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文档简介
1、第一章 习题一. 选择题1. 完整的计算机系统应包括( )。A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件设备和软件设备2. 计算机问世至今,不管怎样更新,依然保持“存储程序”的概念,最早提出这种概念的是_。A. 帕斯卡 B. 巴贝奇 C. 冯诺依曼 D. 贝尔答案: 1. D 2. C二. 填空题1. 计算机的主机由_、_和内存等部件组成。2. 在计算机传统的术语中,将运算器和_合在一起称为CPU,而将CPU和_合在一起称为主机。3. 计算机软件一般分为_和_两大类。4. 计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构。它通常由_、_、 操作系统级
2、、汇编语言级、高级语言级组成。每一级上都能进行程序设计。5. 存储_并按_顺序执行,这是冯诺依曼型计算机的工作原理。答案:1. 运算器 控制器2控制器 存储器3系统软件 应用软件4微程序级 一般机器级5程序 地址三. 名词解释 1. 透明 计算机的某些特征用户可以不关心,则这些特征对用户是透明的。2. ALU 算术逻辑运算器3. 总线是构成计算机系统的互连机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通道四. 简答题 1. 计算机中采用什么计数制,为什么?计算机中所有信息是以二进制方式表示的。原因是物理器件性能决定的,因为半导体、磁性、光电等器件都只有2种稳定状态。目前还没有超过2种稳定状态的
3、器件。2. 计算机系统的层次结构可分为哪几级?计算机系统可分为:微程序机器级,一般机器级(或称机器语言级),操作系统级,汇编语言级,高级语言级。第二章 习题一、选择题1. 运算器的核心部分是_。A. 数据总线 B. 多路开关 C. 算术逻辑运算单元 D. 累加寄存器2. 设字长32位,使用IEEE格式,则阶码采用( )表示。A. 补码 B. 原码 C. 移码 D. 反码3. 四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合,具有如下进位传递功能( )。A. 行波进位 B. 组内先行进位,组间先行进位C. 组内先行进位,组间行波进位 D. 组内行波进位,组间先行进位4. 在定点二进制运算器中
4、,减法运算一般通过_来实现。A. 原码运算的二进制减法器 B. 补码运算的二进制减法器C. 补码运算的十进制加发器 D. 补码运算的二进制加法器5. 设字长64位,使用IEEE格式,则阶码采用_表示。A. 补码 B. 原码 C. 移码 D. 反码6. 下列数中最小的数为_。A. ()BCD B. (40)10C. (23)8 D. (19)167. 定点运算器用来进行_。A. 定点数运算 B. 浮点数运算C. 既进行定点数运算也进行浮点数运算D. 十进制数加减法8. 下列数中最大的数为( )。A. ()2 B. (227)8 C. (96)16 D. (143)59. 假定下列字符码中有奇偶校
5、验位,但没有数据错误,采用偶校验的字符码是_。A B C D10. 假定下列字符码中有奇偶校验位,但没有数据错误,采用奇校验的字符码有_。 (四个数为 )A. B. C. D. 11. 在定点运算器中,无论采用双符号位还是单符号位,必须有_,它一般用异或门来实现。A. 译码电路 B. 溢出判断电路 C. 编码电路 D. 移位电路12. 运算器的主要功能除了进行算术运算之外,还能进行_。A. 初等函数运算 B. 逻辑运算 C. 对错判断 D. 浮点运算13. 假定下列字符码中有奇偶校验位,但没有数据错误,采用偶校验的字符码有_。 (四个数为 )A. B. C. D. 14. 浮点运算器的描述中,
6、正确的句子是_。A. 阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算B. 阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作C. 阶码部件只进行阶码相加、相减操作D. 尾数部件只进行乘法和除法运算15. 下列数中最小的是_。A. ()2 B. (92)16 C. (227)8 D. (143)1016. 设寄存器位数为8位,机器采用补码形式(含一位符号位)。对应于十进制数-38,寄存器内为_。 A. (B8)16 B. (A6)16 C. (DA)16 D. (C8)1617. 字符的编码,目前普遍采用的是_码。A. 16进制 B. 8进制 C. BCD D. ASCII答案: C C C D C C A B D
7、C B B A B D C D二、填空1. 汉字的_、_和字模码是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。2. 一个定点数由_和_两部分组成,根据小数点位置不同,定点数有纯小数和纯整数两种表示方法。3. 移码表示法主要用于表示浮点数的_, 以利于比较两个指数的大小和进行_操作。答案:1. 输入编码(或输入码) 内码(或机内码)2符号位 数值域3阶码 对阶三、名词解释 1. 机器零当一个浮点数的尾数为 0,不论其阶码为何值,或者当阶码的值遇到比它能表示的最小值还小时,不管其尾数为何值,计算机都把该浮点数看成零值,称为机器零。四、 简答题五、计算题1字长N=8位,采用单符号位法,用补
8、码加减法计算,写出运算过程,判断有无溢出(指出判断依据)。X=-,Y=+,求X-Y=?解: x补=1. + -y补=1. x-y补=11. D6向D7有进位,D7向C有进位,V=1 XOR 1=0所以无溢出2. 已知x和y,用变形补码计算x-y,同时指出运算结果是否溢出。 (1)x=+0.11011 y=-0.11111 (2)x=+0.10111 y=+0.11011 解: 1) x补=00.11011 + -y补=00.11111 x-y补=01.11010 两位符号位不同,产生溢出。 (2) x补=00.10111 + -y补=11.00101 x-y补=11.11100 所以 x-y=
9、-0.001003. 已知x和y,用变形补码计算x+y、x-y,同时指出结果是否溢出。(1)x=0.11011 y=0.00011 (2) x=0.11011 y=-0.10101解:(1) x补 = 00.11011 x补 = 00.11011 + y补 = 00.00011 + -y补 = 11.11101 x+y补 = 00.11110 x-y补 = 00.11000 所以,x+y=0.11110 所以,x-y=0.11000 无溢出 无溢出 (2)x补 = 00.11011 x补 = 00.11011 + y补 = 11.01011 + -y补 = 00.10101 x+y补 = 00
10、.00110 x-y补 = 01.10000 所以,x+y=0.00110 无溢出 两符号位不同,故产生溢出。4. 两浮点数x =0.1101x2 01 和 y=-0.1010x2 11 。假设尾数以补码表示,可存储4位尾数,保护位2位,阶码以4位移码表示。求x+y=? x-y=?解: x浮=1001,00.1101y浮=1011,11.0110对阶:1011-1001=2,因此将x的尾数右移2位,得x浮=1011,00.0011 01,最低2位为保护位尾数求和:x+y浮=1011,11.1001 01规格化:左规 x+y浮=1010,11.0010 10舍入:假定采用0舍1入 x+y浮=10
11、10,11.0011检查溢出:无溢出 x+y=2 10 x(-0.1101)六、应用题第四章 习题一、选择题1. 单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,另一个数常需采用( )。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2. 二地址指令中,操作数的物理位置不可能采取的结构是( )。 A. 寄存器寄存器 B. 寄存器存储器 C. 存储器存储器 D. 寄存器锁存器3. 程序控制类指令的功能是( )。A. 进行算术和逻辑运算 B. 改变程序执行的顺序 C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D. 进行主存与CPU之间的数据传送4. 对
12、于某个寄存器中操作数的寻址方式称为_寻址。A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接5. 运算型指令的寻址与转移型指令的寻址不同点在于_。A 前者取操作数,后者决定程序转移地址B 后者取操作数,前者决定程序转移地址C 前者是短指令,后者是长指令D 前者是长指令,后者是短指令6. 寄存器间接寻址方式中,操作数处在_。A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈7. 寄存器直接寻址方式中,寄存器中所存的是_。A. 操作数 B. 存放操作数的主存单元的地址C. 存放操作数的寄存器的编号 D. 存放操作数的主存单元地址的地址8. 二地址指令中,操作数的物理位置不会安排
13、在_。 A. 两个主存单元 B. 一个主存单元和一个寄存器 C. 相联存储器 D. 两个寄存器9. 变址寻址方式中,操作数的有效地址等于_。A. 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)B. 程序计数器内容加上形式地址C. 基值寄存器内容加上形式地址D. 变址寄存器内容加上形式地址10. 指令的寻址方式采用跳跃寻址方式时,可实现_。A. 堆栈寻址 B. 程序的条件转移C. 程序的无条件转移 D. 程序的条件转移或无条件转移11. 下面描述RISC指令系统中基本概念不正确的句子是_。A. 选取使用频率高的一些简单指令,指令条数少B. 指令长度固定C. 指令格式种类多,寻址方式种类多D. 只有取数/存
14、数指令访问存储器12. 堆栈寻址方式中,设A为通用寄存器,SP为堆栈指示器,MSP为SP指示器的栈顶单元,如果进栈操作是:(A)MSP,(SP)-1SP,那么出栈操作的动作应为_。A.(MSP)A,(SP)+1SP B.(SP)+1SP,(MSP)AC.(SP)-1SP,(MSP)A D.(MSP)A,(SP)-1SP答案: 二、填空1. 形成指令地址的方式,称为指令寻址方式,有_寻址和_寻址两种,使用程序计数器来跟踪。2. 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的_和功能不仅直接影响到机器硬件结构,而且也影响到_。3. 堆栈是一种特殊的_寻址方式,它采用_原理,按结构不同,分为寄存器堆栈
15、和存储器堆栈。4. RISC指令系统的最大特点是指令条数少、_固定、指令格式和寻址方式种类少、只有_指令访问存储器。5. 指令格式是指令用二进制表示的结构形式,通常格式中由_字段和_字段组成。6. 直接,间接,立即三种寻址方式指令执行的速度,由快到慢的排序是 答案: 1. 顺序 跳跃 2. 格式 系统软件 3. 数据 先进后出4. 指令长度 取数/存数5. 操作码 地址码6. 立即,直接,间接 三、名词解释 1. RISC精简指令系统计算机2. CISC复杂指令系统计算机四、 简答题1. 什么叫指令?什么叫指令系统?指令是计算机执行某种操作的命令,也就是常说的机器指令。一台机器中所有机器指令的
16、集合,称这台计算机的指令系统。2. 什么是指令格式?计算机指令为什么要有一定的格式?计算机指令编码的格式称为指令格式。指令格式指定指令中编码字段的个数、各个字段的位数以及各个字段的编码方式。为了使硬件能够区别指令中的各个字段,计算机指令必须有一定的格式。3. 有些指令的操作码为什么要采用可变长度?指令的扩展用于系统化计算机产品中,后继的计算机产品为了软件的兼容性需要保留先前计算机的指令,并且增加一些扩展指令,这时采用增加操作码长度可增加更多的指令。4. 一个较完整的指令系统应包括哪些指令?一个较完整的指令系统应包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、 程序控制指令、输入输出指令、字符串指
17、令、系统控制指令。4. 何谓RISC?何谓CISC?复杂指令系统计算机,简称CISC;精简指令系统计算机,简称RISC。5. RISC机器有哪些特征?解:RISC机器具有以下特征:(1) 简化的指令系统。(选取使用频率最高的一些简单指令,以及很有用但不复杂的指令。指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。)(2)只有取数/存数指令访问存储器,其余指令的操作都在寄存器之间进行。(3)指令都以流水线方式工作。(大部分指令在一个机器周期内完成。)(4)CPU中通用寄存器数量相当多。(5)以硬布线控制为主,不用或少用微指令码控制。(6)特别重视编译优化工作,以减少程序执行时间。五、计算题1. 一种
18、单地址指令格式,为形式地址,OD为寻址方式,已知变址寄存器(x)1000H,(R)=181H,(PC)=2000H,D=100H存储器中有关数据如下:地址 0080H 0100H 0165H 0181H 1000H 1100H 2100H数据40H 80H 66H 100H 256H 181H 165H写出以下寻址方式有效地址EA的算法表达式和数据DATA。 寻址 方式 有效地址EA DATA直接 寻址相对 寻址寄存器 寻址寄存器间接寻址变址 寻址 寻址 方式 有效地址EA DATA直接 寻址D=100H(100H)=80H相对 寻址(PC)+D=2000H+100H(2100H)=165H寄
19、存器 寻址R(R)=181H寄存器间接寻址(R)=181H(181H)=100H变址 寻址(x)+D=1000H+100H(1100H)=181H六、应用题1. 设计算机A有60条指令,指令操作码为6位固定长度编码,从到。其后续产品B需要增加32条指令,并与A保持兼容,试采用操作码扩展技术为计算机B设计指令操作码。答:60=64(26 ),利用6位指令操作码剩余的4个操作码作需要增加的32条指令的前缀,再扩展3位操作码(23 =8),共产生4*8=32个指令操作码, 具体: 000 111 8个 000 111 8个 000 111 8个 000 111 8个2. 若机器字长36位,采用三地址
20、格式访存指令,共完成54种操作,操作数可在1K地址范围内寻找,画出该机器的指令格式。答:操作码需用6位,操作数地址码需用10位。格式如下 6 10 10 10OPD1 D2 D33. 指令格式如下所示,其中OP为操作码字段,试分析指令格式特点。15 10 7 4 3 0 OP - 源寄存器基址存储器 位移量(16位)解:(1)双字长二地址指令,用于访问存储器(2)操作码字段OP为六位,可以指定64种操作(1) 一个操作数在源寄存器(共16个),另一个操作数在存储器中(由基址寄存器和位移量决定),所以是RS型指令。4. 指令格式结构如下所示,试分析指令格式特点。15 12 11 9 8 6 5
21、3 2 0 OP 寻址方式 寄存器 寻址方式 寄存器答:(1)OP字段指定16种操作 (2)单字长二地址指令 (3)每个操作数可以指定8种寻址方式(4)操作数可以是RR型、RS型、SS型5.机器字长32位,主存容量1MB,16个通用寄存器,共30条指令,请设计一种单字长二地址RR型,RS型指令结构,要求有直接、相对、寄存器、寄存器间接、变址、变址间接6种寻址方式。(10分)(1)设计指令格式。(2)计算直接寻址方式的最大寻址范围(3)对应6种寻址方式,在表中填出有效地址EA的表达式,使用某个寄存器可在说明栏内说明,如Rx为变址寄存器。 解: (1) 31 27 26 24 23 20 19 1
22、6 15 0 OP 寻址方式 源寄存器 目的寄存器 D(2) 216=64K(3) 寻址 方式 I x有效地址EA表达式说明直接 寻址 0 00D相对 寻址 0 01(PC)+D寄存器 寻址 0 10R寄存器间接寻址 1 11(R)变址 寻址 0 00(Rx)+DRx为变址寄存器变址间接 寻址 1 11(Rx)+D)Rx为变址寄存器第六章 习题一、选择题1. 从信息流的传送效率来看,( )工作效率最低。A. 单总线系统 B. 双总线系统C. 三总线系统 D. 多总线系统2. 下面对计算机总线的描述中,确切完备的概念是( )。A. 地址信息、数据信息不能同时出现B. 地址信息与控制信息不能同时出
23、现C. 数据信息与控制信息不能同时出现D. 两种信息源的代码不能在总线中同时传送3. 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率是因为( )。A. 同步通信不需要应答信号且同步通信方式的总线长度较短B. 同步通信用一个公共的时钟信号进行同步C. 同步通信中,各部件存取时间比较接近D. 以上因素的总和4. 系统总线中控制线的功能是_。A. 提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号及时序信号B. 提供数据信息C. 提供主存、I/O接口设备的控制信号D. 提供主存、I/O接口设备的响应信号5. 三种集中式总线仲裁中,_方式对电路故障最敏感。A. 链式查询 B. 计数器定时查询 C. 独立请求 D
24、. 前三项6. PCI总线的基本传输机制是_。A串行传输 B并行传输 CDMA式传输 D猝发式传输7. 根据传送信息的种类不同,系统总线分为_。 A. 地址线和数据线 B. 地址线、数据线和控制线 C. 地址线、数据线和响应线 D. 数据线和控制线8. 在数据传送过程中,数据由串行变并行或由并行变串行,其转换是通过_。 A. 移位寄存器 B. 数据寄存器 C. 锁存器 D. 指令寄存器9. 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时_。 A. 减少信息传输量 B. 提高信息传输速度 C. 减少了信息传输线的条数 D. 减少了存储器占用时间答案: 二、填空1. 为了解决多个_同时竞争总线
25、控制权,必须具有_部件。2. 计算机系统中,根据应用条件和硬件资源不同,数据传输方式可采用_传送、_传送和复用传送。6. 衡量总线性能的重要指标是_,它定义为总线本身所能达到的最高_。4. 总线仲裁部件通过采用_ _策略或_ _策略,选择其中一个主设备作为总线的下一次主方,接管总线控制权。答案: 1. 主设备 总线仲裁2. 并行 串行3. 带宽 数据传输率4. 优先级 公平三、名词解释 UART通用异步接收器/发送器主设备获得总线控制权的设备称为总线的主设备四、 简答题1. 说明总线结构对计算机系统性能的影响?解:主要影响有以下三方面:(1)最大存储容量 单总线系统中,最大内存容量必须小于由计
26、算机字长所决定的可能的地址总 线。 双总线系统中,存储容量不会受到外围设备数量的影响 (2)指令系统 双总线系统,必须有专门的I/O指令系统 单总线系统,访问内存和I/O使用相同指令 (3)吞吐量 总线数量越多,吞吐能力越大2. 总线的一次信息传送过程大致分为那几个阶段?分为五个阶段:请求总线、总线仲裁、寻址(目的地址)、信息传送、状态返回(或错误报告)。3. 总线的信息传输方式有哪几种?在计算机总线中,信息传输有四种基本方式:串行传输、并行传输、复合传输和消息传输。4. 什么是总线仲裁?总线仲裁有哪几种方式?除CPU模块外,I/O功能模块也可以提出总线请求。为了解决多个主设备同时竞争总线控制
27、权,必须具有总线仲裁部件,以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。一般来说,采用优先级或公平策略进行仲裁。5. 何谓分布式仲裁方式?分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础的仲裁方式。它不需要中央仲裁器,每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤销它的仲裁号。最后,获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上,从而获得总线控制权五、计算题六、应用题第七章 习题一、选择题1. 中断向量地址是( )。 A. 子程序入口地址 B. 中断服务例行
28、程序入口地址 C. 中断服务例行程序入口地址的地址 D. 主程序返回地址2. 通道对CPU的请求方式是( )。 A. 自陷 B. 中断 C. 通道命令 D. 跳转指令3. 周期挪用(窃取)方式常用于( )中。 A. 直接内存存取方式的输入/输出 B. 直接程序传送方式的输入/输出 C. CPU 的某寄存器与存储器之间的直接传送 D. 程序中断方式的输入/输出4. 为了便于实现多级中断,保存现场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4. CPU对通道的请求形式是_。A. 自陷 B. 中断 C. 通道命令 D. I/O指令. 在以DMA方式传送数据过程中,由于没有破坏_的内容,所以一旦数据传送完毕,主机可以立即返回原程序。A. 程序计数器 B. 程序计数器和寄存器C. 指令寄存器 D. 非以上答案答案:二、填空1. 在计算机系统中,CPU对外围设备的管理除了程序查询方式、程序中断方式外,还有_方式、_方式和外围处理器方式。2. DMA技术的出现使得_可以通过DMA控制器直接访问_,与此同时,CPU可以继续执行程序。答案:1. DMA 通道 2. 外围设备 内存三、名词解释 中断中断是一种在发生了一个外部的事件时调用相
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