计算机组成与原理复习习题集

计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 1习题一名词解释：1、主机2、CPU3、主存4、存储单元5、存储元件6、存储字7、存储字长8、存储容量9、机器字长10、指令字长11、PC12、IR13、CU14、ALU15、ACC16、MQ17、MAR18、MDR19、I/O20、MIPS习题三名词解释：1、总线2、系统总线3、总线宽度4、总线带宽5、时钟同步/异步6、总线复用7、总线周期8、总线的通信控制9、同步通信 10、比特率 11、分散连接 12、总线连接 13、存储总线 14、I/O 总线 计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 215、片内总线 16、数据总线 17、地址总线 18、通信总线 19、串行通信 20、并行通信习题四1、什么是全相联映射？2、什么是近期最少使用算法？3、什么是 EPROM? 4、CACHE 的特点是什么？5、什么是动态存储器刷新?6、半导体动态 RAM和静态 RAM存储特点最主要的区别是什么？7、计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是什么？8、有一主存CACHE 层次的存储器，其主存容量 1MB，CACHE 容量是 64KB，每块 8KB，若采用直接映射方式，(1)写出主存的地址和CACHE地址格式，(2)计算主存的地址各部分的位数。(3)主存地址为 25301H的单元在主存的那一块，映射到 CACHE的那一块？ 9、有一个组相联映像 CACHE由 64个存储块构成，每组包含 4个存储块，主存包含 4096个存储块，每块由 128字节组成，(1)写出主存的地址和 CACHE地址格式 (2)计算 CACHE和主存地址各部分的位数。(3)主存地址为 48AB9H的单元在主存的那一块，映射到 CACHE的那一块？ 计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 310、现有 8K8位的 ROM芯片和 8K4位的 RAM芯片组成存储器，按字节编址，其中 RAM的地址为 2000H5FFFH，ROM 的地址为A000HDFFFH， （1）写出需要几片芯片组成此存储器。 （2）画出此存储器结构图及与 CPU的连接图。11、用 8K8位的 ROM芯片和 8K4位的 RAM芯片组成存储器，按字节编址，其中 RAM的地址为 0000H5FFFH，ROM 的地址为C000HFFFFH，1）写出需要几片芯片组成此存储器。 （2）画出此存储器组成结构图及与 CPU的连接图。12、现有 8K4位的 RAM芯片组成存储器，要求每个存储单元存放8位二进制数据，按字节编址，地址为 0000H3FFFH （1）写出需要几片芯片组成此存储器。 （2）画出此存储器结构图及与 CPU的连接图。习题五 1、I/O 设备有哪些编址方式，各有何特点？计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 42、说明 CPU与 I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？3、什么是 I/O接口，与端口有何区别?为什么要设置 I/O接口？I/O接口如何分类？4、说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。5、什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？6、某计算机的 I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为 1位起始位、7 位数据位、1 位校验位和 1位停止位。若要求每秒钟传送 480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？7、什么条件下，I/O 设备可以向 CPU提出中断请求？8、在什么条件和什么时间，CPU 可以响应 I/O的中断请求？9、某设备向 CPU传送信息的最高频率是 40 000次/秒，而相应的中断处理程序其执行时间为 40s，试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？10、设磁盘存储器转速为 3000转/分，分 8个扇区，每扇区存储 1K字节，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为 16位（即每次传送 16位） 。假设一条指令最长执行时间是 25s，是否可采用一条指令执行结束时响应 DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？11、I/O 的编址方式可分为 和 。12、I/O 设备与主机交换信息时，信息的传送方式有： 和 计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 5。13、I/O 设备与主机交换信息时，不论采用串行传送还是并行传送，它们的联络方式可分为 、 、同步工作采用同步时标联络三种。14、I/O 设备与主机交换信息时，共有 5种控制方式： 、 、直接存储器存取方式（DMA） 、I/O 通道方式、I/O处理机方式。15、I/O 接口按照功能的灵活性分类，可分为 和 16、I/O 接口按照数据传送的控制方式分类，有 和 17、I/O 接口按通用性分类，有 和 。18、DMA 的数据传送过程分为 、 和后处理 3个阶段。19、现代集成电路制造技术已将 DMA制成芯片，通常有两种类型DMA 芯片： 和 。20、在 DMA方式中，由于 DMA接口与 CPU共享主存，有可能出现两者争用主存的冲突，为了有效地分时使用主存，通常 DMA与主存交换数据时采用 、 和 DMA和 CPU交替访问。21、CPU 响应中断时要保护现场，包括对 和 的保护，前者通过硬件自动（中断隐指令）实现，后者可通过软件编程实现。22、CPU 在 时刻采样中断请求信号（在开中断的情况下） ，而在 时刻采样 DMA的总线请求信号。23、一次中断处理过程大致可分为 、 、中断响应、中断服务和中断返回等五个阶段。24、通道是 ，它由 指令启动，并以执行通道指令完成外围设备与主存之间进行数据传送。25、显示器的主要性能指标是图像的 和 。、习题六 判断一下 1到 12小题的对错并改正。1、计算机中广泛应用二进制数进行运算、存储和传递，其主要理由是由物理器件性能所致。2、采用浮点表示时，若尾数为规格化形式，则浮点数的表示范围取决于阶码的尾数，精度取决于尾数的位数。3、一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须增加。尾数右移一位，阶码减 1。4、对于一个浮点数，阶码的大小确定了小数点的位置，当其尾数左计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 6移时，欲使其值不变，必须使阶码减小。5、采用浮点数表示时，最大浮点数的阶符一定为正，尾数的符号一定为负。6、采用浮点数表示时，最小浮点数的阶符一定为正，尾数的符号一定为正。7、采用浮点数表示时，当阶码和尾数的符号均为正，其他的数字部分全部为 1时，表示的是最大浮点数。8、移码常用来表示浮点数的阶码部分，移码和补码的符号位不同。9、设机器数字长为 8位（含 1位符号位） ，对应十进制数 x=-0.6875的x原为 1.1011111，x补为 1.0101111。10、补码表示的二进制浮点数，尾数采用规格化形式，阶码 3位（含阶符 1位） ，尾数 5位（含 1位符号位） ，则对应的最大正数真值为 7.5 ，最小正数真值为 1/32（写出十进制各位数值） 。11、某机器字长 16位（含 1位符号位） ，它能表示的无符号整数范围是 065535，用原码表示的定点小数范围是-（1-2-15）（1-2-15） 。用补码表示的定点小数范围是-1-（1-2-15） ，用补码表示的定点整数范围是-3276832767。12、在原码、补码、反码和移码中，原码、反码对 0的表示有两种形式，补码、移码对 0的表示只有一种形式。13、求十进制数-113 的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用 8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为 7位） 。14、设机器数字长为 8位（含 1位符号位） ，用补码的形式计算下题。设 A=115，B=-24，求 AB。15.设 X= - 0.1011， Y= 0.1101。计算：X+Y补、X+Y、X-Y补、X-Y。计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 716、设机器数字长为 8位（含 1位符号位） ，用补码运算规则计算下列各题。（1）A=9/64， B=-13/32，求 A+B。（2）A=19/32，B=-17/128，求 A-B。17、设机器数字长为 8位（含 1位符号位） ，设 A ， B ，计649321算 A B补 ，并还原成真值。18、用原码一位乘计算 x*y。设 x= 0.110 1，y= -0. 1 011。19、设浮点数字长为 32位，欲表示6 万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取 1位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 820、按机器补码浮点运算步骤，计算xy补。设 x=2-011 0.101 100，y=2 -010（-0.011 100） 。习题七解释下面 1到 20题的名词。1、机器指令 2、指令系统 3、操作码 4、地址码 5、指令字长 6、寻址方式 7、形式地址 8、有效地址 9、隐含寻址 10、机器字长 11、存储字长 12、RISC 13、CISC 14、立即寻址 15、直接寻址 16、间接寻址 17、寄存器寻址 18、四地址指令 19、三地址指令 20、零地址指令 填写下面 21到 50题目的空格。21、指令是由 和 两部分组成的。22、在设计操作码不固定的指令系统时，应尽量考虑安排指令使用频度 的指令占用 的操作码。23、地址码中指的“地址”可以是 ，也可以是 ，甚至可以是 I/O设备的地址。24、在指令字长仍为 32位、操作码位数仍固定为 位时， 地址指令操作数的直接寻址范围达 224，即 16M。计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 925、指令字长取决于操作码的长度、 和 。26、机器中常见的操作数类型有 、 、字符、逻辑数据等。27、数据传送包括寄存器与 、寄存器与 、存储单元与存储单元之间的传送。28、移位可分为 、逻辑移位和 三种。29、通常调用指令包括过程调用、 和 。30、 用于从当前的程序位置转至子程序的入口； 用于子程序执行完后重新返回到原程序的断点。31、指令寻址比较简单，它分为 和 两种。32、基址寄存器可采用 和 两种。33、相对寻址的有效地址是将 的内容与指令字中的 相加而成。34、堆栈寻址要求计算机中设有堆栈。堆栈既可用 来实现，可以利用 的一部分空间作堆栈。35、堆栈的运行方式为 或 两种。 36、为了节省开销，人们希望已开发的软件能被继承、兼容，这就希望 的指令系统和寻址方式一定能包含 所有的指令和寻址方式。37、80-20 规律，即典型程序中 的语句仅仅使用处理机中 的 指令。38、RISC 机指令长度 ，指令格式种类 ，寻址方式种类少。39、RISC 机采用 技术，大部分指令在 时钟周期内完成。40、CISC 的指令系统复杂庞大，各种指令使用频度 ；指令字长 ，指令格式多，寻址方式多。41、CISC 绝大多数指令需要 时钟周期方可执行完毕；采用微程序控制器难以用优化编译生成 的目标代码。42、RISC的指令格式有两种： 格式和 格式。43、RISC指令系统有两种访存寻址方式：一种是 ，另一种是 ，还可以组合方式产生其他寻址方式。44、从实用角度出发，商品化的 RISC机，因用途不同还可扩充一些指令，例如： 、 、读后置数指令和一些简单的专用指令。45、操作码的位数反映了机器的 ，如操作码占 7位，则该机计算机组成与系统结构 习题集 学号 姓名 日期 10器最多包含 条指令。46、操作码长度不固定会增加 和分析的难度，使控制器的设计 。47、如果指令字长不变，设 OP仍为 8位，则 3个地址字段各占 8位，故 地址指令操作数的直接寻址范围可达 。48、通常计算机中的数据存放在 或寄存器中，而 的位数便可反映机器字长。49、算数左移可实现对有符号数和无符号数 2n的运算。并且移位操作所需时间远比乘除操作执行时间 ，因此，移位操作经常被用来代替简单的乘法和除法运算。50、由于可以在许多处调用子程序，因此，CPU 必须记住返回地址，使子程序能准确返回。返回地址可存放在以下 3处： 、子程序的入口地址、 。