计算机组成原理(习题)

1、1 第 3 题主存存储单元是指 （）。A.存放一个二进制信息位的存储兀B.存放一个机器字的所有存储兀的集合C.存放一个字节的所有存储兀的集合D.存放两个字节的所有存储兀的集合答案 :B1第4题中断系统的功能是由（）实现的。A. 硬件B.软件C.硬件和软件结合来答案:C2第5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答案:C1.第1题某动态存储器（DRAM ）芯片，其存储容量为 4M X 8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

2、.11 和 8C.22 和 8D.20 和 8答案 :B2 第2题相对寻址方式中，操作数的有效地址等于（）。A. 基值寄存器内容加上形式地址B. 堆栈指示器内容加上形式地址C. 变址寄存器内容加上形式地址D. 程序计数器内容加上形式地址答案:D3第5题以下四种类型的二地址指令中，执行时间最长的是（）。A. RR 型B. RS 型C. SS 型D. SR型答案:C4第7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仮码C.补码 答案:C5第8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 答案 :B6第14题锁存器属于（）部分。A. 运算器B. 控

3、制器C. 存储器D. l/O接口答案:A&第21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. 0< I N I £2血0W 丨 N 丨 2-1C* OC I N I丢2曲7 D.以上都不对答案:B9第22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答案:D4 .第9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

4、答案:C5第12题下列是用原码表示的机器数，真值最小的是（）。A. 111011B. 101100C. 110100D. 110101答案:A1.第3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的容量答案:A3第7题某计算机中控制存储器的容量是 512 X 32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答案:C6第14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. 外存答案:B）是规格化浮

5、点数。7第22题以下给出的浮点数，数（A. 210X0.010101C. 2-i°°X -0.010100罠 2llX0J01010D, 2-X 0.0010101答案:B&第23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、控制器和内存储器答案:C6第22题程序计数器属于（）部分。A. 控制器B. 运算器C. 存储器D. I/O接口答案:A7.第 23 题若 x 补=0.1101010,则 x 原=（）。A. 1.0010101B. 1.0010110C. 0.0010110D. 0.1101010答案:D&第24题在以D

6、MA方式传送数据的过程中，由于没有破坏（）的内容，所以一旦数据传送完毕，主机可以立即继续原程序的执行。A. 程序计数器B. 程序计数器和寄存器C. 地址寄存器答案:B9第25题下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是（）。A. 操作数在指令中B. 操作数在寄存器中C. 操作数地址在寄存器D. 操作数地址（主存）在指令中答案:A2 第4题下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是（）。A. 操作数在指令中B. 操作数在寄存器中C. 操作数地址在寄存器D. 操作数地址（主存）在指令中答案:A3 .第12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

7、制器和内存储器答案:C5.第14题一地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另个操作数常需采用（）指定。A. 堆栈寻址方式B. 立即寻址方式C. 隐含寻址方式D. 间接寻址方式答案:C6第15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答案:D7第21题下列是用补码表示的机器数，真值最大的是（A. 001011B. 101100C. 110100D. 110101答案:A4第11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、控制器和内存储器答案:

8、C5第12题 计算机的外围设备是指（）。A. 输入/输出设备B. 外存设备C. 远程通信设备D. 除了 CPU和内存以外的其他设备答案:D1第2题 下列不同进位计数制的数中，最大的数是（A. （43）io（52）3C, （101001）2D. （2C）16答案:D3第8题计算机的外围设备是指（）。A. 输入/输出设备B. 外存设备C. 远程通信设备D. 除了 CPU和内存以外的其他设备答案:D0开始，则（）。4第9题在计数器定时查询方式下，若每次计数都从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. 以上都不对答案:A6第19题下列是用补码表示的机器数，真值最

9、大的是（A. 001011B. 101100C. 110100D. 110101答案:A7.第23题某计算机中控制存储器的容量是512 X 32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答案:C&第24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 答案:B10第2题衡量总线传输性能的指标是 _A，它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，其单位是B 。 答案：A总线带宽B MB/S 或 B/s11 第6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

10、由A 、一般机器级、B、汇编语言级和高级语言级组成。答案：A 微程序设计级B操作系统级12. 第10题按中断源与 CPU的关系不同，中断可分为_A和_B两大类。答案：A 内中断 B 夕卜中断10 .第3题 主存有256个数据块（编号为0255）, cache有8行（编号为07）,现采 用2路组相联地址映射方式，则第202号数据块可映射到 cache编号的第 A 行。 答 案:A 4 或510. 第3题 计算机机器指令的基本结构主要有A 和 B两部分。答案：A 操作码OPB 地址码A13. 第9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。答案：A 硬件B 软件14.第10题

11、按中断源与 CPU的关系不同，中断可分为_A和_B两大类。答案：A 内中断 B 外中断16. 第12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 。 答案：10. 第1题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是A ，而是 B 。 答案：A 操作数的地址B 操作数本身11 第2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。答案：A 运算器B 存储管理部件13. 第7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

12、设 备，按读写性质分，光盘可分为A 型、 B 型和只读型三种。答案：A一次写入B 可重写14. 第8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。 答案：A PC17. 第14题指令的寻址方式有A 和 B 两类。答案：A 顺序寻址方式B 跳跃寻址方式18 .第17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。答案：A 硬件B 软件19.第16题CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是上和_B_。答案：A 程序计数器B 程序状态字寄存器11. 第7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

13、B也集成于同一块 CPU芯片中。答案：A 运算器B 存储管理部件12. 第10题 隐含寻址是指令格式中不明确给出A，而是隐含指定，通常将-B作为隐含地址。答案：A操作数地址B累加器（AC13. 第11题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越A 的设备，获得总线控制权的几率越小。答案：A 远14. 第14题CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是_A和_B_。答案：A 程序计数器B 程序状态字寄存器15. 第15题 同的计算机有不同的指令系统，“ RISC'表示的意思是 A 。_答案：A精简指令系统计算机16. 第17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

14、一不可。答案：A 硬件B 软件17. 第18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。答案：A一次写入B 可重写18. 第20题计算机机器指令的基本结构主要有A 和 B两部分。答案：A 操作码0PB 地址码A13.第11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。答案：A控制存储器 B 只读存储器15. 第20题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越A 的设备，获得总线控制权的几率越小。答案：A 远17.第26题 某采用交叉方式编址的存

15、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 1000 1011的4个字，则所需时间为A 。答案：A 350ns18 .第27题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是A ，而是B 。答案：A 操作数的地址B 操作数本身19. 第28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。答案：A 互联机构B系统功能11. 第3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。答案：A 运算器B 存储管理部件12. 第6题 在计算机总线中，数据的传

16、送有二种基本方式：串行传送和A 传送。串行传送是指B 。答案：A并行B数据从低位开始逐位依次传送的方式13. 第12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。答案：A寄存器B内存14. 第13题 立即寻址是指令的地址字段指出的不是A ，而是 B 。答案：A 操作数的地址B 操作数本身15. 第18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 。答案：A _ c+（1-H） T m_18 .第25题 堆栈包括的主要硬件：一是A ，二是 B 。答案：A部分主存区B堆栈指针（SP）1

17、9.第26题 隐含寻址是指令格式中不明确给出A，而是隐含指定，通常将 _B作为隐含地址。答案：A操作数地址B累加器（AC10. 第4题 三级存储系统是由A 、 B和辅助存储器组成的。答案：A高速缓冲存储器B 主存12.第11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 。答案：A并行B数据从低位开始逐位依次传送的方式14 第13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 。答案：A小15第17题 采用流水线带来的主要问题有 _A、_B和转移相关等问题。答案：A资源相关B 数据相关16. 第18题 电子数字计算机系统

18、是由A 和 B两大部分组成的，两者缺一不可。答案：A 硬件B 软件17. 第19题 计算机机器指令的基本结构主要有A 和 B两部分。答案：A 操作码OPB 地址码A18. 第20题 某CPU微程序控制器控存容量为 512X 20位，微程序可在整个控制存储器 中实现转移，需要分别根据 0P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。答案：A 2B 919. 第21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。答案：A控制存储器B 只读存储器10.第1题在微型机中，随着超大规模集成电路和机器结

19、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。答案：A 运算器B 存储管理部件11. 第4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。答案：A寄存器B内存12. 第5题CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是_A和_B_。答案：A 程序计数器B 程序状态字寄存器13. 第6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。答案：A控制存储器B 只读存储器14. 第13题 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越A的设备，获得总线控制权的几率越小。答案：A 远15

20、.第16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 _A16. 第17题 隐含寻址是指令格式中不明确给出A，而是隐含指定，通常将B作为隐含地址。答案：A操作数地址B累加器（AC17第18题 同的计算机有不同的指令系统，“ RISC'表示的意思是 A 。_ 答案：A精简指令系统计算机20. 第 3 题 已知二进制数 X=2-101*-O.1OO1O11)，丫=2-°11X0.0101011 ,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，

21、求X-Y的值，结果如需要舍入处理，用0舍1入法。答案：解：阶和尾数都采用双符号位x 浮=11011 , 11.0110101y浮=11101 , 00.0101011-y浮=00011 , 11.1010101 对阶 E=Ex补+-Ey补=11011+00011=11110可见 E=-2, 将 M 右移 2 位，x浮=11101, 11.11 01101(01) 尾数进行减运算相减11.1101101(01)+11.101010111.1000010(01) 结果规格化并进行舍入处理x-y浮=11101, 11.1000010(01) 左规x-y浮=11100, 11.0000100(1) 溢

22、出检查由于两位阶符为11,不是01,因此无溢出。最终的结果为x-y=2 -100 X(-0.1111011)22 第15题 某磁盘里，平均找道时间为Ts=10毫秒，平均旋转等待时间Tl=5毫秒，数据传输速率为 40MB/S。磁盘机上存放着 250个文件，每个文件的平均长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要 1毫秒的额外处理时间。问；(1)检查并更新所有文件需要占用多少时间？(2)若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多 少？答案：解:(1)每次磁盘读或写的时间=找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为

23、 |3 ： -2 l|- J丨迁匕(2)若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为10 + 2.5+1000(10 80)- 2 + 1 250=69000()=69(秒)23.第20题 已知二进制数x =- 0.1011 , y= 0.1101，用原码一位乘法求 xX y的值, 要求写出计算机中的运算步骤。答案:解：x原=1.1011 , y原=0.1101计算过程如下：詔分积Ro乘数Rj说明0.00 00；j 1 Q 11奔姑，Po+ 0.1 0 1 1II1y<-b +x*-'0

24、.1 0 1 1110.01 0111 1 1 0(Ra RQ右移一位，得Pi+ 0.0000111ya-O* +00.01 01i1* *10 00 1 01 1: l 14(Ro» R"右移一位*得Ph+ n 1 n 1 1VI1ya=b +x0.1 1 0 1i0.0 1 1 01 1 1: 1(Ro,右移一位，得B+ n 1 n 1 11 iJj-li +x1.00 0 11 iOJ 0 0 01111:(Ro，右移一位，得P4卩4=0.10001111 , Zs=1 ® 0=1故x X原 =1.10001111 所以：x 卸=0.1000111124.第

25、12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。答案：答： 三地址指令OP-A1-A2-A3指令意义：(A1) OP (A2)A3二地址指令OP-A1-A2指令意义：(A1)OP (A2)f 1一地址指令OP-A指令意义：对于单操作数指令，OP (A) ACAC 累加器，例如 LDA 48，执行( 48) AC。对于双操作数指令，(AC) OP ( A) t AC oA显地址；AC 隐含地址，是隐含的寻址方式。OP-A1-A2-A3OP-A1-A2OP-A25第14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？答案：答：时序信号的作用：为计

26、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。26第25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。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、M R。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、

27、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。27第27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？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

28、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。28第28题 什么是同步定时，异步定时？比较它们的优缺点。 答案：答：(1) 同步定时，总线上所有部件都在公共时钟线上的同步信号协调下工作。其特点是 有公共时钟。异步定时，总线上的设备(部件)有各自的时钟，它们之间通常采用“应-答” 方式进行通信。其特点是无公共时间标准。(2) 同步定时方式具有较高的传输频率，但不适合存取时间差别大的设备之间的通信。 异步定时方式具有可靠性高，适用于存取时间不同的部

29、件之间的通信。但传输效率较低。20第1题 已知二进制数x = - 0.1011, y = 0.1101，用原码一位乘法求 xX y的值，要 求写出计算机中的运算步骤。答案:解：x原=1.1011 , y原=0.1101计算过程如下：韶分积Ro乘数岛说明0.00 00；I101开始，Po+ 0.1 0 1 11*y<-b +x*-'0.1 0 IIi10.0 1 0 11: 1 | o(Ra RQ右移一位，得Pi+ 0.0000111ys-O* +0D.01 01110 00 1 011! I 1i(Ro，R0右移一位,得Pa+ n 1 n 111Iy3=hOJ I 0 1ii-I

30、J出0.0 1 1 01 1 1: 1R；)右移一位*得Pj+ n 1 n 1 11yi-l# +x1.G001110J 0 00Illi:(Ro，右移位，得R卩4=0.10001111 , Zs=1 ® 0=1故x X原=1.10001111 所以：x 卸=0.1000111121 第11题 某磁盘里，平均找道时间为Ts=10毫秒，平均旋转等待时间Tl=5毫秒，数据传输速率为 40MB/S。磁盘机上存放着 250个文件，每个文件的平均长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要 1毫秒的额外处理时间。问；(1)检查并更新所有文件需要占用多少时

31、间？(2)若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多 少？答案：解：(1)每次磁盘读或写的时间=找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时10 + 5 + 1000(10 ;40)1 2 + 11 250 = 132衫0(塚)=132.75(秒)间为(2)若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为10 + 2.5+1000(10 80) < 2 + 1 25069000()=69(秒)22 .第27题若某计算机的主频为 800MHz，每个CPU周期平均包

32、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 ?答案：解：(1)因为机器主频为f= 800MHz，所以主频周期 T = 1/(800 M06)=0.00125( ，每个CPU周期平均包含4个主频周期，所以CPU周期Tcpu= 4 T= 4X 0.00125(卩s) =0.005( i s)指令周期 T 指令=3 Tcpu = 3X0.005 = 0.01

33、5 (卩 s)则指令的执行速度 V1= 1/ T指令=1/0.015 (卩= 66.7 (MIPS)(或 800- (4X3) =66.7 (MIPS)(2)1000 -(2 X.2) =416.7 (MIPS)23 .第28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。答案： 解：x=0.1001 y= 0.1111X补=00.1001, Y补=11.0001, -Y 补=00.1111X+Y补=00.1001+11.0001 = 11.1010 无溢出X+Y= -0.0110X-Y补=00.1001+00.1111 = 01.10

34、00 溢出X-Y= +1.1000 > 1补=补=补=补=24 .第4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？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)：1 H有Cache时的CPU访存平均周期tAtA=HX tc +(1-H) tX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

35、关。教师未批改 25第 5 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。答案 : 答：三地址指令OP-A1-A2-A3指令意义： (A1) OP (A2) A3二地址指令OP-A1-A2指令意义：(Ai) OP (A2) tA 1一地址指令OP- A指令意义：对于单操作数指令，OP (A) ACAC 累加器，例如 LDA 48，执行( 48)AC。对于双操作数指令，(AC ) OP ( A) t AC oA 显地址； AC 隐含地址，是隐含的寻址方式。OP-A1-A2-A3OP- A1-A2OP-A26.第9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

36、的指令？并就每种基本指令简单举例说明。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、 M Ro2) 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

37、）其它指令PSV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。27. 第10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。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）中斯内中断自愿中新指令中断强迫中断碑件故障软件故障外中断（强迫中断）*外设请求”人的干预*28 第14题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。答案： 答：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：高速缓冲存储器（cache）、主存储器和外存储器

38、。各级存储器承担的职能各不相同。其中cache主要强调快速存取，以便使存取速度和CPU的运算速度相匹配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求；主存储器介于cache与外存之间，要求选取适当的存储容量和存取周期，使它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。答：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：高速缓冲存储器（cache）、主存储器和外存储器。各级存储器承担的职能各不相同。其中cache主要强调快速存取，以便使存取速度和CPU的运算速度相匹配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求；主存储器介于cache与外存之间，要求选取适当的存储容量和

39、存取周期，使它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。20. 第1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。答案： 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=3.41解：流水线的时钟周期 T=max120，80，90，100，60=120ns 加速比 C=40(*

40、120+80+90+100+60) /(5+40-1 ) *120=3.4122 第 7 题 设字长为 32位的二进制浮点数，阶为 10位(包括 1 位阶符)，尾数为 22位(包括1位尾符)，阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R= 2。求规格化数的表数范围。答案 : 解：规格化数的表数范围： (R=2)正数为：2-512 X 2-1 2511X (1 - 2-21)负数为：2511X (-1)2 -512 X (-2 -1 - 2-21)23. 第8题若某计算机的指令系统可分为11、I2、13、14、15和16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

41、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)？答案 : 解：平均运算时间：T=4X15%+5X12%+3X30%+7X8%+6X20%+8X15%=5.06 (ns)平均运算速度：v=1/T=1/(5.06 10-9) -40'3=197.6 (MIPS)24. 第 9 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？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

42、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。25. 第16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。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

43、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。26. 第 17 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。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)自愿中断指令中断中断强迫中断碑件故障软件故障外中断(强迫中断)外设淸求”人的干预*结构，一种是寄存器堆栈(串联堆栈、下压堆栈) 设置一组专门的具有对位串联的若干个寄存器组成, 在内存开辟专门用于堆栈的存储区，另加堆栈指针 于存储器堆栈是使用容量较大的内存部分存储区，另

44、一种是存储器堆栈。前者是在CPU中配合堆栈指令实现堆栈操作；后者则是 SP组成，配合堆栈指令实现其操作。由 因此具有堆栈区的位置灵活和容量可变等27第18题 什么是同步定时，异步定时？比较它们的优缺点。 答案：答：(1) 同步定时，总线上所有部件都在公共时钟线上的同步信号协调下工作。其特点是 有公共时钟。异步定时，总线上的设备(部件)有各自的时钟，它们之间通常采用“应-答” 方式进行通信。其特点是无公共时间标准。(2) 同步定时方式具有较高的传输频率，但不适合存取时间差别大的设备之间的通信。 异步定时方式具有可靠性高，适用于存取时间不同的部件之间的通信。但传输效率较低。28第24题什么叫堆栈？

45、计算机中有哪两种形式的堆栈？常用的是哪一种？有何优 点？计算机中堆栈的实现有二种答案：答：按后进先出方式工作的存储单元的集合叫堆栈。特点，是常用的一种。20第1题 某磁盘里，平均找道时间为 Ts=10毫秒，平均旋转等待 时间Tl=5毫秒，数据传输速率为 40MB/S。磁盘机上存放着 250个文件，每个文件的平均 长度为10MB。现在需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需 要1毫秒的额外处理时间。问；(1) 检查并更新所有文件需要占用多少时间(2) 若磁盘机的旋转速度和数据传输速率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间又是多 少？答案：解：(1)每次磁盘读或写的时间=找道时

46、间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为10 + 5 + 1000(10M0) 2 + 1 250= 13250() = 132."5(秒)(2)若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为10毫秒；若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为4000B/ms，故总的文件更新时间为10 + 2.5+1000(10. 80) < 2 + 1務0= 69000(加)=69(秒)21. 第16题 设字长为32位的二进制浮点数，阶为 10位(包括1位阶符)，尾数为 22位 (包括1位尾符)，阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R = 2。求规格化数的表数范围。答案：解: 规格化

47、数的表数范围：(R=2)正数为：2-512 X 2-1 2511x (1 - 2-21)负数为：2511X (-1)2-512 X (-2 -1 - 2-21)22. 第19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) 38/64111答案:解：(1)设 X=(25/128) 10=(11001 X 2- )2=(0.0011001)2所以X原=X反=X补=0.0011001 , X 移=2°+0.0011001=1.0011001-110设 X= ( 38/64)10=(

48、100110X2)2=( 0.100110) 2所以X原=1.1001100X 反 =1.0110011X补=1.0110100凶移=0.011010023 .第 28 题 已知二进制数 X=2 010X 0.101011 , Y=2 011X ( 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：解：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 + -

49、Ey补=11110+00011=00001可见 E= 1,将 My右移 1 位，y浮=11110, 11.100101(1) 尾数相加。M x补00.101011+ My补11.100101(1)00.010000(1) Mx+My补应左规，阶码减1 o即 x + y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x+ y= 2-11 X (0.100001)24. 第2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？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

50、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。25. 第6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。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。答：教师未批改26 第13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。答案：解：RISC指令系统的主要特点是：（1）指令数目

51、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。27. 第26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。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）自愿中新指令中断 f施件故障束强迫中断I软件故障，外中断（强迫中断）外设请求*人的干预斗28. 第27题 在微命令的分段编码方式中，分段的原则是什么？答案：

52、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）。20 .第1题设字长为32位的二进制浮点数，阶为10位（包括1位阶符），尾数为 22位（包括1位尾符），阶和尾数分别用移码和补码表示，基数R = 2。求规格化数的表数范围。答案：解：规格化数的表数范围：（R=2）正数为：2-512 X 2-1 2511X （1 - 2-21）负数为：2511X （-1）2-512 X （-2 -1 - 2-21）21. 第2

53、6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。答案： 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=3.41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=3.4