计算机原理在线练习_整理(1).doc

第 12 页 共12页 第 12 页 共12页1第4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. 5B.8C.9D.10标准答案：C 2第5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接口标准答案：B 3第6题 下列是用补码表示的机器数，真值最大的是（）A.001011B.101100C.110100D.110101标准答案：A 4第7题 以下四种类型的二地址指令中，执行时间最短的是（ ）。A. RR型B.RS型C.SS型D.SR型标准答案：A 5第8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标准答案：D 6第16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.外存标准答案：B 7第18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标准答案：C 8第19题 中断系统的功能是由（ ）实现的。A.硬件B.软件C.硬件和软件结合来标准答案：C 9第25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标准答案：D2第4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标准答案：B 3第6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.补码标准答案：C 4第7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8D.20和8标准答案：B7第13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、控制器和内存储器标准答案：C1第5题 寄存器直接寻址方式中，操作数在（ ）中。A.通用寄存器B.主存单元C.程序计数器D.堆栈标准答案：A 2第6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、控制器和内存储器标准答案：C 3第7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的容量标准答案：A 4第8题 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（ ）。A.每一条机器指令由一条微指令来执行B.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行C.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行D.一条微指令由若干条机器指令组成标准答案：C 6第10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.以上都不对标准答案：A 7第15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（）A.B.C.D.标准答案：B 3第12题 若x补=0.1101010，则x原=（ ）。A.1.0010101B.1.0010110C.0.0010110D.0.1101010标准答案：D5第14题 以下给出的浮点数，数（）是规格化浮点数。A.B.C.D.标准答案：B7第16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标准答案：C10第1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。标准答案：A 硬件 B 软件 10第1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 。标准答案：A HTc?+(1-H) TM 11第4题 堆栈包括的主要硬件：一是 A ，二是 B 。标准答案：A 部分主存区 B 堆栈指针（SP） 12第5题 计算机机器指令的基本结构主要有 A 和 B 两部分。标准答案：A 操作码OP B 地址码A13第6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 。标准答案： 14第7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。标准答案：A 控制存储器 B 只读存储器 15第8题 同的计算机有不同的指令系统，RISC表示的意思是 A 。标准答案：A 精简指令系统计算机16第9题 若浮点数据格式中阶码的基数已确定，且尾数采用规格化表示法，则浮点数表示数的范围取决于浮点数 A 的位数，而精度则取决于 B 的位数。标准答案：A 阶码 B 尾数 17第10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 。标准答案：A 小 18第11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 。标准答案：A 350ns 19第18题 设计启停控制电路的两个基本要求，一是 A ，二是 B 。标准答案：A 启动时，一定要从第一个节拍电位的前沿开始工作，以保证机器运行时的第一个节拍电位有足够的宽度，使机器工作可靠； B 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。 10第2题 CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做 A ，它常常用若干个 B 来表示，而后者又包含有若干个时钟周期。标准答案：A 指令周期 B CPU周期 11第3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。标准答案：A PC12第4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 。标准答案：A并行 B 数据从低位开始逐位依次传送的方式 13第11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。标准答案：A 运算器 B 存储管理部件 15第13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。标准答案：A 寄存器 B 内存 16第14题 DMA采用三种传送方式：即：周期挪用方式、 A 方式和 B 方式。标准答案：A 与CPU交替访存 B CPU暂停访问 17第23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。标准答案：A 微程序设计级 B 操作系统级 11第3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。标准答案：A 2 B 9 14第11题 采用流水线带来的主要问题有 A 、 B 和转移相关等问题。 标准答案：A 资源相关 B 数据相关15第12题 三级存储系统是由 A 、 B 和辅助存储器组成的。标准答案：A 高速缓冲存储器B 主存 16第15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。标准答案：A 一次写入 B 可重写 17第19题 CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 A 和 B 。标准答案：A 程序计数器 B 程序状态字寄存器 19第23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。标准答案：A 互联机构 B 系统功能 14第11题 计算机的硬件包括运算器、 A 、 B 、输入输出设备和适配器。标准答案：A 控制器 B 存储器 17第22题 在微命令的字段编码表示法中， A 的微命令可以编在同一字段中；而 B 的微命令应该编在不同的字段中。标准答案：A 相斥性 B 相容性19第24题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是 A ，而是 B 。标准答案：A 操作数的地址 B 操作数本身20第14题 存储器容量为64M字，字长64位，模块数m = 8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 100ns,数据总线宽度为64位，总线周期= 20ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？标准答案：解：信息总量：q=64位8=512位顺序存储器和交叉存储器读出8个字的时间分别是：t2=mT=8100ns=810-7 (s)t1=T+ (m-1) =100+720= 2.410(s)顺序存储器带宽是：W2= q/t2=512（810-7）=64107（位/S）交叉存储器带宽是：W1=q/t1=512（2.410-7）=213107（位/S）21第17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）？平均运算速度：v=1/T=1/(5.0610-9)10-3=197.6 (MIPS)标准答案：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) 22第21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？标准答案：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 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 标准答案：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=1.1001100 X反=1.0110011 X补=1.0110100 X移=0.011010024第10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？标准答案：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。25第13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。标准答案：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。26第20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？标准答案：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。27第26题 什么叫虚拟存储器？PC的虚存地址是46位，按字节编址，则其虚存空间有多大？标准答案：答：虚拟存储器是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，借助于磁盘等辅存来扩大主存容量，是指主存外存的存储层次。 PC的虚存地址是46位，按字节编址，则其虚存空间有64TB。28第27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？标准答案：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。20第16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。标准答案：解：x=0.1001 y=0.1111X补00.1001, Y补11.0001, -Y补00.1111X+Y补00.1001+11.000111.1010 无溢出X+Y-0.0110X-Y补00.1001+00.111101.1000 溢出X-Y+1.1000 1 21第18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: 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)22第27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。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=3.4123第28题 有一个具有20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256K8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？3）需要多少位地址作芯片选择？标准答案：解：1） 220= 1M， 该存储器能存储的信息为：1M32/8=4MB 。 2）（1024K/256K）（32/8）= 16（片）； 3）1024K/256K=4，故需要2位地址作为芯片选择。24第14题 冯o诺依曼型计算机主要由哪几个功能部件组成？简述它们的主要功能。标准答案：答：冯o诺依曼型计算机的硬件主要有：1）存储器，其功能是存储程序和数据信息；2）运算器(ALU)，实现算术运算和逻辑运算功能的部件，其功能有运算即完成数字信息的加工和寄存、移位等；3）控制器(Control Unit)，向计算机各部件发出控制信息的部件，其功能：控制指令的读出、解释和执行、中断事件的处理等；4）输入/输出(I/O)设备，其功能是输入程序和有关的数据，输出计算机的有关信息及运算结果等；5）适配器（I/O接口）： I/O设备与主机之间互相连接(缓冲)的部件。此外，硬设备还有控制台，电源等。 25第17题 计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，试说明硬件和软件在计算机系统中的作用，并举例说明软件和硬件在逻辑功能上是等效的。标准答案：答：硬件是计算机系统的物质基础，软件是解题的灵魂。 例如早期的计算机基于计算机必有加法器和移位等操作的硬件而没有乘除法器，可编写乘除运算子程序用于实现乘除运算功能，后来的计算机普遍用硬件乘除法器实现乘除运算功能，这说明了软件和硬件功能的等效性。27第21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。标准答案：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。 28第26题 什么是微命令间的相容和互斥？微命令主要有哪几种编码方式，各有什么特点？标准答案：答：(1)相容性是可能同时出现的微命令, 相斥性是不能同时出现的微命令。 (2) A、直接表示法 优点：简单，直观，快速。缺点：微指令字太长，位信息利用率低。 B、编码表示法 优点：微指令字长适中，译码器不庞大，能实现并行操作，速度较快。 C、混合表示法: 把直接表示法和编码表示法相混合使用。24第1题 在微命令的分段编码方式中，分段的原则是什么？标准答案：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）。26第19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。标准答案：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21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。标准答案：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。 28第26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？标准答案：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23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。标准答案：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 =0.1000111122第25题 设机器字长为8位（运算时为9位），已知二进制数X101101，Y100110，试用双符号位补码求XY和XY的值，要求写出计算机中的运算步骤，并指出是否有溢出。 24第20题 试谈谈什么是存储系统的高速缓冲存储器（Cache）， 画出主存- Cache这一存储层次与CPU连接的结构框图。标准答案：答：高速缓冲存储器是介于CPU与主存之间的用于存放当前最活跃的程序块和数据的高速、小容量的存储器。 26第22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。三地址指令OP A1A2A3指令意义：(A1) OP (A2) A3 二地址指令OPA1A2 指令意义：（A1）OP（A2）A1 一地址指令OPA 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。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。按条件得出2个操作数浮点表示的机器数为X浮=1011，1.0110101Y浮=1101，0.0101011(1)求阶差并对阶E补=EX补+-EY补=1110 即E=-2，X的阶码小，应将MX右移2位，EX加2X浮=1101，1.0001101 (01)其中（01）表示MX右移2位后移出的最低位尾数(2)将对阶后的尾数相加， 1.0001101 (01) +0.0101011 1.0111000(01) (3)规格化处理并舍入运算结果不是规格化，此处应执行左移1位，阶码减1，并且执行了左规操作，原来对阶移出的0被移入，最后位1要入位，最终结果：X+Y浮=1100，1.1110001集中式总线仲裁方式有哪三种，其特点是什么？集中式仲裁常见有三种基本方式，链式查询方式、计数器定时查询方式和独立请求方式。1、链式查询方式的主要优点是控制线少，仲裁逻辑简单，可扩充性好。但对查询链的故障很敏感。2、计数器定时查询方式灵活，与链式方式相比，存在部件的可扩充性销差，最大设备数限于计数器的位数。3、独立请求方式的优点是响应速度快，授权信号直接送到裁定的设备接口。其次，对优先级的控制相当灵活，既可预先固定，也可通过程序改变优先次序，还可屏蔽某个请求的办法禁止设备的请求。因此当代总线标准普遍采用独立请求方式。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？组合逻辑（硬布线）控制器通常采用组合逻辑（硬布线）控制器通常采用:主状态(CPU)周期-节拍电位-节拍脉冲的三级的时序信号总清信号的作用主要是使计算机处于正常的初始状态,例如反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。目前通常采用三级存储器体系结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器高速缓冲存储器，也称为快速缓冲存储器，简称快存，它是计算机系统中的一个高速、小容量存储器。快存常用来临时存放指令和数据。快存目前主要由双极型半导体存储器组成，和主存储器相比，存取速度快，但存储容量小。主存储