哈工大计算机原理模拟试题解答

1、计算机系统概述(计算机原理)一、选择题ENIAC所用的主要元件是集成电路；晶体管；电子管，以上各答案都不对。电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么 更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种极念 的是巴贝奇(Charles Babage)冯.诺伊曼(John von Neumann)帕斯卡(Blaise Pascal)贝尔(Bell)个人计算机(Pc)是属于大型计算机小型机；微型计算机；超级计算机。下列描述中是正确的。控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果；台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五 个单元所有的数据运算都在CPU的控制器中完成以上答案都正确电子计算机

2、的算术/逻辑单元、控制单元及存储器合称为CPUALU主机；UP电子计算机主存内的ROM是指不能改变其内的数据；只能读出数据，不能写入数据；C .通常用来存储系统程序；D.以上都是。断电后，下列有关半导体存储器的说法中，是正确 的RAM的数据不会消失ROM的数据不会消失；EPROM的数据会消失；EEPROM的数据会消失计算机系统中的存储系统是指RAM存储器；ROM存储器；主存；主存和辅存。冯诺伊曼机工作方式的基本特点是多指令流单数据流；按地址访问并顺序执行指令；C .堆栈操作；D .存储器按内容选择地址。下列 属于应用软件A操作系统；B编译程序；连接程序；文本处理。48 .计算机只懂机器语言，而

3、人类熟悉高级语言，故人机 通信必须借助一一。，编译程序；编辑程序；连接程序；载入程序。计算机曲算逻单元和控制单元合称为ALU；D.UPCPU；CAD。下列语句中是正确的c1KB = 1024X1024Bytes1KB=1024MB1MB = 1024 X1024Byt.es二、填空题完整的计算机系统应包括（配套的硬件设备）和（软件系统）。计算机硬件包括（运算器）、（控制器）、（存储器）、（输入设备）、（输出设备）。其中（运算器）、（控制器）和（存储器） 组成（主机），（运算器）和（控制器）可统称为CPU。计算机系统的软件可分为（系统软件）和（应用软件），文本处理属于（应用）软件，汇编程序属于（

4、系统）软件。存储器可分为主存和（辅存），程序必须存于（主存）内CPU才能执行其中的指令。指令的解释是由计算机的（控制器）完成的，运算器用来完成（算术运算和逻辑运算）。常用的辅助存储器有（磁盘）和（光盘）。三、问答题画出计算机硬件基本组成框图，结合解题过程说明每功能部件的作用及它们之间的信息流向。控制线反徵线邮 OL的棉祜也它使牌机的料耕胸州怵远算器顼酬网晰姗的部慎 曜睬打算槌觐娜建M海岫W,是牌眦耻础明膜娜聊，输入段备将灯娜的崩版谶成计算啊蛾就蝴拂觥妣j段新输腿备将旗M处理的辄（二啪恤）物用嗽脚可以制削讷州脚 邸段备系统总线一、选择题A.只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据1.总线

5、中地址线的作用是一一。B.只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收A.用于选择存储器单元；数据B.用于选择进行信息传输的设备；C.可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据C.用于指定存储器单元和I/O设备接口电路的选择地D.可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收址数据2.在三种集中式总线控制中，一一方式响应时间最快。5.所谓三总线结构的计算机是指。A链式查询，A.地址线、数据线和控制线三组传输线。B.计数器定时查询；B.I/O总线、内存总线和DMA总线三组传输线C.独立请求。C.I/O总线、内存总线和系统总线三组传输线。3.在三种集中式总线按制中独立清求方式响应时间最快，6.在总线上，

6、同一时刻（）是以为代价的。A.增加处理机的开销；A.只能有一个主设备控制总线传输操作B.只能有一个从设备控制总线传输操作B.增加控制线数；C.增加处理机的开销和增加控制线数。C.只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作4.挂接在总线上的多个部件（九D.可以有多个主设备控制总线传输操作二、填空题总线是计算机系统的各个部件之间（公共通道），通常由（数据总线）、（地址总线）和（控制总线）组成，分别用来传送（数据信息）、（地址信息）和（控制信号、时序信号、 状态信息）。根据逻辑部件的连接方式不同，单机系统中采用的总线结构基本有（单总线结构）、（双总线结构）、（三总线结构）三种类型，其中（双总线）吞

7、吐能力员强。在三种总线结构的计算机中，其中（片总线）和（外总线）结构的计算机，I/O设备之间的信息可以由设备到设备直接 传送，而在（内总线）结构的计算机中，却不能直接进行设备到设备的传送。根据总线控制部件所处位置不同，总线的控制方式可分为如下两种：总线控制逻辑基本集中在一起的，称为（集中式）总线控制；总线控制逻辑分散在总线上各部件的，称为（逻辑）总线控制。按总线上两种部件通讯时采用的同步方式不同，总线的控制方法又可分为（同步）控制与（异步）控 制，前者是（）通讯，后者是（）通讯。集中式总线控制可分为（链式查询）、（定时查询）和（独立请求）三种。其中（独立 请求）响应时间最快，（链式查询 ）对电

8、路的故障最敏感。三、问答题什么是总线?如何分类?答，P4【一总线是一神能由多个部件分时共享的公共信息传送我骼总维传输的特点是，某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，但多个部件可以同时从总线上接 收相同的信息日为减粒总统负载，佥线上的部件应迪11二态驱动缓冲电路与总线连2.总线如何分类？什么是系统总线？系.总线又分为儿类，它们各有何作用是爪向的，还是双向的, 它们与机器字长，存律字长，存依单元有何关系？答：按照连搂部件的不同，总线-以分为片内总线、系统总线那通信总线系统总线是连接CPU、主存、【心各部件之间的信息传输线，系统总线按B0传输信息不间乂分为地址线、数融和控制线，地址线是单向的，其根

9、数越多，寻址 空间越大，即CPU能访问的存饼单元的个数越多；数据线是取向的其根裁与存储字长相|成是机器以比较集中式总线控制的几种方式。常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求。特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不 敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。在单机系统中，有几种总线结构?各有何特点？在单机系统中，有三种总线结构：单总线、双总线和三总线。单总线结构，它用一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，允许I/O之间或I/O与内存之间直接交换信息。但总线负 担重

10、，大多为小型机和微型机采用。双总线结构，共有两条总线，一条内存总线，用于CPU、内存和通道之间进行数据传送；另一条I/O总线，用于各I/O与通道之间或I/O之间直接交换信息。这种结构中由于CPU将一部分功能下放给通道，由通道对I/O 设备统一管理，并实现外围设备与内存之间的数据传送，故系统的吞吐 能力大，大多由于大、中型计算机。三总线结构，共有三条总线：内存总线用来在CPU和内存之间传送信息；I/O总线供CPU和I/O设备进行通讯用；DMA总线用 于内存和高速I/O之间直接交换信息。通常在这种系统中，任一时刻只使用一种总线，内存总线和DMA总线不能同时对内存 存取，I/O总线只有当执行I/O指

11、令时才会用到。此外，设备到设备之间不能直接传送信息，工作效率较低。存储器一、选择题存储器是计算机系统的记亿设备，它主要用来.A .存放程序；存放微程序；存放数据和指令。存储单元是指。存放一个字节的所有存储元集合；存放一个机器字的所在存储元集合；存放一个二进制信息位的存储元集合。堆栈指针SP的内容是（）。栈顶单元内容栈顶单元地址栈底单元内容栈底单元地址高速缓冲存储器Cache 一般采取（）。随机存取方式顺序存取方式半顺序存取方式只读不写方式若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数 据传送率为（）。4X106字节/秒4M字节/秒8X106字节/秒8M字节/秒半导体静态存储器SRAM的存

12、储原理是（）。依靠双稳态电路依靠定时刷新依靠读后再生信息不再变化存储字是指。存放在一个存储单元中的二进制代码组合存放在一个存储单元中的二进制代码个数C .存储单元的集合。存储字长是指。存放在一个存储单元中的二进制代码组合存放在一个存储单元中的二进制代码个数C .存储单元的个数。存储周期是指。存储器的写入时间；存储器进行连续写操作允许的最短时间间隔；存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔。和外存储器相比，内存的特点是一。容量小，速度快，成本高；容量小，速度快，成本低；容量大，速度快，成本高。一个16KX32位的存储器，其地址线和数据线的总和是 TOC o 1-5 h z 484636某存储

13、器容量为32KX16位，则地址线为16根，数据线为32根二、填空题地址线为32根，数据线为16根地址线为15根，数据线为16根通常计算机的内存储器可采用RAM 和 ROM；ROM；RAMo下述说法中是正确的。半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆;半导体RAM是易失性RAM，而静态RAM中的存储信 息是不易失的；半导体RAM是易失性RAM，而静态RAM只有在电源 不掉时，所存信息是不易失的。主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是解决CPU和主存之间的速度匹配问题；扩大主存容量；C既扩大主存容量，又提高了存取速度。常用的虚拟存储器寻址系统由两级存储器组成。主存一外存；Cache主存；

14、Cache一外存。15.在下列Cache替换算法中，一般说来哪一种比较好（）随机法先进先出法后进先出法近期最少使用法（cache）、（主存）和（辅存）组成三级存储系统，分级的目的是（提高速度、扩大容量）o半导体静态RAM，靠（触发器）存储信息、半导体动态RAM靠（栅极电容）存储信息。动态半导体存储器的刷新一般有（集中刷新）和（分散刷新）两种方式，之所以刷新是因为（存储电荷的电容放电）。半导体RAM进行读写操作时，必须先接受（地址）信号，再接受（片选）和（读/写）信号。欲组成一个32KX8位的存储器，当分别选用1KX4位，16KX1位，2KX8位的三种不同规格的存储芯片时，各需（64）、（16）

15、和（16）片。主存可以和（缓存）、（辅存）和（CPU）交换信息，外存可以和（主存）交换信息，快速缓存可以和（主存）、（CPU）交 换信息。三、问答题输入输出系统一、选择题 HYPERLINK /p-65 /p-655569664.html在的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。单总线；双总线；C .三总线，以上三种总线主机与设备传送数据时采用,主机与设备是串行 工作的。程序查询方式；中断方式；DMA方式。下述种情况会提出中断请求产生存储周期“窃取”；一次I/O操作结束；两数相加结果溢出；上述各项；上述B、C两项中断向量地址是。A子程序入口地址；中断服务程序入

16、口地址；中断服务程序入口地址的地址。在中断响应用期，置“0”允许中断触发器是由一一完 成的。硬件自动；程序员在编制中断服务程序时设置的关中断指令。采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用 的 时间。一个指令周期；一个机器周期；一个存储周期。I/O编址方式通常可分统一编址和不统一编址，一一。统一编址就是格I/O地址看作是存储器地址的一 部分，可用专门的I/O指令对设备进行访问；不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的 对I/O访问必须有专门和I/O指令。统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的， 可用访存指令实现CPU对设备的访问。某些计算机的中断分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断cPu对

17、不可屏蔽中断必须响应；cPu对可屏蔽午断必须响应；两种中断优先级别一致。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：一位起始位、七位数据位、 一位检验位、一位停止位。若要求每秒钟传送480个字 符，那么该I/O设备的数据传送速率应为 bps（位/ 秒）。1. 2K4. 8K；9. 6K。以串行接口对ASCII码进行传送，带一位奇校验位和两 位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送率为 字 符/秒 TOC o 1-5 h z 9601371480。I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是一一。CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作；CPU与设备并行工作

18、.传送与主程序串行工作；CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作。I/O与主主机交换信息的方式中，DMA方式的特点是CPU与设备串行工作，传送与主程序中行工作，CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作，不同CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作。下列叙述中是正确的。程序中断方式和DMA方式中实现数据传送都需中断 请求；程序中断方式中有中断请求，DMA方式中没有中断 请求；程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的CRT图形显示器的分辨率表示（）一个图像点（像素）的物理尺寸显示器一行能显示的最大图像点数与一列能显示 的最大图像点数显示器屏幕可视区域的大小显示器能显示的字符个数二、填空

19、题I/O的编址方式可分为（不统一编址）和（统一编址）两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过（访存）指 令和设备交换信息。I/O和CPU之间不论是采用中行传送还是并行传送，它们之间的联络方式（定时方式）可分为（立即响应、异步定时、同 步定时）三种。主机与设备交换信息中，（程序查询）方式主机与设备是串行工作的，（DMA）方式和（程序中断）方式主机与设备是并 行工作的，且（DMA）方式主程序与信息传送是并行进行的。CPU在（指令执行周期结束前时刻采样中断请求信号（在开中断情况下）,而在（存储周期结束时刻去采样DMA的总 线请求信号。I/O与主机交换信息的方式中，（中断）体现传送和主程序是串行运

20、行的，（DMA）体现传送和主程序是并行运行的，（主 程序）体现CPU与设备是串行工作的。CPU管理主机与外围设备之间信息交换的方式有：（程序直接控制方式）、（中断控制方式）、（DMA方式）和（通道方式） 四种。如果CPU处于开中断状态，一旦接受了中断请求，CPU就会自动（关中断），防止再次接受中断。同时为了返回主程序断 点，CPU需将（程序计数器）内容存至（存储器或堆笺）中。中断处理结束后，为了正确返回主程序运行，并且允许接 受新的中断，必须（恢复）寄存器内容和（开中断）。CPU响应中断时要保护现场，包括（PC内容）和（寄存器内容）的保护，前者通过（硬件自动或中断隐指令）实现，后 者可通过（软

21、件编程）实现。一次程序中断大致可分为（中断请求）、（中断响应）、（中断服务）、（中断判优）和（中断返回）等过程。为了反映外围设备的工作状态，在I/O接口中都设有状态触发器，常见的有（工作触发器）、（完成触发器）、（中断请求 触发器）和（中断屏蔽触发器）在以DMA方式传送数据过程中，也向CPU提出中断请求，其目的是（使CPU从不介入的状态解脱）。由于这种方式没有 破坏（CS ）和（$寄存器）的内容，因此一旦数据传送完毕，CPU不必（D），可以立即返回主程序。若采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期需完成（保护程序断点）、（硬件关中断）和（向量 地址送至PC）操作。日前常采用

22、一个DMA控制器控制多个I/O设备，其类型分为（选择型）和（多路型）。其中（选择型）特别适合数据传 输率很高以至接近内存存取速度的设备。在DMA方式中、CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用内存，它们是（停止CPU访问主存）、（周期挪用） 和（DMA和CPU交替访问主存）。三、问答题计算机的运算方法一、选择题设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（含一位符 号位）。对应于十进制数一 27，寄器内容为 。27H9DHE5H。对真值0的表示形式唯一的机器数是原码；补码和移码补码；反码。设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数则算术左 移一位得，算术右移一位得。F4H, EDH；B4H、

23、6DH；F4H, 9DH；B5H, EDH某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位）， 则机器数所能表示的范围是127127；128 + 12812R+127用n+1位字长表示定点数（其中1位为符号位），它所能 表示的整数范围是_A_，它所能表示的小数范围是 _D0W|N|W2n10W|N|+1 10W|N|W1-2-（n+1）0W|N|W1-2-n32位字长的浮点数，其中阶符1位，阶码7位，数符1位，尾数23位，则其对应的最大正数为，最小负 数为，最小的绝对值为；若机器数采用补 码表示，且尾数为规格化形式，则对应的最大正数为 ，最小正数为，最小负数为2127 ( 1 223)2127 (

24、 1 223)21292+1272-128X2-232-127X2-23X补=1.0000，它代表的真值是。 TOC o 1-5 h z 01+1x整数，当x反=1,1111时，对应的真值是。2510 x补=11.000000.它代表的真值是。+3164(24.6) 八=()十36.7510.540.520.75补码10110110代表的是十进制负数-74-54-68-48设寄存器内容为10000000，若它等于-127，则为 原码；C.将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同 补码；D.将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同B.反码；14.原码乘法是（九移码。浮点加减中的对阶是（九将较小的一个阶码

25、调整到与较大的一个阶码相同将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理B、用原码表示操作数，然后直接相乘C、被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘D、乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘、填空题浮点运算器由阶码运算器和尾数运算器组成，它们都是定点运算器。_阶码运算器只要求能执行加、减 法_运算，而尾数运算要求能进行加、减、乘、除运算。16.进位链是传递进位的逻辑电路。17.先行进位是指高位进位和低位进位同时产生的进 。18.单重分组跳跃进位链是将n位全加器分成若干小组，小组内的进位同时产生，小组与小组之间采用串行进位， 这种进位又有组内并行、组间串行

26、之称。19.双重分组跳跃进位链是将n位全加器分若干大组，大组中又包含若干小组。每个大组中小组的最高位进位同时 产生。大组与大组之间采用串行进位。_ALU属于算数逻辑单元电路，因此在运其过程中，其输入数据必须，欲获得运算结果，必须在ALu的输出端设置。运算器内通常都设有反映程序运行状态寄存器，利用该寄存器的内容可以提供判断条件 ，以实现程序的转移74181可进行16种算术运算功能和16种逻辑 运算，74182称作先行进位_部件，它可实现组与组之间 的行进位.一个具有全先行进位的32位ALU电路需有_&片74181和_2_片74182。运算器由许多部件组成，除寄存器外，其核心部分是算术与逻辑运算单

27、元 ，记作ALU_ 三、问答题己知十进制数X=41，Y= +101，设机器数字长8位（含1位符号位），计算X+Y补和X-Y补，并给出相应的Z （零标志）、 V（溢出标志）和C（进位标志）。巳知二进制数X=0.1100，Y = 0.1001，按原码一位乘法和Booth算法计算XY，要求列出详细过程，机器数形式自定。巳知x=0011，y=-0101，试用原码一位乘法求xy=?请给出规范的运算步骤，求出乘积。影响加减运算速度的关键问题是什么？可采取哪些改进措施？举例说明。什么是进位链7什么是先行进位?你知道有几种先行进位?简要说明。控制单元CPU一、选择题B. 从主存取出指令并完成指令操作码译码;控

28、制器的功能是产生时序信号；从主存取出指令、分析指令并产生有关的操作控 制信号指令周期是。CPU执行一条指令的时间，则从主存取出一条指令的时间；CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时 间同步控制是。只适用于CPU控制的方式，由统一时序信号控制的方式；所有指令执行时间都相同的方式假设寄存器R中的数值为200，主存地址为200和300的地址单元中存效的内容分别是300和400，则什么方 式下访问到的操作数为200()直接寻址200寄存器间接寻址(R)存储器间接寻址(200)寄存器寻址R单地址指令()只能对单操作数进行加工处理只能对双操作数进行加工处理无处理双操作数的功能既能对单操作数进行加工处

29、理，也能在隐含约定 另一操作数(或地址)时，对双操作数进行运算微地址是指微指令()在主存的存储位置在堆栈的存储位置在磁盘的存储位置在控制存储器的存储位置异步控制常用于。CPU访问外围设备时；微程序控制器中；微型机的CPU控制中。下列说法中 是正确的指令周期等于机器周期；指令周期大于机器周期；指令周期是机器周期的两倍下列说法中 是错误的。计算机的速度完全取决于主额；计算机的速度不完全取决于主频；计算机的速度与主频、机器周期内平均含主振周 期数及机器的平均指令执行速度有关。微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是。每一条机器指令由一条微指令来执行；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；一段机器指令组成的程序可由一个微程序来执行在微指令的控制方式中，若微操作命令个数巳确定，则直接控制方式和编码控制方式不影响微指令的长 度；直接控制方式的微指令字长比编码控制方式的微 指令字太短；编码控制方式的微指令字长比直接控制方式的微 指令字太短。在微程序控制器中、微指令的控制方式可采用直接控制 和编码控制两种，在做操作命令个数相同的前提下O两种控制方式的微指令位数一样；隐式编码的微指令位数多于显式编码的微指令位 数；直接控制方式的微指令位数最长。中断标志触发器用于 o向CPU发中断请求，指示正有中断在进行；开放或关闭中断系统。允许中断触发器用于 o向C