计算机本-计算机组成原理

成绩：计算机配置原理a形式核试验专业领域：学号：名称：河北广播电视大学开放教育研究所(请按顺序打印，左边装订)计算机配置原理a任务1一、选择题1.在机器数()中，0的表示是唯一的。a，源b，修补程序c，移位代码d反向代码2、计算机字符长度16位，用补充小数表示，符号位置1位，数字位置15位表示的最大正小数为()，最小负小数为()。a，(216-1)，-(1-2-15) B，(215-1)，-(1-2-16)c，(1-215)，-1 D，(215-1)，-(1-2-15)3，加法器使用并行舍入的目的是()。a、加法器速度提高b、舍入信号高速传输c、加法器结构优化d、加法器功能增强4、配置单个评估器需要多个部件，但是下面列出的()不是构成评估器的部件。a、状态寄存器b、数据总线c、ALU D、地址寄存器第二，判断问题(判断以下陈述是否正确，说明原因)。1，ASCII编码是汉字字符编码。错误：ASCII编码是西方字符编码。2，通常使用补充运算的二进制减法来实现定点二进制加法和减法的运算。错误：定点二进制加法和减法的补充运算的二进制加法器。3、浮点表示中顺序码的位数越多，表示的数值精度越高。错误：顺序代码中的位数越多，表示的值范围就越大。尾数越多，表示的数值精度越高。4，只有定点操作可以溢出，浮点操作不会生成溢出。错误：浮点运算也会产生溢出。第三，简单的回答。1、简述奇偶校验码和汉明奇偶校验码的实现原理。a:奇偶校验检查代码原则：通常，一个字节的二进制位称为奇偶校验位，将奇偶校验位值设置为0或1时，包含字节本身8位和1值的位数必须为奇数或偶数。确定接收方接收的代码词是否符合总位数为1的奇偶关系，以确定是否出现数据错误。汉明检查码原理：除了k数据位外，还添加了r个检查点，以创建k r位的新代码单词，从而相对均匀地扩大新代码单词的代码间距。将数据的每个二进制文件分布到几个不同的偶数奇偶校验位组合中，不仅可以发现错误，还可以指出哪一个错误是错误的，从而为进一步纠正错误提供了依据。2、简述教科书中所列MIPS计算机操作器组件的功能和配置。答：MIPS计算机的运算组件功能和组成：运算器的主要功能是完成数据的算术和逻辑运算。此操作在内部称为算术和逻辑运算组件(ALU的缩写)。运算器的第二个功能是临时设置要参与内部寄存器集执行的运算的数据和中间结果。为了通过硬件线路完成乘法和除法命令运算，运算机内通常有一个称为乘法器寄存器的专用寄存器，它可以自己进行左右位移。这些部件通过多个多路复用器电路实现互连和数据传输。评估器还必须具有接受外部数据输入并传输计算结果的逻辑电路，以便与计算机的其他多个功能部件一起工作。3、浮点运算符组件是什么？答：由处理浮点指数部分的部件、处理尾部数量的部件、加速移位操作的移位寄存器线和寄存器堆等组成。4，x=Y=01101101*2-10，y=0101101 * 2-10(此处全部为二进制)，不使用隐藏位回答以下问题：(1)浮点顺序代码用4位移代码表示，尾部用8位源代码(包括符号位)表示，以写出浮点数字可以表示的绝对值的最大、最小(正、负)值。(2)建立x，y的浮点表现法。(1)绝对值最大值：1111 0 111111 1 11111绝对值最小值：0001 0 0000000 001 000000(2)X浮点=01 011 00111y浮点=00 110 0111 01四、计算问题1，十六进制数据以二进制表示14.4CH，然后以八进制和十进制表示。(14.4 c)16=(10100.01001100)2=(24.23)8=(20.29875)102，以下十进制数用8位(包括1位符号位)二进制源代码和代码代码表示。(1)17；(2)-17(1) (17)10=(10001)2(10001)原始码=010001(10001)补充=(010001)(2)(-10001)原始码=10001(-10001)反码=1111110110(-10001)补充=1111101113，已知以下每个x原件分别请求x和x补充：(1)x原始=0.10100；(2) x原始=1.0011；(3) x原始=010100；(4) 【x】原始=110100(1)x原始=0.10100 x反向=x补充=0.10100(2)x原始=1.0011 x反转=1.11000 x补货=1.11001(3) x原始=010100 x反转=x补货=x原始=010100(4)x原始=110100 x反转=101011 x补货=101100写入4、X=10111101、y=-0010111的双符号位元码、反码、补码，并使用双符号补码计算两个数字的差异。x原始=x反向=x补充=001111 1y原始=1100101011y反转=11 1 0 1 0 0y补充=111010101两个数量差异：0011001计算机配置原理a任务2一、选择题：1.计算机硬件能够直接识别和运行的只有_ _ _ _ _ _ _ _ _程序。A.机器语言b .汇编语言c .高级语言D. VHDL答：a2.命令中使用的数据可以从_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(可选)中获取。A.通用寄存器b .微程序内存c . I/o接口d .指令寄存器E.内存单元f .磁盘答：a、c、e3.组件语言必须经过_ _ _ _ _ _ _ _的翻译才能在计算机上运行。A.编译器b .数据库管理员c .汇编程序d .字处理器答：c4.设计命令操作码时，请使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(可选)。A.可以区分一组命令系统中的所有命令B.可以表示操作数的地址C.长度随便定D.适当长度的统一A: a、b、d5.控制器的功能是_ _ _ _ _ _ _ _ _。A.为计算机的每个部件提供控制信号b .执行语言翻译C.汇编程序支持d .完成数据计算答：a6.命令行方案_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，多命令周期方案_ _ _ _ _ _ _ _ _，单命令周期方案A.B. B. C .最不希望的d .都是相似的答：a、b、c第二，判断问题：判断以下陈述是否正确，说明原因。1.要指定地址地址，必须在命令中提供寄存器编号和数值。尼姆2.电脑的指示越多，功能就越强。3.程序计数器PC主要用于解决命令执行顺序。尼姆4.微程序控制器通常运行得比硬连线控制器快。三、简单的回答：1.命令通常由哪两部分组成？命令的操作码通常是如何配置的？分别适用于哪些情况？各自的优缺点是什么？答：一个命令通常由两部分组成：操作码和操作数。命令的操作码通常有两种配置固定长度操作码、可变长度操作码的方法。固定长度操作码的配置方法目前适用于大多数计算机。较长的操作码通常用于小型或更大的计算机。固定长度操作码的配置方法有助于简化计算机硬件设计，提高命令解码和识别的速度。较长的操作码配置方案可以在相对较短的命令行中表示更多的指令行，并且可以最大限度地满足提出相应操作数地址的要求。2.如何在命令中表示操作数的地址？通常使用什么默认寻址方法？a:通过寻址表示操作数的地址。常用的默认寻址方法包括即时寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寻址、相对寻址、间接寻址和堆栈寻址。3.如何指定读写I/o设备的常用寻址方法中的读写设备？答：如果是读写I/O设备，以便在CPU上快速识别和选择外部设备，则必须指定接口可访问的所有寄存器(I/O端口)的地址。通常，有两种常用的寻址方法指定读写设备。一种是I/O端口和主存储的整合准备，另一种是I/O端口和主存储的相互独立准备。4.概述计算机中控制器的功能和基本配置。微程序中的控制器和硬连接控制器在配置和工作原理方面有何不同？答：控制器主要由以下四个部分组成：(1)程序计数器(PC)是提供内存中命令的地址的组件，提供读取内容和获取下一次执行的命令的地址的新指令地址的功能。(2)指令注册(IR)是用于接收和保留从内部内存中读取的指令内容的部件，它提供了在执行此指令的过程中有关系统操作的指令本身的关键信息。(3)在命令执行的步骤上标记回路，显示每个命令执行步骤的相对顺序关系，并使每个命令按设定的步骤顺序依次执行。(4)根据命令操作码、命令执行阶段(时间)和一些其他条件信号，在当前执行阶段配置或提供用于计算机各部件的控制信号的所有控制信号生成组件。整个计算机硬件系统在这种信号控制下工作，执行命令并产生预期的执行结果。由于上述最后两部分的具体组件与工作原理不同，控制器分为硬连接控制器(也称为组合逻辑)和微程序控制器两类。微程序中的控制器和逻辑组合在一起的控制器是计算机中的两种不同类型的控制器。共同点：基本功能是提供计算机各部分共同工作所需的控制信号。组件有程序计数器PC、命令寄存器IR。为了完成每个指令的特定功能，分为多个执行阶段。不同：主要以处理命令执行步骤的方式表示，提供控制信号的方式不同。微程序中的控制器必须通过微指令地址的汇聚执行命令执行阶段，从控制内存读取提供的控制信号，并通过微指令寄存器传送到控制部件。组合逻辑控制器使用位生成器表示命令执行阶段，使用组合逻辑电路直接提供需要提供的控制信号。微程序的控制器设计和实现简单，易于实现计算机产品线的控制器，理论上具有实现动态微程序设计的优点，其缺点是执行速度有些慢。组合逻辑控制器的优点是运行速度明显快，设计和实施更加复杂，但随着EDA工具的成熟，其缺点已大大减轻。5.控制器的设计和这台电脑的指令系统是什么关系？答：控制器的基本功能是根据当前运行的说明和当前运行的步骤配置和提供用于整个设备部件的控制信号。因此，控制器的设计和该计算机的指令系统是一对一的对应关系。也就是说，控制器的设计必须分析命令要求，特别是每个命令的执行阶段，以得出每个阶段所需的控制信号。6.顺序方式、管线方式的主要区别是什么？各有什么优点和缺点？顺序是在一个命令完全执行完毕后开始执行下一个命令。优点是控制器设计简单，易于实现；缺点是速度更慢。在计算机上完成一个指令实际上可以分为命令获取、解码、命令执行、结果存储等几个阶段，指令行是提高计算机硬件性能的重要技术和有效措施，在不需要太多费用的情况下，可以大大提高计算机的性能。目标是将指令的处理过程分为多个阶段，使用不同的可执行部件执行，并允许随着时间的推移并行执行多个部件。例如，在指令解码过程中，当以下指令进入指令阶段时，指令的执行速度将大大提高，控制器设计复杂且难以实施。引人注目的优点是速度显着提高。计算机配置原理a任务3一、选择题1.访问以下部件(设备)最快的是(b)a、光纤存储b、用于CPU的寄存器C软盘存储d、硬盘存储2、SRAM芯片容量为1K8位，除电源和接地端外，芯片引线最小数量必须为(d)。A23 B、25 C50 D、203、在基础存储和CPU之间增加缓存的目的是(c)。a，大存款的容量b，增加CPU上的通用寄存器值c，解决CPU和主存储之间的速度匹配d，替换CPU上的寄存器操作4，在单独的寻址方式中，存储单元和I/o设备分为(a)。a，不通地址和指示代码b，不通数据和指示代码c，不通数据和地址d，不通地址5、由于CPU速度不断提高，很少采用程序查询的原因(c)。a、复杂硬件结构b、简单硬件结构c、CPU和外围设备串行工作d、CPU和外围设备并行工作6、在DMA I/O系统中，基本想法是在(b)之间直接建立数据路径。a、CPU和外围设备b、基本和外围设备c、CPU和基本存储d、外围设备和外围设备(b)判断问题(判断以下陈述是否正确并说明原因)1.CPU访问阵列的时间取决于阵列的容量，存储容量越大