2026秋国家开放大学《计算机组成原理》形考任务一至六作业及答案

第1页国家开放大学《计算机组成原理》（02151）形成性考核作业及答案使用说明适用课程：国家开放大学开放教育本科／专科计算机类专业《计算机组成原理》（课程代码02151），2026年秋季学期。结构说明：本课程形成性考核共设6个形考任务，每个任务14题、满分100分，其中单项选择题6题（每小题6分，共36分）、多项选择题4题（每小题9分，共36分）、判断题4题（每小题7分，共28分）。使用建议：先独立作答，再对照【答案】核对；带【解析】的题目为易错点或概念易混点，建议重点看解析。答案说明：答案依据课程知识体系与现行题库口径整理。个别题目在不同版本题库中给出的标准答案存在差异（如海明校验码的检错纠错能力、零的表示形式），已在对应解析中作出说明，提交时若平台判定不同，请以平台返回的标准答案为准。形考任务一计算机系统概述与数据表示（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．下列数中最小的数是＿＿＿。A．(1010011)₂B．(42)₈C．(10011000)BCDD．(5A)₁₆【答案】B【解析】统一换算为十进制比较：(1010011)₂=83；(42)₈=34；(10011000)BCD=98；(5A)₁₆=90。故(42)₈最小。2．某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位1位、数值位15位，则可表示的最大正小数为＿＿＿，最小负小数为＿＿＿。A．+(1−2⁻¹⁵)，−(1−2⁻¹⁵)B．+(1−2⁻¹⁶)，−1C．+(1−2⁻¹⁵)，−1D．+(1−2⁻¹⁴)，−1【答案】C【解析】n位补码定点小数的表示范围为−1≤X≤1−2⁻⁽ⁿ⁻¹⁾。本题数值位15位，故最大正小数为1−2⁻¹⁵，最小负小数为−1（补码能表示−1，原码和反码不能）。3．两个补码数相加，在符号位相同时有可能产生溢出，符号位不同时＿＿＿。A．会产生溢出B．也有可能产生溢出C．不一定会产生溢出D．一定不会产生溢出【答案】D【解析】补码加减运算中，只有当两个操作数符号相同、而运算结果符号与之相反时才发生溢出；符号位不同的两个数相加，其绝对值必然减小，不会溢出。4．已知[X]原=010100，[X]反=＿＿＿。A．010100B．001011C．101011D．101100【答案】A【解析】符号位为0表示正数，正数的原码、反码、补码三者完全相同。5．已知[X]原=110100，[X]补=＿＿＿。A．110100B．001011C．101011D．101100【答案】D【解析】负数的反码为原码除符号位外逐位取反，得101011；补码为反码末位加1，得101100。6．已知[X]原=110100，[X]移=＿＿＿。A．101100B．001100C．101011D．011011【答案】B【解析】移码与补码只差符号位：把补码101100的符号位取反，得001100。（二）多项选择题（每小题9分，共36分）7．机器数中，零的表示形式不唯一的是＿＿＿。A．原码B．补码C．移码D．反码【答案】A、D【解析】原码和反码都有+0（0000…0）与−0（1000…0）两种形式；补码的零唯一为0000…0，移码由补码符号位取反而来，零也唯一。部分平台题库将移码一并列入（答案为A、C、D），遇到时以平台标准答案为准。8．ASCII编码＿＿＿。A．是8位的编码B．是7位的编码C．共有128个字符D．共有256个字符E．有64个控制字符【答案】B、C【解析】标准ASCII用7位二进制编码，共2⁷=128个字符，其中控制字符32个、可打印字符96个；第8位常用作奇偶校验位。9．相对补码而言，移码＿＿＿。A．仅用于表示小数B．仅用于浮点数的阶码部分C．仅用于浮点数的尾数部分D．1表示正号，0表示负号【答案】B、D【解析】移码保持了真值的大小顺序，便于比较阶码大小，故只用于浮点数的阶码；因其符号位与补码相反，1表示正、0表示负。10．当码距d=4时，海明校验码具有＿＿＿。A．检错能力B．纠错能力C．只能发现1位错，但不能纠错D．能发现1位错，并纠正1位错E．能发现2位错，并纠正1位错F．能发现2位错，并纠正2位错【答案】A、B、D、E【解析】码距与能力的关系为：检出e位错需d≥e+1，纠正t位错需d≥2t+1。d=4时可检出3位错，或纠1位错同时检2位错，故A、B、D、E成立。F项不成立——纠2位错要求码距至少为5。个别题库将F也列为正确项，属口径差异。（三）判断题（每小题7分，共28分）11．定点数的表示范围有限，如果运算结果超出表示范围，称为溢出。（）【答案】√12．浮点数的表示范围取决于尾数的位数，精度取决于阶码的位数。（）【答案】×【解析】恰好相反：表示范围由阶码的位数决定，精度（有效数字位数）由尾数的位数决定。13．奇偶校验码可以检测出奇数个位的错误，但不能确定出错的位置。（）【答案】√【解析】奇偶校验只能发现奇数位出错，且不具备定位和纠错能力。14．两个补码数相加，采用1位符号位，当最高位有进位时表示结果产生溢出。（）【答案】×【解析】最高位（符号位）有进位并不等于溢出，该进位应自然丢弃；溢出的判据是"符号位进位与次高位进位异或为1"，或采用双符号位时两符号位不一致。形考任务二运算方法与运算器（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．加法器采用并行进位的目的是＿＿＿。A．提高加法器的运算速度B．快速传递进位信号C．优化加法器的结构D．增强加法器的功能【答案】B【解析】串行进位需逐位等待低位进位，延迟大；并行（先行）进位使各位进位信号几乎同时产生，从根本上加快了进位信号的传递。2．组成一个运算器需要多个部件，但下面所列＿＿＿不是组成运算器的部件。A．状态寄存器B．数据总线C．算术逻辑运算单元D．地址寄存器【答案】D【解析】地址寄存器属于控制器／存储系统，用于暂存访存地址，与运算器无关。3．运算器的主要功能是进行＿＿＿。A．逻辑运算B．算术运算C．逻辑运算和算术运算D．只作加法【答案】C4．浮点数的范围和精度取决于＿＿＿。A．阶码的位数和尾数的位数B．阶码采用的编码和尾数的位数C．阶码和尾数采用的编码D．阶码采用的位数和尾数的编码【答案】A5．逻辑运算中的"逻辑加"是指＿＿＿。A．与运算B．或运算C．非运算D．异或运算【答案】B【解析】逻辑加即"或"（OR），逻辑乘即"与"（AND）。6．下列说法正确的是＿＿＿。A．只有带符号数的运算才有可能产生溢出B．采用双符号位补码进行加减运算可以避免溢出C．只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产生溢出D．只有将两个正数相加时才有可能产生溢出【答案】A【解析】双符号位只能检测溢出、不能避免溢出；浮点运算的阶码溢出同样属于溢出；两个负数相加也可能产生溢出。故B、C、D均错。（二）多项选择题（每小题9分，共36分）7．请从下面表示浮点运算器的描述中，选出描述正确的句子＿＿＿。A．浮点运算器可用两个定点运算器部件来实现B．阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算C．阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作D．尾数部件只进行乘法和除法运算【答案】A、C【解析】浮点运算器由阶码部件与尾数部件组成，二者都可用定点运算器实现；阶码部件只做加、减、比较，不做乘除；尾数部件需完成加、减、乘、除及规格化。8．对于阶码和尾数都用补码表示的浮点数，判断运算结果是否为规格化，错误的方法是＿＿＿。A．阶符和数符相同B．阶符和数符相异C．数符与尾数小数点后第一位数字相同D．数符与尾数小数点后第一位数字相异【答案】A、B、C【解析】补码规格化的判据是"数符与尾数最高位（小数点后第一位）相异"，即D为正确方法。阶符只反映阶码正负，与是否规格化无关，故A、B、C都不能用来判断规格化。9．浮点数加减运算的基本步骤包括＿＿＿。A．对阶B．尾数求和C．规格化D．舍入与溢出判断【答案】A、B、C、D【解析】浮点加减法的一般流程为：对阶（小阶向大阶看齐）→尾数求和→规格化→舍入→溢出判断。10．关于定点数加减运算的溢出，下列说法正确的是＿＿＿。A．两个符号相同的数相加，结果符号与之相反，即为溢出B．采用双符号位时，两个符号位不一致表示溢出C．符号位进位与最高数位进位同时为1时表示溢出D．溢出的结果是错误的，必须转溢出处理【答案】A、B、D【解析】C错：符号位进位与最高数位进位相异才表示溢出，相同表示无溢出。（三）判断题（每小题7分，共28分）11．运算器内部寄存器的个数与系统运行的速度无关。（）【答案】×【解析】寄存器数量越多，可减少访存次数、支持更多并行操作，直接影响运算速度。12．MIPS计算机的运算器部件，主要由128个寄存器组成的寄存器堆和一个执行数据运算的ALU组成。（）【答案】√13．运算器芯片Am2901包含三组三位控制信号，分别用来控制8种运算功能、8个数据来源和选择运算结果并输出的功能。（）【答案】√14．浮点数的表示范围取决于尾数的位数，精度取决于阶码的位数。（）【答案】×【解析】表示范围由阶码位数决定，精度由尾数位数决定。形考任务三指令系统（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．计算机硬件能直接识别和运行的只能是＿＿＿程序。A．机器语言B．汇编语言C．高级语言D．符号语言【答案】A【解析】汇编语言和高级语言都必须经翻译（汇编、编译）转换为机器语言后才能执行。2．输入输出指令的功能是＿＿＿。A．进行算术运算B．进行逻辑运算C．进行CPU和I/O设备之间的数据传送D．进行主存与I/O设备之间的数据传送【答案】C3．指令执行时无需访问内存寻找操作数的寻址方式是＿＿＿。A．直接寻址方式B．间接寻址方式C．寄存器间接寻址方式D．立即数寻址方式【答案】D【解析】立即数寻址的操作数直接包含在指令中，取指时即已获得，不必再访存；寄存器间接寻址的操作数在内存中，仍需访存。4．变址寻址方式中，操作数的有效地址等于＿＿＿内容加上形式地址。A．基址寄存器B．变址寄存器C．程序计数器D．指令寄存器【答案】B5．相对寻址方式中，若指令中地址码为X，则操作数地址为＿＿＿。A．XB．(PC)+XC．(PC)−XD．((PC)+X)【答案】B【解析】相对寻址以当前PC值为基准加位移量X，便于程序浮动，常用于转移指令。6．堆栈寻址的原则是＿＿＿。A．先进先出B．随机存取C．后进先出D．顺序存取【答案】C（二）多项选择题（每小题9分，共36分）7．指令中用到的数据可以来自＿＿＿。A．通用寄存器B．指令寄存器C．输入输出接口D．程序计数器E．内存单元【答案】A、C、E【解析】指令寄存器只存放当前正在执行的指令本身，不作为操作数来源；程序计数器存放指令地址，也不是操作数来源。8．指令系统中采用不同寻址方式的目的是＿＿＿。A．减少指令条数B．便于程序的浮动C．提高运算速度D．缩短指令字长E．扩大寻址空间F．提高编程灵活性【答案】D、E、F9．下列关于指令格式的说法，正确的是＿＿＿。A．指令由操作码和地址码两部分组成B．操作码长度固定便于译码，但灵活性较差C．地址码个数越多，指令执行速度一定越快D．扩展操作码可以在不增加指令字长的前提下增加指令条数【答案】A、B、D【解析】C错：地址码增多会使指令字长增加、取指时间变长，并不必然提高执行速度。10．关于RISC的特点，下列说法正确的是＿＿＿。A．指令数量少、格式规整B．大多采用硬连线控制器C．大量使用寄存器，减少访存次数D．指令系统复杂，寻址方式多【答案】A、B、C【解析】D描述的是CISC的特征。（三）判断题（每小题7分，共28分）11．一个指令周期通常包含读取指令、指令译码、ALU执行、内存读写和数据写回5个步骤。（）【答案】×【解析】这是指令流水线的阶段划分，不是指令周期的定义。指令周期由取指周期、间址周期、执行周期、中断周期等组成。12．计算机的指令越多，功能越强越好。（）【答案】×【解析】指令系统过于庞杂会增加硬件复杂度、降低执行效率并加重编程负担，故有RISC精简指令系统的设计思想。13．直接寻址是在指令字中直接给出操作数本身而不再是操作数地址。（）【答案】×【解析】直接给出操作数本身的是立即数寻址；直接寻址给出的是操作数在内存中的地址。14．基地址寻址方式中，操作数的有效地址等于基址寄存器内容加上形式地址。（）【答案】√形考任务四中央处理器（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．控制器的功能是＿＿＿。A．进行算术运算和逻辑运算B．向计算机各部件提供控制信号C．存储程序和数据D．完成数据的输入与输出【答案】B【解析】控制器是全机的指挥中心，按指令要求产生各种控制信号，协调各部件有序工作。2．在控制器中，部件＿＿＿能提供指令在内存中的地址，服务于读取指令，并接收下条将被执行的指令的地址。A．指令寄存器IRB．指令译码器C．存储器地址寄存器MARD．程序计数器PC【答案】D3．每一条指令的执行通常有①读取指令、②执行指令、③分析指令等几个步骤，它们的执行顺序应该是＿＿＿。A．①②③B．①③②C．②①③D．③①②【答案】B4．硬连线控制器中，使用＿＿＿来区别指令不同的执行步骤。A．指令寄存器B．指令译码器C．程序计数器D．时序信号（节拍电位与节拍脉冲）【答案】D【解析】不同指令由操作码经译码器区分；同一条指令的不同执行步骤，则由时序信号（节拍）划分。5．微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是＿＿＿。A．一条机器指令由一条微指令来执行B．一条微指令由一段机器指令组成C．一段机器指令由一条微指令组成D．每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行【答案】D6．指令流水线需要处理好＿＿＿3个方面问题。A．结构相关、数据相关、控制相关B．结构相关、数据相关、逻辑相关C．资源相关、数据相关、控制相关D．结构相关、指令相关、控制相关【答案】A（二）多项选择题（每小题9分，共36分）7．中央处理器包括＿＿＿。A．运算器B．控制器C．存储器D．输入输出设备【答案】A、B8．下列正确的是＿＿＿。A．取指令操作是控制器固有的功能，不需要根据指令要求进行B．指令长度相同的情况下，所有取指令的操作都是相同的C．单总线CPU中，一条指令读取后PC的值是下一条指令的地址D．指令周期越长，机器的运行速度越快【答案】A、B、C9．下列属于控制器组成部分的是＿＿＿。A．程序计数器PCB．指令寄存器IRC．指令译码器D．算术逻辑单元ALU【答案】A、B、C【解析】ALU属于运算器，不属于控制器。10．关于微程序控制与硬连线控制的比较，下列说法正确的是＿＿＿。A．微程序控制设计规整，易于修改和扩充B．硬连线控制的速度较快C．微程序控制需要控制存储器存放微程序D．硬连线控制修改指令功能比微程序控制更容易【答案】A、B、C【解析】D错：硬连线控制由门电路直接实现，一旦定型就难以修改。（三）判断题（每小题7分，共28分）11．程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。（）【答案】√【解析】PC始终指向下一条待取指令的地址，从而保证指令按序执行，并支持转移类指令改变执行次序。12．微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。（）【答案】×【解析】微程序控制器需逐条读取微指令，执行速度较慢；硬连线控制器由门电路直接产生控制信号，速度快但修改困难。13．每个指令执行步骤，控制器都将为计算机的各部件产生一个控制信号。（）【答案】×【解析】一个执行步骤往往需要同时产生多个控制信号（一组微命令），并非只产生一个。14．计算机的流水线中，每个阶段只完成一条指令的一部分功能，不同阶段并行完成流水线中不同指令的不同功能。（）【答案】√形考任务五存储系统（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．下列部件（设备）中，存取速度最快的是＿＿＿。A．CacheB．CPU的寄存器C．主存储器D．硬盘【答案】B【解析】存储层次由快到慢依次为：寄存器→Cache→主存→辅存。2．某SRAM芯片，其容量为1K×8位，加上电源端和接地端，该芯片引出线的最少数目应为＿＿＿。A．18B．19C．20D．21【答案】C【解析】1K容量需地址线10根，8位字长需数据线8根，另需片选1根、读写控制1根，共10+8+1+1=20根（电源与接地端按常规引脚计入）。3．在主存和CPU之间增加Cache的目的是＿＿＿。A．扩大主存的容量B．提高主存的可靠性C．解决CPU和主存之间的速度匹配D．降低系统的成本【答案】C4．RAM芯片串联的目的是＿＿＿，并联的目的是＿＿＿。A．增加存储器字长，增加存储单元数量B．增加存储单元数量，增加存储器字长C．提高存取速度，扩大存储容量D．扩大存储容量，提高存取速度【答案】B5．和辅助存储器相比，主存储器的特点是＿＿＿。A．容量小，速度快，成本高B．容量大，速度快，成本低C．容量小，速度慢，成本低D．容量大，速度慢，成本高【答案】A6．采用虚拟存储器的目的是为了＿＿＿。A．提高主存的存取速度B．给用户提供比主存容量大得多的逻辑编程空间C．扩大主存的物理容量D．提高辅助存储器的利用率【答案】B【解析】虚拟存储器通过地址映射把辅存当作主存的延伸，扩大的是逻辑地址空间，而非物理主存容量。（二）多项选择题（每小题9分，共36分）7．停电后存储的信息将会丢失的是＿＿＿。A．静态存储器B．动态存储器C．高速缓冲存储器D．只读存储器E．磁盘【答案】A、B、C【解析】SRAM、DRAM及由它们构成的Cache均为易失性存储器；ROM与磁盘断电后信息仍保留。8．对主存储器的基本操作包括＿＿＿。A．读出信息B．写入信息C．刷新信息D．地址译码【答案】A、B9．关于Cache与主存的关系，下列说法正确的是＿＿＿。A．Cache的内容是主存内容的部分副本B．Cache命中率越高，平均访存时间越短C．Cache容量越大越好，可不受成本限制D．地址映像方式有直接映像、全相联映像和组相联映像【答案】A、B、D【解析】C错：Cache容量增大到一定程度后命中率提升有限，而成本与访问延迟上升，需折中。10．关于动态存储器DRAM的刷新，下列说法正确的是＿＿＿。A．刷新是为了保持电容上的信息不丢失B．刷新按行进行C．常用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式D．刷新操作与读操作完全等价，可以代替读操作【答案】A、B、C【解析】D错：刷新只是读出后重新写入，不向CPU提供数据，不能代替读操作。（三）判断题（每小题7分，共28分）11．存储芯片中包括存储体、读写电路、地址译码电路和控制电路。（）【答案】√12．使用高速缓存是为了提高主存的容量。（）【答案】×【解析】Cache的作用是缓解CPU与主存的速度差异，提高平均访存速度，与容量无关。13．常用的Cache替换策略有随机替换、先进先出替换和近期最少使用替换等。（）【答案】√14．在Cache的地址映像中，全相联映像是指主存中的任意一字块均可映像到Cache内任意一字块位置的一种映像方式。（）【答案】√形考任务六总线系统与输入输出系统（一）单项选择题（每小题6分，共36分）1．在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，这种转换是由接口电路中的＿＿＿实现的。A．计数器B．移位寄存器C．缓冲寄存器D．译码器【答案】B2．在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠＿＿＿来区分的。A．不同的地址和指令代码B．不同的地址C．不同的指令代码D．不同的控制信号【答案】A【解析】独立编址时，I/O端口与存储单元各有独立地址空间，且访问时使用不同的指令（I/O指令与访存指令）加以区分。3．随着CPU速度的不断提升，程序查询方式很少被采用的原因是＿＿＿。A．程序查询方式硬件结构复杂B．程序查询方式数据传送速度太快C．程序查询方式不能实现数据传送D．CPU与外设不能并行工作，CPU效率低【答案】D4．中断允许触发器用来＿＿＿。A．表示外设是否提出了中断请求B．表示CPU是否响应了中断C．开放或关闭不可屏蔽中断D．开放或关闭可屏蔽硬中断【答案】D【解析】中断允许触发器（EI/DI标志）只能屏蔽可屏蔽中断，不能屏蔽不可屏蔽中断。5．在采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在＿＿＿之间建立直接的数据通路。A．CPU与外设B．主存与外设C．CPU与主存D．外设与外设【答案】B6．周期挪用方式常用于＿＿＿的输入输出中。A．直接存储器访