。2） 算逻运算指令功能：实现数据信息的加工，代码的转换、判断等。. 算术运算指令定点-浮点加减乘除、求补、算术移位、比较等。 逻辑运算指令、逻辑移位、装配、拆卸等。3） 程序控制指令功能：控制程序的转向包括：无条件转移，条件转移，转子和返主，中断返回等指令。4） I/O指令功能： 控制外设的动作 测试外设的工作状态 实现外设与主机间的数据交换5） 其它指令PSW的位置、复位，测试指令，堆栈指令，特权指令，停机指令，控制台指令等。27第10题 按中断源与CPU的关系不同，中断可分为内中断和外中断两大类，试说明这两类中断一般包括哪些方面的中断。答案: 答：按中断源性质与CPU的关系分： 处理机内的中断（内中断） 系统内外设的中断（外中断）28第14题 目前的计算机系统中通常所采用的多级存储器体系结构是什么？并简述各级存储器承担的职能。 答案: 答：目前的计算机系统中通常所采用的多级存储器体系结构是：高速缓冲存储器（cache）、主存储器和外存储器。各级存储器承担的职能各不相同。其中cache主要强调快速存取，以便使存取速度和CPU的运算速度相匹配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求；主存储器介于cache与外存之间，要求选取适当的存储容量和存取周期，使它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。 答：目前的计算机系统中通常所采用的多级存储器体系结构是：高速缓冲存储器（cache）、主存储器和外存储器。各级存储器承担的职能各不相同。其中cache主要强调快速存取，以便使存取速度和CPU的运算速度相匹配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求；主存储器介于cache与外存之间，要求选取适当的存储容量和存取周期，使它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。20第1题 某指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）和写回寄存器堆（WB）5个过程段，各功能段所用的时间分别为120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40条指令流过此流水线，试求流水线的时钟周期和加速比。 答案: 解：流水线的时钟周期T=max120，80，90，100，60=120ns 加速比C=40*（120+80+90+100+60）/(5+40-1）*120=3.41解：流水线的时钟周期T=max120，80，90，100，60=120ns 加速比C=40*（120+80+90+100+60）/(5+40-1）*120=3.4122第7题 设字长为32位的二进制浮点数，阶为10位（包括1位阶符），尾数为22位（包括1位尾符），阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R2。求规格化数的表数范围。答案: 解：规格化数的表数范围：(R=2)正数为：2-5122-1 2511(12-21)负数为：2511(-1) 2-512(-2-12-21)23第8题 若某计算机的指令系统可分为I1、I2、I3、I4、I5和I6等6种类型的指令，这6种指令的指令周期分别是4ns、5ns、3ns、7ns、6ns和8ns，在程序出现的频度（概率）分别是15%、12%、30%、8%、20%和15%，求该机的平均指令执行时间是多少ns，平均运算速度为多少MIPS（百万条指令每秒）？答案: 解：平均运算时间： T=415%+512%+330%+78%+620%+815% =5.06 (ns)平均运算速度：v=1/T=1/(5.0610-9)10-3=197.6 (MIPS)24第9题 试说明组合逻辑（硬布线）控制器通常采用哪三级的时序信号？在计算机中，总清信号的作用是什么？答案: 答：组合逻辑控制器通常采用三级的时序体制：即主状态(CPU)周期-节拍电位-节拍脉冲。总清信号的作用主要是使计算机处于正常的初始状态，例如把时序电路的有关触发器和I/O接口电路中的设备状态触发器预置为正确的初始状态等，这些触发器的状态在开机时是随机的，不能保证启动后计算机能正常工作。为此必须有总清信号，它在机器启动时由电源电路产生或按下总清开关产生。25第16题 精简指令系统计算机RISC，其指令系统的最大特点是什么？减少指令种类的一种有效做法是指令的替代实现，试举例说明。答案: 解：RISC指令系统的主要特点是：(1) 指令数目较少，一般都选用使用频度最高的一些简单指令。(2) 指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。(3) 大多数指令可在一个机器周期内完成。(4) 通用寄存器数量多，只有存数指令或取数指令访问存储器，而其余指令均在寄器之间进行操作。26第17题 按中断源与CPU的关系不同，中断可分为内中断和外中断两大类，试说明这两类中断一般包括哪些方面的中断。答案: 答：按中断源性质与CPU的关系分： 处理机内的中断（内中断） 系统内外设的中断（外中断）27第18题 什么是同步定时，异步定时？比较它们的优缺点。答案: 答：（1）同步定时，总线上所有部件都在公共时钟线上的同步信号协调下工作。其特点是有公共时钟。异步定时，总线上的设备（部件）有各自的时钟，它们之间通常采用“应答”方式进行通信。其特点是无公共时间标准。（2） 同步定时方式具有较高的传输频率，但不适合存取时间差别大的设备之间的通信。异步定时方式具有可靠性高，适用于存取时间不同的部件之间的通信。但传输效率较低。28第24题 什么叫堆栈？计算机中有哪两种形式的堆栈？常用的是哪一种？有何优点？答案: 答：按后进先出方式工作的存储单元的集合叫堆栈。计算机中堆栈的实现有二种结构，一种是寄存器堆栈（串联堆栈、下压堆栈），另一种是存储器堆栈。前者是在CPU中设置一组专门的具有对位串联的若干个寄存器组成，配合堆栈指令实现堆栈操作；后者则是在内存开辟专门用于堆栈的存储区，另加堆栈指针SP组成，配合堆栈指令实现其操作。由于存储器堆栈是使用容量较大的内存部分存储区，因此具有堆栈区的位置灵活和容量可变等特点，是常用的一种。20第1题 某磁盘里，平均找道时间为TS=10毫秒，平均旋转等待时间TL=5毫秒，数据传输速率为40MB/s。磁盘机上存放着250个文件，每个文件的平均长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要1毫秒的额外处理时间。问； (1) 检查并更新所有文件需要占用多少时间?(2) 若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多少?答案: 解：(1) 每次磁盘读或写的时间找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为(2) 若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为 21第16题 设字长为32位的二进制浮点数，阶为10位（包括1位阶符），尾数为22位（包括1位尾符），阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R2。求规格化数的表数范围。答案: 解：规格化数的表数范围：(R=2)正数为：2-5122-1 2511(12-21)负数为：2511(-1) 2-512(-2-12-21)22第19题 设机器字长为8位，试写出下列十进制数的原码、反码、补码和移码表示。如果是小数，则用定点小数表示；若为整数，则用定点整数表示。(1) 25/128 (2) 38/64 答案: 解：(1)设X=(25/128)10=(110012-111)2=(0.0011001)2所以X原=X反=X补=0.0011001，X移=20+0.0011001=1.0011001(2)设X=(38/64)10=(1001102-110)2=(0.100110)2所以X原=1.1001100X反=1.0110011X补=1.0110100X移=0.011010023第28题 已知二进制数X=20100.101011 ，Y=2011(0.110101)，设阶为5位（包括2位阶符），用补码表示，尾数为8位（包括2位尾符），用补码表示，按浮点运算方法，求X+Y的值，运算过程阶和尾数均用双符号进行。要求写出机器的运算步骤。答案: 解： x和y的浮点机器数（阶和尾数均用补码表示）x浮11110，00.101011y浮11101，11.001011 求阶差 E补Ex补+ -Ey补 111100001100001 可见E1，将My右移1位，y浮11110，11.100101(1) 尾数相加。Mx补 00.101011 + My补 11.100101(1) 00.010000(1) Mx+My补应左规，阶码减1。 即 xy补11101，00.100001 溢出检查 运算结果的阶小于所能表示的最大阶，所以无溢出。 所以xy2-11(0.100001) 24第2题 计算机中时序信号的作用是什么？设计计算机启停电路的基本要求是什么？答案: 答：时序信号的作用：为计算机各部分的协调工作提供时序标志。 设计计算机启停电路的要求： 1）启动时一定要从第一个节拍电位的前沿开始工作； 2）停机时一定要在指令最末一个节拍脉冲结束后，才关闭时序发生器。25第6题 程序中包括指令和要处理的数据，在执行时先必须调到内存中才能执行，CPU直接从内存中将指令或数据取来并加以执行的。CPU是如何知道取来的是指令还是数据？说明理由。答案: 答：取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器；而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内存流向运算器。答：教师未批改26第13题 精简指令系统计算机RISC，其指令系统的最大特点是什么？减少指令种类的一种有效做法是指令的替代实现，试举例说明。答案: 解：RISC指令系统的主要特点是：(1) 指令数目较少，一般都选用使用频度最高的一些简单指令。(2) 指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。(3) 大多数指令可在一个机器周期内完成。(4) 通用寄存器数量多，只有存数指令或取数指令访问存储器，而其余指令均在寄器之间进行操作。27第26题 按中断源与CPU的关系不同，中断可分为内中断和外中断两大类，试说明这两类中断一般包括哪些方面的中断。答案: 答：按中断源性质与CPU的关系分： 处理机内的中断（内中断） 系统内外设的中断（外中断）28第27题 在微命令的分段编码方式中，分段的原则是什么？答案: 答：A、相互有一定关系又不能在同一微周期出现（相斥性）的微命令可编在同一字段内；可能在同一微周期出现（相容性）的微命令应编在不同的字段内；B、分段应与数据通路的结构相适应，便于微命令的设计、修改、查找。C、每个字段的位数不能太多（24位）。20第1题 设字长为32位的二进制浮点数，阶为10位（包括1位阶符），尾数为22位（包括1位尾符），阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R2。求规格化数的表数范围。答案: 解：规格化数的表数范围：(R=2)正数为：2-5122-1 2511(12-21)负数为：2511(-1) 2-512(-2-12-21)21第26题 某指令流水线有取指