上半年计算机原理第2次作业

1、2016年上半年网络学院计算机原理 作业2一. 填空题： 1对存储器的访问包括_读_和_写_两类。 2在存储器中用_地址_来区分不同的存储单元，1GB=_10241024_KB。 3. 存储器的技术指标有_存储容量_、_存取时间_、_存储周期_、_存储器带宽_。 4. CPU能直接访问_ cache _和_主存_，但不能直接访问_硬盘_和_光盘_。 5. 地址译码分为_单译码_方式和_双译码_方式。 6. CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为_指令寄存器_，保存下条指令地址的寄存器为_程序计数器_，保存CPU访存地址寄存器为_内存地址寄存器_。 7. 计算机的主存容量与_计算机地址总线的

2、根数_有关，其容量为_2地址线数_。 8. 计算机系统中的存储器分为_内存_和_外存_。在CPU执行程序时，必须将指令存放在_内存_中。 9. 在同一微周期中_不可能同时出现_的微命令，称之为互斥的微命令；在同一微周期中_可以同时出现_的微命令，称之为相容的微命令。显然，_相容微命令_不能放在一起译码。 10. 计算机存储器的最小单位为_比特_，1KB容量的存储器能够存储_8192_个这样的基本单位。 11. 对存储器的要求是_容量大_、_速度快_、_成本低_；为了解决这三方面的矛盾，计算机采用_多级_体系结构。 12Cache介于主存和CPU之间，其速度比主存_快_，容量比主存小很多，它的作

3、用是弥补CPU与主存在_速度_上的差异。 13. 指令的格式是由_操作码_和_地址码_组成的。 14. 计算机指令系统往往具有多种寻址方式，操作数就是指令的一部分称为_立即_寻址，操作数地址在指令中称为_直接_寻址，当操作数地址在寄存器中，就采用_寄存器_寻址方式。 15. 在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在_寄存器_中，而操作数存放在_内存单元_中。 16. 在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条_微指令_，它由_操作控制_和_顺序控制_两部分组成。 17. 微程序控制器的核心部件是_控制存储器_，它是一种_只读_存储器。 18. CPU周期也称为_机器周

4、期_，一个CPU周期包含若干个_时钟周期_ 19. 采用4K4位规格的静态RAM存储器芯片扩展32KB的存储模块，需要这种规格的存储芯片_16_片。20. cache的地址映像方式有_直接映像_、_全相联映像_和_组相联映像_。 21. 在计算机中存放当前指令地址的寄存器叫_地址寄存器 _，在顺序执行指令情况下每执行一条指令，使寄存器自动加1、在执行_转移_指令或_中断_操作时，_程序计数器_应接收新地址。二. 选择题： 1ROM与RAM的主要区别是_B_。 A. 断电后，ROM内保存的信息会丢失，RAM则可长期保存而不会丢失 A. 断电后，RAM内保存的信息会丢失，ROM则可长期保存而不会丢

5、失 A. ROM是外存储，RAM是内存储 A. ROM是内存储器，RAM是外存储器 2. 存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来_C_。 A. 存放数据 B. 存放程序 C. 存放数据和程序 D. 存放微程序 3. 高速缓冲存储器cache一般采用_A_。 A. 随机存取方式 B. 顺序存取方式 C. 半顺序存取方式 D. 只读不写方式 4. CPU通过指令访问主存所用的程序地址叫做_C_。 A.物理地址 B.相对地址 C.逻辑地址 D.真实地址 5计算机的存储系统是指_D_。 A.RAM B.ROM C.主存储器 D.cache，主存储器和外存储器 6. 主存储器和CPU之间增加cach

6、e的目的是_A_。 A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B.扩大主存储器的容量 C.扩大CPU中通用寄存器的数量 D.既扩大主存容量又扩大CPU中通用寄存器的数量 7. 某机器字长32位，存储容量1MB，按字编址，它的寻址范围是_C_。 A. 1M B. 512KB C. 256K D. 256KB 8某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址，它的寻址范围是_A_。 A.32K B.32KB C.64K D.64KB 9和外存储器相比，内存储器的特点是_C_。 A. 容量大，速度快，成本低 B. 容量大，速度慢，成本高 C. 容量小，速度快，成本高 D. 容量小，速度快，成本

7、低 10某RAM芯片，其存储容量为102416位，该芯片的地址线和数据线数目分别为_B_。 A.20,16 B.10,16 C.10,24 D.1024,16 11. 计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是_D_。 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矛盾 12. 相联存储器是指_C_进行寻址的存储器。 A. 地址指定方式 B. 堆栈存取方式 C. 内容指定方式 D. 地址指定与堆栈存取方式结合 13. 在cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到cache内的任意一块的位置上，则这种方法称为_A_。 A. 全相联映射 B.

8、 直接映射 C. 组相联映射 D. 混合映射 14. 在下列cache替换算法中，速度最快是_C_，命中率最高是_B_。 A. 最不经常使用(LFU)算法 B. 近期最少使用(LRU)算法 C. 随机替换 15. 在相对寻址方式中，若指令中地址码为X，则操作数的地址为_A_。 A.(PC)+X B.变址寄存器+X C.X D.X+段基址 16. 某存储器16K32bit, 它的地址线为_A_位。 A. 14 B. 16 C. 32 D. 48 17. RAM芯片串联时可以_B_。 A. 增加存储器字长 B. 增加存储单元数量 C. 提高存储器的速度 D. 降低存储器的平均价格 18. 对于存储

9、器中某个操作数的寻址称为_C_寻址。 A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 19. 程序控制类指令的功能是_D_。 A. 进行算术运算和逻辑运算 B. 进行主存与CPU之间的数据传送 C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D. 改变程序执行的顺序 20. RAM芯片串联时可以_B_。 A. 增加存储器字长 B. 增加存储单元数量 C. 虚拟内存 D. RAM 21. 寄存器间接寻址方式中，操作数在_A_中。 A. 内存 B. 存储器 C. 寄存器 D. 外部设备 22. 若使8 bit寄存器A最高位清0，可采用_D_。 A. B. C. D. 23指令系统中采用不同

10、寻址方式的目的主要是_A_。 A.可直接访问外存 B.提供扩展操作码并降低指令译码难度 C.实现存储程序和程序控制 D.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 24. 微程序存放在_A_中。 A. 控制存储器 B. RAM C. 指令寄存器 D. 内存储器 25. 微周期指的是_D_所需要的时间。 A. 执行一条微命令 B. 执行一条微指令 C. 执行一段微程序 D. 执行一条机器指令 26. 能够改变程序执行顺序的是_C_。 A. 数据传送类指令 B. 移位操作类指令C. 输入输出类指令 D. 转移类指令 27. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是_C_。 A. RR型 B. RS型

11、C. SS型 D. 程序控制指令 28. 指令周期是指_C_。 A. CPU从主存取出一条指令的时间 B. CPU执行一条指令的时间 C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D. 时钟周期时间 29. RAM芯片并联时可以_A_。 A. 增加存储器字长 B. 增加存储单元数量 C. 提高存储器的速度 D. 降低存储器的平均价格 30. 同步控制是_C_。 A. 只适用于CPU控制的方式 B. 只适用于外围设备控制的方式 C. 由统一时序信号控制的方式 D. 所有指令控制时间都相同的方式 31下列指令中，_C_是用户不能使用的。 A. 堆栈操作指令 B. 移位操作指令 C. 特权指

12、令 D. 字符串处理指令 32. 在一个微周期中，下列叙述正确的是_B_。 A. 只能执行一个微操作 B. 能执行多个微操作，但它们一定是并行的 C. 能顺序执行多个微操作 D. 能执行多个微操作，但它们一定是相斥的 33堆栈常用于_B_。 A. 数据移位 B. 保护程序现场 C. 程序转移 D. 输入输出 34. 下列指令中，_C_不能支持数值处理。 A. 算术运算类指令 B. 移位操作类指令 C. 字符串处理类指令 D. 输入输出类指令三名词解释： 1cache 2. 相联存储器 3. 全相联映像 4. 组相联映像 5. 寻址方式 6. 指令系统 7. RISC 8. 微程序 9. 相对转

13、移 10. CISC 11. 微指令 12. 控制存储器 13EPROM答：1Cache是指高速缓冲存储器，介于主存和CPU之间，速度比主存快，容量比主存小，它的作用是弥补CPU与主存之间的差异。2是一种按内容访问存储器。3每一个主存块可映像到任何cache块。4将存储空间分成若干组，各组之间是直接映像，而组内各块之间是全相联映像。5对指令地址码进行编码，以得到操作数在存储器中地址的方式。6一台计算机能执行的全部指令的集合称为这台计算机指令系统。7RISC是指精简指令系统的计算机。8微程序是指完成一条指令的功能，它由若干条微指令构成。9. 相对转移指令的目标指令地址是由PC寄存器的值加一个偏移

14、量形成。10. CISC是指复杂指令系统计算机。11. 指控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分。12. 指微程序型控制器中存储微指令的存储器，通常是ROM。13. EPROM是可擦写可编程的ROM，可以被用户编程多次。四. 问答题和计算题： 1. 试述主存和辅存的区别？ 放正在运行的程序或数据，它的速度快但成本高。 辅存采用磁盘、磁带、光盘。它的速度较慢，但存储容量大，成本低。 指令为给计算机的一个操作命令。2. 试写出主存与cache之间的地址映像方式。 有三种映像方式，直接映像，全相联映像，组相联映像。 3什么是指令？什么是微指令？试说明二者之间的关系。微指令是控制部件通过

15、控制总线向执行部件发出各种控制命令称为微指令。为一个CPU周期中实现一定功能的微命令。一条指令对应一个微程序，微程序是由若干条微指令组成的有序列。 4. 一个较完善的指令系统应包括哪几类指令？包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。 5. 请用图示说明三级存储体系分别由那些部分组成，并比较cache主存和主存辅存这两个存储层次的相同点和不同点。 Cache主存和主存辅存两个存储层次相同点包括：1） 二者都是为了提高存储系统的性能价格比而构造的。2） 都是利用了程序运行时的局部性原理把最近常用的信息块从相对慢速而大容量的存储器调

16、入相对高速而小容量存储器。 两个存储层的不同点包括：1） 目的不同：cache主要解决主存与CPU速度差异问题。 虚存主要解决存储容量的问题2） 数据通路不同：CPU与cache和主存之间可直接访问；辅存与CPU不存在直接的数据通路；辅存的内容只能通过调整方式进入主存。CPU才可以访问。3） 透明性不同：cache的管理完全由硬件完成；辅存的管理由软件（操作系统）和硬件共同完成。 6. 简述存储器芯片中地址译码方式？地址译码的方式有两种：单译码方式和双译码方式； 单译码方式只用一个译码电路；每个字选择一个对应的存储单元，如存储单元为1024，则有1024条译码线。 双译码方式采用两个地址译码器

17、，分别产生行选通。 7. 设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问： 1）按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 2）按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 3）按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？解：1）按字节编址1MB=2208，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位，编址范围为00000HFFFFFH； 2）按半字编址1MB=2208=21916，地址寄存器为19位，数据寄存器为16位，编址范围为00000H7FFFFH； 3）按字编址1MB=2208=21832，地址寄存器为18位，数据寄存器为32位，编址范围为000

18、00H3FFFFH； 8. 机器字长是32位，要求存储器能存入4M个字 1）存储容量有多少？ 2）需要多少片2M8位RAM芯片组成？ 3）若存储器以字节编址，则地址寄存器需多少位？解：1）存储容量为4M32=128M 2）片 3）4M32=22248=2248，则地址寄存器需要24位9. 假设某计算机指令长度为32位，具有二地址，一地址，零地址3种指令格式，每个操作数地址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出K条二地址指令，L条零地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条单地址指令？解：操作码字段固定为8位，28=256条指令 单地址指令=256-K-L 10. 已知某计算机有80条指令，平均每条指令由12条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。设微指令长度为32位，请算出控制存储器容量。解：微指令所占的单元总数=(12+7911)32=88132 控制存储器容量可选1K332 11某计算机指令字长16位，地址码6位，指令有一地址和二地址两种格式，设共有N条(N16)二地址指令，试问一地址指令最多可以有多少条？二地址指令N条，有(16-N)编码用于扩展，地址码是6位，则一地址指令最多可以有(16-N)X26条 12. 设计算机A有60条指令，指令操作码为6位固定长度编