计算机组原题库

第一章概述1、计算机的发展历程主要是根据什么划分时代的？计算机所采用的电子器件（电子管，晶体管，集成电路，大规模集成电路）2、冯·诺依曼结构的主要设计思想是什么？数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。3CPU包含哪些部件计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成；主机包括运算器、存储器和控制器；CPU401汇编语言可以通过汇编得到机器语言，机器语言可以通过反汇编得到汇编语言。5、计算机系统可分为哪几个层次？说明各层次的特点及其相互联系。计算机系统可分为微程序级、传统机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级、应用语言级等六个层次。在微程序级，微指令由硬件直接执行; 在传统机器级，用微程序解释机器指令在操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句等;在汇编语言级，汇编语言程序经汇编程序翻译成机器语言程序;在高级语言级，高级语言程序经编译程序或解释程序翻译成汇编语言程序(或是某种中间语言程序，或是机器语言程序);在应用语言级,应用语言程序经应用程序包翻译成高级语言程序。计算机各层次之间的相互联系表现为，层次之间的关系紧密，上层是下层功能的扩展，下层是上层的基础，这是层次结构的一个特点6存储器字长:每个存储单元所能存放的二进制信息的位数；运算器字长:运算器进行一次整数加法运算所能处理的二进制数据的位数；机器字长:计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数机器字长也就是运算器进行定点数运算的字长,通常也就是CPU内部数据通路的宽度机器字长与主存储器字长通常是相同的,但也可以不同,不同情况下,一般是主存储器字长小于机器字长7、假设某计算机的CPU主频为80MHz，CPI为4，该计算机的MIPS数是多少？8、某计算机的主频为6MHz，各类指令的平均执行时间和使用频度如下表所示，试求该机的速度指令类别存取加、减、比较、转移乘除其他平均指令执行时间0.6µs0.8µs10指令类别存取加、减、比较、转移乘除其他平均指令执行时间0.6µs0.8µs10µs1.4µs使用频度35%45%5%15%第二章信息表示1、 完成下列不同进制数之间的转换。（1）（125.625）=（1111101.101）=（175.5）=（7D.A）10 2 8 16（2）（127.5）=（57.A）8 162、 写出下列各数的原码、反码、补码和移码。（1）0（2）0.1010010（3）—0.1110101（4）+1011010（5）—10111103、已知X的二进制真值，试求[X]、[－X]、[1/4X]、[2X]、[－2X]。补 补 补 补 补47568421111101110716115（算式）写出下列编码的表示范围（即最小负数和最大正数）8浮点数是由阶码和尾数两部分组成,可以用两个定点数来表示。阶码的位数决定了数据的表示范围,增加阶码的位数,可扩大数据的表示范围；尾数的位数决定了数据的表示精度,增加尾数的位数可增加有效数字的位数,即提高数据的表示精度9、为什么浮点数要采用规格化表示形式？如何进行规格化操作？为了保证浮点数表示的唯一性,也为了充分利用尾数的二进制位数来表示更多的有效数字,采用浮点数规格化表示形式,即尾数的最高有效位为非0数据对于非规格化浮点数,需要对其进行规格化处理,即对尾数进行右移(左移),同时阶码进行相应的加上(减去)尾数移动的位数,即使成为规格化浮点数10、 按IEEE754标准用单精度浮点数格式写出下列数值所对应的机器数（用十六进制表示。11C32x，yzxzint型，yshortx=127，y=-9z=x+yx、yz（用16进制表示）？不同类型的数做运算其结果类型为高精度，运算前会将低精度转为高X=127->7F Y=-9->FFF7 Z=118->7612、 假定编译器规定int和short类型的长度分别为32位和16位，执行下列C语言语句：unsignedshortx=65530;unsignedinty=x;得到y的机器数用16进制表示形式是什么？0000FFFAH(高位补0凑足32位)第四章运算方法和运算器1、设机器数字长为8位（含1位符号位，X和Y的真值如下，用补码加、减法求[X+Y]和[X－Y]补PSWSF、ZF、OFCF4个标志位是什么。补（1）X＝0.1011011 Y＝0.1001010[X+Y]＝[X]+[Y]＝1.0100101；真值为：-0.1011011补 补 补SF:1 ZF:0 OF:1 CF:1[X－Y]补＝[X]补+

[-Y]补＝0.0010001；真值为：0.0010001SF:0 ZF:0 OF:0 CF:1X=－87，Y=53（）5、设浮点数字长为12位，阶码4位（其中1位为阶符，尾数8位（其中1位为尾符式自定，按浮点加减运算方法求解[X+Y]X－Y]浮 浮+001 （1）X＝0.110101×2，Y＝－0.100101×2+001 -010-100（2）X＝－0.101011×2 Y＝－0.110111×2-010-1006、运算器由哪几个主要功能部件组成？各功能部件的作用是什么？运算器：算术逻辑运算单元（ALU）累加器（ACC）状态寄存器通用寄存器（X）第五章存储器1存储单元:多个存储元的集合8个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。程序中的变量和主存储器的存储单元相对应。变量的名字对应着存储单元的地址，变量内容对应着单元所存储的数据。存储地址一般用十六进制数表示，而每一个存储器地址中又存放着一组二进制（或十六进制）表示的数，通常称为该地址的内容。2、存储周期T和存取时间T的基本概念分别是什么？哪个的时间间隔比较长？为什么？m a存取时间：是CPU读或写内存内数据的过程时间;存取周期：连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间;存取周期＞存取时间3、比较SRAM存储位元和DRAM存储位元的异同。sramdram最大区别：dram01，sram014、设有一个具有14位地址和8位数据的存储器，试问：该存储器的存储容量是多少位？ 214kx8位如果该存储器用1K×1的存储芯片构成，需要多少片？ 8x16=128片需要用多少位地址做片选信号译码的地址？516K×4SRAM64K×16存储芯片和存储器的数据线和地址线的位数各是多少？画出该存储器的结构框图。62K×48K×80B1FH少？（用十六进制表示）13110B1F转为二进制：0000101100011111；取高两位不变其余为零：100000000000，然后转为十六进制：800H7intshort3216Cstruct{inta;charb;shortc;}record;record.a=273(a:4byte，b:1byte,c:2byte)若record变量的首地址为C008H，请回答：C008H(27332record.cC00E第六章指令系统和汇编语言程序设计1、什么是机器指令？什么是指令系统？为什么说指令系统是计算机硬件和软件的界面？CPU码和操作数两部分组成。指令系统：计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。指令系统是计算机硬件和软件的接口部分，是全部机器指令的集合。2输入输出指令和移位操作指令。完备性：完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便；有效性：利用该指令系统所编写的程序能够高效率的运行；高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快；规整性：规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性；兼容性：系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而指令系统是兼容的，即各机种上基本软件可以通用。3、什么是寻址方式？指令系统中为什么要采用不同的寻址方式？寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找有效地址的方式，是确定本条指令的数据地址以及下一条要执行的指令地址的方法。缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性416个字节为相对位移量字段，转移后的目标地址等于转移指令下一条指令的地址加相对位移量。2000H06H，试回答以下问题：一个字节一个地址2000H-OP|2001H-06|2002H-下条2002H+06=1008H若主存按字编址，则该转移指令成功转移后的目标地址又是多少？两个字节一个地址 2000H-OP、06|2001H-下一条 2001H+06=2007H51661476、在一个36位长的指令系统中，设计一种操作码扩展方式，能表示下列指令。7153500153令；508R1000H2000H；地址1000H2000H2000H3000H3000H4000H址方式下访问到的操作数是多少？试说明原因。9、什么是RISC？为什么RISC机可以提高计算机的性能？RISCRISC速度。RISC处理器可以完成尽可能多的工作，且答不因从存储器存取信息而放慢处理速度。1016CPU/CFZFNF。假定为该机设计了条件转移指令，其格式如下：其中，00000OP；C、ZNCF、ZFNF11C=1，Z=0，N=1CFNFCF=1NF=1OFFSETPC）+2答下列问题。（1）200CH，指令内容如下图所示，若该指令执行时CF=0，ZF=0，NF=1PCCF=1，ZF=0，NF=0，则该指令PC12、 某计算机的指令系统采用操作码扩展方式，指令按操作数的个数分为双操作数、单操作和无操作数三种。双操作数指令的格式如下所示：1RS/D段说明该操作数是源操作数还是目的操作数（S/D=1S/D=0。另一2MA6.14FPSW（F=1F=0。M值寻址方式说明000寄存器寻址字段A的低4位指定寄存器号001寄存器间接寻址字段A的低4位指定寄存器号010寄存器自增间接寻址字段A的低4位指定寄存器号011变址寻址RiA100立即寻址A为立即数101直接寻址A为有效地址110间接寻址A为有效地址的地址111相对寻址A为位移量，EA=（PC）+A若该计算机的CPU内的通用寄存器字长和主存储器字长均为32位。试回答以下问题：CPUR:19-22—>42ʌ4=16该指令系统最多能容量多少条双操作数指令？OP:25-31—>72ʌ7=128-1（扩展标志加法指令“ADDR5，92H(Ri)”中，R592H(Ri操作数，变址寻址方式。若ADD0001110B，根据以上双操作数指令的格式以16进制形式写出该指令的机器码。分别确定使用寄存器间接寻址方式、直接寻址方式和间接寻址时访问存储器的范围，并说明理由。第七章控制器和中央处理器1、控制器主要由哪些部件组成？各部分的功能是什么？产生控制信号的依据是什么？控制器由指令部件、时序部件和控制信号形成部件三部分组成。其中指令部件由四部分组成：程序计数器用于存放现行指令的地址；指令寄存器用于存放现行指令；指令译码器对现行指令进行分析，输出相应的操作控制电位；程序状态寄存器用于存放程序的工作方式和运算结果。时序部件用来产生计算机各部件所需的定时信号。控制信号形成部件用来产生所有指令所需的各种微操作控制信号。2、控制器有哪几种实现方式？各有什么特点？控制器的控制方式可以分为3种：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。同步控制控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。异步控制方式没有时间上的浪费，因而提高了机器的效率，但是控制比较复杂。联合控制方式是同步控制和异步控制相结合3、为什么说计算机的工作过程就是执行指令的过程？简述指令执行的基本过程。计算机的工作过程，就是将编好的程序和原始数据copy，输入并存储在计算机的内存储器机的基本工作原知理。过程：1PCIR，PC+12.指令译码：IR3.根据百指令译码的结度果对指令的操作数执行相应的操作。4CPUCPU5（CPU）运算器：执行各种算术和逻辑运算操作控制器：指挥、协调计算机各部件工作6JUC2(1)MOV#1008H,R1(2)ANDR1,1000H(3)DEC(2000H)SAR(R3)JMP10H(PC)7A8MHz40.4MIPSB12MHz4BA机平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5μs A机时钟周期A机机器周期=125ns×4=500ns=0.5μsA机每个指令周期中含机器周期个数=2.5μs÷0.5μs=5个B机时钟周期=1/12MHz=83ns B机机器周期=83ns×4=332nsB5BB=1/1.66μs=0.6MIPS8、微程序控制的基本思想是什么？和硬布线控制相比，有什么优点和不足？通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址；与硬连线控制器相比，微程序控制器的优点是设计规整、易于修改和扩展。缺点是比硬连线控制器速度慢。9、微指令编码采用字段直接编码方式时，分段的基本原则是什么？①把互斥的微命令（即不允许同时出现的微命令）划分在同一字段内，相容的（即允许同时出现）微命令划分在不同字段内。②字段的划分应与数据通路结构相适应。③一般每个子字段应留出一个状态，表示本字段不发任何微命令。④每个子字段所定义的微命令数不宜大多，否则将使微命令译码复杂。10、11、 某计算机有8条微指令I1～I8，每条微指令所含的微命令控制信号如下表所示。abcdefghijI1√√√√√I2√√√√I3√√I4√I5√√√√I6√√√I7√√√I8√√√微指令微命令a～j108微指令微命令12、 某计算机字长16位，采用16位定长指令字结构，部分数据通路结构如下图所示，图中所有控制信号为1时表示有效、为0时表示无效，例如控制信号MDRinE为1表示允许数据从打入MDR，MDRin为1表示允许数据从内总线打入MDR。假设MAR的输出一直处于使能状态。加法指令“ADD(R1)，R0”的功能为(R0)+((R1))—>(R1R0R1的内容所指主存单元中保存。存储器（存储器（M）MemR MemWDataAddrCBABDBMDRoutEMARMARinMDRinMDR MDRout内总线PCoutR0outAinAPCPCinR0inR0AddALUPC+1R1outIRIRinR1inR1ACinACACout至指令译码部件下表给出了上述指令取指令和译码阶段每个节拍（时钟周期）表中描述方式用表格列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。时钟功能有效控制信号C1MAR←(PC)PCout,MARinC2MDR←M(MAR),PC←(PC)+1MemR,MDRinE,PC+1C3IR←(MDR)MDRout,IRinC4指令译码无13、第八章存储体系14、第八章存储体系1、为什么多体交叉存储器可以提高存储器的访问速度？多体交叉存储器是将存储器分成若干个（m）个独立的模块，设m=1、2、4、8、……个模块的容量和存储周期均相等，且它们可以独立的进行读写操作。这样，不同的请求源同时访问不同的模块，便可提高存储器速度。2、相联存储器的特点是什么？把数据或者数据的某一部分作为关键字，将该关键字与存储器中的每一单元进行比较，找出存储中所有与关键字相同的数据字。3、4、5、第九章输入输出系统（1）命令/状态寄存器：存储主机的命令，存储I/O数据寄存器：主要用来存储数据DBDB主机ReadWrite控制电路I/O设备AB地址译码器接口1、CPU与外设之间采用中断方式实现数据的输入输出，连接方式如下图所示，回答下面问题：INTRCPUINTA接口INTRCPUINTA接口2接口3接口4接口1每条指令执行结束，如INTR有中断请求，且CPU允许中断的情况下INTA有效。中断