电大-计算机组成原理课程形考作业答案

计算机构成原理a形式试验作业1 (参考回答)一、选择问题：1 .机器数量_中，零的显示形式是唯一的。a .原码b .补码c .移位码d .反转答案： b2 .某计算机的字长为16位，用符号的小数点以下的位数表示，符号的位数为1位，数值的位数为15位，能够显示的最大正小数为_，最小负小数为_ _ _。A. B .C. D答案： c3 .加法器采用并行进位的目的是_。a .提高加法器速度b .高速传递进位信号c .优化加法器结构d .加强加法器功能答案： b4 .构成一个运算器需要多个部件，下面列举的是： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _a .状态寄存器b .数据总线C.ALU D .地址寄存器答案： d二、判断问题：判断一下说法是否正确，说明理由。1.ASCII代码是汉字文字代码西文7位代码2 .通常，使用补数运算的二进制减法器实现定点二进制加减运算3 .在浮点表现法中，阶梯代码的位数越多，能够表现的数值精度越高4 .只有固定点数运算可能溢出，浮点运算不溢出。三、简短答案：1 .简述奇偶校验码和痕量校验码的实现原理。a :奇偶校验码的原理：通常将二进制比特添加至被称为比特的一个字节中，并将该比特的值设置为0或1，从而字节本身的8比特和含有该比特值为1的比特的数目始终是奇数或偶数。 在接收侧，检查所接收的码字是否也满足值为1的总比特数的奇偶校验关系，判定数据是否错误。定向校验码原理：将r个奇偶校验位与k个数据位相加，形成k个新的k-r位码字，并相对均匀地扩展新码字的码距。 如果数据的每个二进制比特被指派给某些不同的奇偶校验比特组合，则某些比特有错误会导致某些相关奇偶校验比特的值发生变化，这不仅会发现错误，还会指出哪些比特是错误以及进一步纠正错误的根据2 .简单叙述教材所示的MIPS计算机的运算器部件的功能和构成。MIPS计算机的运算器部件的功能和配置：运算器的主要功能是完成数据的算术和逻辑运算，其中一个功能是运算器的第二功能，称为算术和逻辑运算部件，用于临时存储参与运算的数据和中间结果，以及在硬件线路上完成除法指令运算，所述硬件线路是其中一系列寄存器负载的这些部件应当包括逻辑电路，该逻辑电路结合多个复用器电路来实现互连和数据传输的计算机或者计算机的一些其他功能部件操作，并且接收外部数据输入和计算结果的发送。3 .浮点运算器由哪个部分组成？a :由处理浮点指数部分的部件、处理尾数的部件、加速移位操作的移位寄存器电路、寄存器堆栈等构成。假设X=0.*211，Y=0.*2-10 (此处的所有数字都是二进制数字)，在不使用隐藏位的情况下回答以下问题(1)浮点步进码用4位移码、尾数用8位原码表示(包括编码位)，用该浮点数表示的绝对值写入最大、最小(正数和负数)数值解答：绝对值最大：11110，1 111；绝对值最小：0 001 0、0 001 1(2)写x，y的浮点表示。X浮标=1 011 0 Y浮标=0 110 0(3)计算xya :求出阶梯差： |E|=|1011-0110|=0101b :步骤： y为1 011 0 00000c :尾数相加： 0000000=0001101d :标准化：左侧规格：尾数为0 1101、步骤编号为1010f :舍入：舍入以零舍入1法处理时，00 1=00e :不溢出来因此，XYY最终浮点格式的结果：1 010 0，即0.*210四、计算问题：以二进制表示1.16进制数据14.4CH，其后以八进制和十进制表示。14.4 ch=(10100.)2=(14.23 )8=(20.21875 ) 102 .用8比特(包括1比特的编码比特)的二进制原始码和补码表示下一个十进制数。(1)17 X原=，X补充=(2)-17 X原=，X补充=3 .知道以下各x原因，求出各自的x逆和x补充。(1)x原稿=0.10100； x逆=，x补充=(2)x原件=1.00111； x逆=，x补充=(3)x原=； x逆=，x补充=(4)x原=； x逆=，x补充=4 .写出x=，Y=-的双码位原码、反转、互补码表示，用双码互补码计算两个个数的差。X原=00、X逆=00、X补偿=00Y原=11、Y逆=11、Y补偿=11X补全Y补全=00计算机构成原理a形成性评价作业2 (参考回答)一、选择问题：1 .计算机硬件只能直接识别和运行_程序。a .机械语言b .汇编语言c .高级语言D.VHDLa:a2 .命令中使用的数据可以从. (可多回答)中获取。a .通用寄存器b .微程序存储器c .输入输出接口d .指令寄存器e .存储单元f .磁盘a、c、e3 .汇编语言可通过_的翻译在计算机上运行。a .编译器b .数据库经理c .汇编器d .文字处理程序a:c4 .设计指令操作码时，设为. (可多个回答)。a .可区分一系列指令系统的所有指令b .表示操作数的地址c .长度可自由决定d .长度的适当规范得到统一a、b、d5 .控制器的功能是_。a .在计算机各部分执行控制信号b .语言翻译c .汇编程序d .支持数据运算的完成a:a6 .从资源利用率和性能价格比较，考虑命令流水线方案、_和多命令循环方案、_。a.b .接下来的c .最不理想的d .大致相同a、b、c二、判断问题：判断一下说法是否正确，说明理由。1 .索引寻址时，必须在指令中指定寄存器编号和数值。 脾气2 .计算机的命令越多，功能就越强。3 .程序计数器PC主要用于解决指令的执行顺序。 脾气4 .微程序控制器的操作速度通常比硬连接控制器快。三、简短答案：1 .一个命令通常由哪两部分组成？ 指令的操作码一般有哪些组织方式，每种情况下都适用？ 各自的优缺点是什么？答：一个指令通常由操作码和操作数两部分组成。命令的操作码通常有固定长度的操作码和固定长度的操作码这两种组织方式。定长操作码的组织方式或现在许多计算机中应用的变长操作码组织方式，一般用于小型以上的计算机。定长运算码的组织方式有利于简化计算机硬件设计并提高指令解码和识别速度。变长的操作码组织方案能够在相对短的指令语言中指示相对较多的指令，并尽可能地满足给出对应操作数地址的请求。2 .如何在命令中显示操作数地址？ 最常用的基本寻址方法是什么？a :用地址方式表示操作数的地址。一般使用的基本的地址方式是即时随机地址、直接地址、寄存器地址、寄存器间地址、索引地址、相对地址、间接地址、堆栈地址等。3 .为读写输入输出设备指定读写设备的一般地址方式有几种？答：为了读写输入输出设备，通常为了指定读写的设备，有两种一般的地址方式。 一种是I/O端口和主存储器的统一创建方式，另一种是I/O端口和主存储器的独立创建方式。4 .简述了计算机控制器的功能和基本结构，微程序控制器和硬连接控制器在结构和工作原理上有什么不同？答：控制器主要由以下四部分组成：(1)通过用于提供指令存在于存储器中的地址的部件，程序计数器(PC )用于服务指令的读取，使得可以增加内容并接收新的指令地址，并且提供要执行的下一个指令的地址。(2)指令寄存器(IR )用于接收并保存从存储器读出的指令内容，在执行本指令的全过程中，向系统的运转提供指令本身的主要信息。(3)执行指令的步骤表示所述指令的执行步骤的相对顺序关系，并标记所述线路以保证按设置的步骤顺序执行。(4)所有控制信号的生成单元能够根据指令操作码、指令的执行顺序(时刻)，形成或提供当前执行顺序计算机的各单元所使用的控制信号。 整个计算机的每个硬件系统在这些信号控制下协作操作，执行指令以产生预期的执行结果。由于上述两部分的具体结构和运行原理不同，控制器分为硬连接控制器和微程序控制器。与微程序控制器组合的逻辑控制器是计算机中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件协调运行所需的控制信号在构成部分具有程序计数器PC、指令寄存器IR分几个步骤完成执行各个指令的具体功能。不同点：主要是在处理指令执行过程中，提供控制信号的方案不同。 微程序的控制器通过微命令地址的关联来区分命令执行次序，将要提供的控制信号从控制存储器读出并经由微命令寄存器发送到受控部件。 组合逻辑控制器指定指令执行次序，并且提供将被直接提供给组合逻辑电路的控制信号。微程序控制器的优点在于设计和实现简单，易于用于实现系列计算机产品的控制器，能够实现理论上的动态微程序设计，从而降低运行速度。复合逻辑控制器的优点是运行速度明显快，缺点是设计和实现复杂，但随着EDA工具的成熟，该缺点得到了大幅度缓解。5 .控制器的设计与其计算机指令系统的关系是什么？a :控制器的基本功能是基于当前执行的指令及其执行程序来形成和提供此时整个单元所需的控制信号。 因此，控制器的设计与其计算机的指令系统是一对一的关系。 也就是说，控制器的设计应当根据指令的要求进行，特别是分析各指令的执行顺序，产生各步骤所需的控制信号。6 .指令以顺序方式、流水线方式执行的主要区别是什么？ 各有什么长处和短处序列方案在完全执行一条指令后执行下一指令。 控制器设计简单、易于实现的优点是速度慢。指令流水线方式是提高计算机硬件性能的重要技术和有效措施，在成本增加较少的情况下显着提高了计算机的性能。 追求的目标是在每个指令执行步骤完成指令的执行过程。 实现思路是将一个指令的几个功能分为不同的执行部件来完成，使这些部件能够在时间上同时执行。 缺点是控制器的设计复杂并且不能相对容易地实现，显着的优点是可以显着地提高速度。计算机构成原理a形成性评价作业3参考回答一、选择问题：1 .以下部件(设备)中访问速度最快的是_。a:ca .光盘存储器B.CPU寄存器c .软盘存储器d .硬盘存储器2 .一个SRAM芯片的电容为1K8位，加上电源端子和接地端子，该芯片的最小引线数为_。a:dA.23B.25 C.50 D.203 .在主记忆和CPU之间增加Cache的目的是_。a .扩大主记忆的容量b .增加CPU内的通用寄存器的数量c .解决CPU与主存储器之间的速度匹配d .取代CPU寄存器的动作a:c4 .在独立地址方式中，存储单元和I/O设备通过_来区别。a .不同地址和指令代码b .不同数据和指令代码c .不同的数据和地址d .不同的地址a:a5 .随着CPU速度的提高，程序检索方式不太被采用的原因是_。a .硬件结构复杂的b .硬件结构简单C.CPU和外围设备的串行操作D.CPU和外围设备的并行操作a:d6 .在采用DMA方式的I/O系统中，在_之间直接建立数据路径是基本的想法。A.CPU和外围设备b .主记忆和外围设备C.CPU和主存储器d .外围设备和外围设备a:b二、判断问题：判断一下说法是否正确，说明理由。1.CPU访问存储器的时间取决于存储器的容量，存储器的容量越大，访问存储器的时间越长。2 .部署虚拟存储系统的目的是加快对外部内存的访问速度。3 .根据主机和接口之间的数据传输方案，I/o接口可以分为串行接口和并行接口。 脾气4.DMA控制器中断向CPU传送DMA请求信号。 脾气三、简短答案：1 .在第三级存储系统中，主存储、外部存储和缓存扮演什么角色答：多级存储器系统以读写速度仍然可能、存储容量适度的主存储器为中心整理执行，缓冲存储器的主存储器的读写速度慢，缓解不能满足CPU的执行速度的需求的矛盾。 在虚拟存储的更大存储空间中解决主存储容量较小、无法存储更大程序和更多数据的问题，从而使整个存储系统实现更快的读写速度、尽可能大的存储容量、相对较低的制造和运营成本。 高速缓冲存储器的问题是容量小，虚拟存储器的问题是读写速度慢。 追求整个存储系统有着更高性能/价格比的核心想法，在使用中充分发挥三级存储的各自优势，尽量避免其缺点。2 .什么是随机接入方式？ 哪种存储器采用随机访问方式？a:ram，即随机存储器