组成原理习题答案.doc

计算机组成原理复习题一、填空题1、 计算机系统可分为硬件和软件两个部分。2、 计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备、五大部分组成。1、 中央处理器由运算器和控制器两部分组成。2、 可由硬件直接识别和执行的语言是机器语言。3、 计算机系统的软硬件界面是计算机的指令集合。（计算机的指令集合）3、 根据采用存储映象算法，可将虚拟存储器的管理方式分成页式管理、段式管理和段页式管理等多种。4、 在计算机总线中，传输信息有四种基本方式：串行传输、并行传输、复合传输和消息传输。5、 总线控制方式可分为集中式控制和分布式控制两种。6、 磁盘存储设备的主要技术指标是：存储密度、存储容量、寻址时间、数据传输率等。10、实现输入输出数据传送方式有程序控制方式、直接存储器访问（DMA）方式和通道方式等。二、单项选择题1、一个完整的计算机系统应包括（B ）两大部分。 A、程序和数据 B、硬件和软件C、主机和外设 D、整机和电源2、指令中地址码所给出的就是操作数的有效地址，被称为（B ）。A、立即寻址 B、直接寻址 C、基址寻址 D、相对寻址 3、程序计数器PC用来存放指令地址，每当执行完一条指令后，通常由程序计数器提供后继指令地址，其位数和（D）位数相同。 A、指令寄存器IR B、指令译码器ID C、程序状态寄存器PS D、主存地址寄存器MAR 4、DMA方式的数据交换不是由CPU执行一段程序来完成，而是（D）之间建立一条直接数据通路，即由硬件来实现的。 A、CPU与主存之间B、外设与外设之间 C、外设与CPU之间D、外设与主存之间 5.从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为( D )。A.时钟周期 B.机器周期C.工作周期 D.指令周期6.假设寄存器R中的数为200，主存地址为200和300的存储单元中存放的内容分别是300和400，若访问到的操作数为200，则所采用的寻址方式为( D )。A.立即寻址#200 B.寄存器间接寻址(R)C.存储器间接寻址(200) D.直接寻址2007.表示主存容量的常用单位为( B )。A.数据块数 B.字节数C.扇区数 D.记录项数8、将十六进制的IEEE单精度代码42E48000转换成十进制数值表示为：(A )A 114.25 B 50.25 C -114.25 D -50.259、对四位有效信息1101做CRC编码，生成多项式为G(x)=+1 ( )A 1111111 B 0000000 C 1000111 D 111011110、与组合电路的控制器比较，微程序控制器所不具有的优点是 （）A 规整 B 可维护 C速度快 D 灵活11、（27.25）10转换成十六进制数为（）A(B1.4)16B(1B.19)16C(1B.4)16D(33.4)1612、下列数中，最小的数是（）A(101001)2B(52)8C(2B)16D4513.反映计算机基本功能的是( )。A.操作系统 B.系统软件C.指令系统 D.数据库系统14.总线从设备是( )。A.掌握总线控制权的设备 B.申请作为从设备的设备C.被主设备访问的设备 D.总线裁决部件15、存储器芯片的容量通常用a*b的形式表示起其中a为字数，b为位数，64K*8的存储器芯片有多少地址线和数据线：A 64，8 B 16，3 C 16，8 D 64，3三、简答题1、 什么是总线裁决？总线裁决有哪几种方式？答：总线裁决是指决定总线由哪个设备进行控制。总线裁决有集中式控制和分布式控制两种方式。2、 模数转换（ADC）用于将输入的模拟信号转换成数字信号，列举出几个ADC的例子并说明输入的是什么数据。答：:模数转换的例子有:在扫描仪中，将图象的颜色信息转换成像素的代码；在音频输入设备中，将声音信号的振幅大小转换成整数代码；在游戏杆输入设备中，将输入的位置信息转换成数据代码。3、 总线的同步传输方式与异步传输方式有何区别？各适合于哪些场合？答：总线通信同步方式规定了实现总线数据传输的定时规则，也就是总线协议。在同步方式中，所有的设备都从 同一个公共的时钟信号中获得定时信息。数据的传输在一个共同的时钟信号控制下进行，总线的操作有固定的时序。这种方式时序关系简单，实现也比较简单，有利于提高总线传输速度，适用于系统中各个设备、各种总线的操作速度固定而且一致的场合。 异步通信采用握手信号代替时钟信号，总线操作周期时间不是固定的，操作的每个步骤都有一个信号表示。异步方式允许总线周期有较大变化范围，可适合各种工作速度的设备，缺点时对噪声较敏感。4、 简述中断的响应过程。答：中断的响应过程如下：（1）关中断；（2）保存现场信息；（3）识别发出中断的设备，判别中断条件，以确定中断服务程序的入口地址；（4）执行中断服务程序；（5）从中断服务程序返回，恢复现场信息，包括恢复PC值；（6）开中断，继续执行原程序四、名词解释1、 虚拟存储器：由外存和内存通过采用存储映象算法构成的不明显降低平均访存速度前提下增加程序的访存空间的存储系统。2、 中断：是一种在发生了外部事件是调用相应的处理程序（或称服务程序）的过程，这个过程中包括了程序的返回。3、 粹发式数据传输模式：是在一个总线周期传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。4、水平型微指令：一次定义并执行多个并行操作控制信号的微指令。五、计算题1、 x=0.0011，y=0.1001，用补码的减法求xy。结果用补码表示。解：x =0.0011.-y= 1.0111 x-y= x+ -y=0.0011+1.0111=1.10102、 在异步串行传输方式下，起始位为1位，数据位为8位，偶校验位1位，停止位1位。如果波特率为1200bps,这时的比特率是多少? 答：在这样一个数据帧中，有效数据位时8位，传输过程中发送的代码位共有1+8+1+1=11位，所以比特率为：1200（8/（1+8+1+1+1）=872.72bps 3、 一个DMA模块采用周期挪用方式从一个速率为9600b/s的设备向存储器传输字符。CPU读取指令的速率为每秒100万条，每条指令一个字，问DMA模块对于CPU速率的影响有多少？答：外设向存储器读写的速率为9600/32=300W/s。CPU访问存储器的速率为1000000I/s。输入输出访问操作占全部存储器带宽的比例为300/1000000=0.03%。当存储器进行输入输出访问时，CPU的访存就要等待，所以DMA模块对于CPU速率的影响就是DMA占用六、分析题1、在一个16位总线中，时钟频率为50MHz，总线数据传输的周期是4个时钟周期传输一个字； (1)问总线的数据传输率是多少？(2)为了提高数据传输率，将总线的数据线改为32位，问这时总线的数据传输率是多少？(3)在(1)的情况下，将时钟频率加倍，问这时总线的数据传输率是多少？答：（1）传输周期：4/50MHz=42010-9=8010-9S,传输率：R2B/T=2/8010-9=25106B/S,（2）传输率：R2B/T=/8010-9=50106B/S,（3）传输率：R2*2/T=50109=50106B/S。2、在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器，给定以下存储器数值：地址为20的单元中存放的内容为30；地址为30的单元中存放的内容为40；地址为40的单元中存放的内容为50；地址为50的单元中存放的内容为60。问以下指令分别将什么数值装入到累加器中；（1）load #20;（2）load 20;（3）load (20);（4）load #30;（5）load 30;（6）load (30);答、（1）20（2）30（3）40 （4）30 （5）40 （6）503、 假设寄存器R中的数值为1000，地址为1000的存储器中存储的数据为2000，地址为2000的存储器中存储的数据为3000，PC的值为4000，问在以下寻址方式下访问到的指定指令操作数的值是什么？ （1） 寄存器寻址，操作数为R； （2） 寄存器间接寻址，操作数为（R）；（3） 直接寻址，操作数为：1000；（4） 存储器间接寻址，操作数为（1000）；（5） 相对寻址，操作数为-2000（PC）；（6） 立即数寻址，操作数为#2000。答：（1） 寄存器寻址，操作数为R中的数值，即1000； （2） 寄存器间接寻址，操作数在内存中，其地址为R中的数值，即地址为1000，地址为1000的存储器中存储的数据为2000，所以访问到的指令操作数为2000；（3） 直接寻址，操作数在内存中，其地址为1000，地址为1000的存储器单元中存储的数据为2000，所以访问到的指令操作数为2000；（4） 存储器间接寻址，操作数在内存中，其地址为内存中的地址为1000的存储单元存储的数据2000，地址为2000的存储器单元中存储的数据为3000，所以访问到的指令操作数为3000；（5） 相对寻址，操作数在内存中，其地址为PC的值加-2000，即4000-2000=2000，地址为2000的存储器单元中存储的数据为3000，所以访问到的指令操作数为3000；（6） 立即数寻址，指令中直接给出操作数，即2000。4、 4、程序查询的输入输出方式的系统中，有三个不同的外围设备。假定一个查询操作需要100个时钟周期，CPU的时钟频率为50MHz。求CPU在以下三种情况下为输入输出查询所花费的时间比率（百分率），假定进行足够的查询以避免数据丢失。（1）鼠标器必须在每秒进行30次查询。（2）软盘与CPU的数据传输以16位的单位进行，数据传输速率为50KB/s。（3）硬盘传输数据以32位的字为单位，传输速率2MB/s。在程序查询方式下，传输数据需要由CPU不断地检测外设的状态。数据传输启动之后，CPU要不断地观测外设接口，看看是否可以传输下一个数据。CPU用一个循环程序等待外设的状态，直到接口的状态显示可以进行数据传输为止。题中所指的输入输出查询所花费的时间百分率是指在单位时间内CPU对该设备查询所花费的周期数与CPU本身的周期数的比值。下面我们来看一下这道题目的解答：（1）对于鼠标器，查询的时钟周期为：30100=3000 （每秒周期数）占用的CPU时间比率为：300/(501000000)=0.006%对鼠标器的查询基本不影响CPU的性能。（2）对于软盘，查询的速率为：50