2023年电大计算机组成原理考试过必备考点版含答案

班号姓名哈工大学年秋季学期计算机组成原理试题注意行为规范，遵守考试纪律!题号一二三四五六七八得分得分一、填空(1２分）某浮点数基值为2,阶符１位，阶码3位，数符1位,尾数７位,阶码和尾数均用补码表达，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表达的最大正数，非０最小正数,最大负数,最小负数。变址寻址和基址寻址的区别是:在基址寻址中，基址寄存器提供，指令提供;而在变址寻址中,变址寄存器提供，指令提供。影响流水线性能的因素重要反映在和两个方面。设机器数字长为16位(含1位符号位）。若1次移位需1０ns，一次加法需１0ns,则补码除法需时间,补码BＯＯTＨ算法最多需要时间。ＣＰU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫,它通常包含若干个，而后者又包含若干个。组成多级时序系统。二、名词解释（８分）微程序控制存储器带宽RISC中断隐指令及功能第ＰAＧE1页（共7页）试题:ﻩﻩ ﻩﻩﻩ学号：ﻩ ﻩﻩﻩ姓名三、简答(18分)１.完整的总线传输周期涉及哪几个阶段？简要叙述每个阶段的工作。2．设主存容量为１MB，Cache容量为1６KＢ,每字块有１6个字，每字3２位。(1）若Cａchｅ采用直接相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。（2)若Cachｅ采用四路组相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。第2页(共7页)试题： ﻩﻩﻩﻩ 学号:ﻩ ﻩﻩﻩﻩ姓名３.某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,Ｌ3，L４，现规定优先顺序改为Ｌ3,L２，L4,Ｌ0，L1,写出各中断源的屏蔽字。中断源屏蔽字01２34L０L１Ｌ２Ｌ3L44．某机主存容量为４M×１6位,且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具有12０种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对四种寻址方式。（1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用;（2)该指令直接寻址的最大范围;(3)一次间址的寻址范围;（4）相对寻址的寻址范围。第3页（共7页）试题: 学号: ﻩ姓名四、（6分)设阶码取3位，尾数取6位（均不涉及符号位)，按浮点补码运算规则计算ﻩﻩ［25]＋[24]五、画出ＤMA方式接口电路的基本组成框图，并说明其工作过程(以输入设备为例）。（8分)第4页（共7页）试题: ﻩﻩ 学号:ﻩ ﻩﻩ 姓名六、（10分）设ＣPU共有1６根地址线，8根数据线,并用作访存控制信号,用作读写控制信号,现有下列存储芯片：RAM：1K×8位、2Ｋ×4位、４Ｋ×8位ＲOＭ：２K×８位、4Ｋ×8位以及741３8译码器和各种门电路(自定),画出ＣPＵ与存储器连接图。规定：（１)最大４K地址空间为系统程序区,与其相邻２Ｋ地址空间为用户程序区。(2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片?写出每片存储芯片的地址范围。(3)具体画出存储芯片的片选逻辑。允许输出允许写允许输出允许写74138第5页（共7页)试题: ﻩ ﻩ 学号:ﻩ ﻩ姓名第6页（共7页)试题:ﻩﻩﻩ 学号： ﻩ ﻩ 姓名七、假设CＰＵ在中断周期用堆栈保存程序断点，且进栈时栈指针减一，出栈时栈指针加一。试写出中断返回指令（中断服务程序的最后一条指令),在取指阶段和执行阶段所需的所有微操作命令及节拍安排。若采用微程序控制,则还需要增长哪些微操作。（10分)八、除了采用高速芯片外，从计算机的各个子系统的角度分析,指出6种以上提高整机速度的措施。(８分）第7页(共7页)计算机组成原理试题答案一、填空(１2分)1．1２７；１／５12;－1/5１2-1/32７6８；-128。2．基地址；形式地址;基地址；形式地址。3．访存冲突；相关问题。4．300ns；３1０ns。5.指令周期；机器周期；节拍。二、名词解释(8分)１．微程序控制答:采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序,每一个微程序包含若干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令。2．存储器带宽答：每秒从存储器进出信息的最大数量,单位可以用字/秒或字节/秒或位/秒来表达。３．RISＣ答：RＩSC是精简指令系记录算机，通过有限的指令条数简化解决器设计，已达成提高系统执行速度的目的。4．中断隐指令及功能答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令,它是CPU在中断周期内由硬件自动完毕的一条指令,其功能涉及保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。三、简答(18分)1.答：总线在完毕一次传输周期时，可分为四个阶段：申请分派阶段：由需要使用总线的主模块（或主设备）提出申请，经总线仲裁机构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者;寻址阶段：取得了使用权的主模块,通过总线发出本次打算访问的从模块（或从设备)的存储地址或设备地址及有关命令,启动参与本次传输的从模块;传数阶段：主模块和从模块进行数据互换，数据由源模块发出经数据总线流入目的模块；结束阶段:主模块的有关信息均从系统总线上撤除,让出总线使用权。2.答:（１）若Cache采用直接相联映像:字块中含6４个字节,字块的位数为b=6。Cache中具有256个字块,所以字块地址位数ｃ=8。主存容量为１M字节,总位数为20。主存字块标记位数t=６。(2）若Ｃaｃｈｅ采用四路组相联映像，字块中含64个字节，字块的位数为b=６。每组具有四个字块，每组含256个字节。Caｃhe中具有６4个字块，所以组地址位数q=６。主存容量为1M字节，总位数为2０。主存字块标记位数ｔ＝8。３．答：设屏蔽位为“１”时表达相应的中断源被屏蔽,屏蔽字排列如下:中断源屏蔽字01２34L０Ｌ1L2L３L40１0000000０1１0０1111０1110004．答:（1）指令字长１６位,操作码为7位,寻址特性位2位，地址码7位；(2)-64~63；（３)２16;(4）２16.四、(６分)答：被加数为ﻩ0,101；0.1００100,[ｘ］补=0０，１01;00．100100加数为 0,100;１.01０１00，[y]补＝00,１０0;11．010１00（1）对阶：[△j］补=［jｘ]补-［ｊｙ]补＝00,101＋1１,1０0=00,０0１即△j=1,则y的尾数向右移一位，阶码相应加1,即[y]’补=００,101；１1.１01０10②求和+=＋[Sy]补＝０0.１0０100+11.1010１0=00.00１110即 [ｘ＋ｙ]补=00,１01；00.001１1０尾数出现“００．0”,需左规。③规格化左规后得[x＋y]补＝00,011;00.1110０0∴[x＋ｙ]补=00，11１；００.11１00０五、（8分）答:DＭA方式接口电路的基本组成框图如下：以数据输入为例，具体操作如下：①从设备读入一个字到DMＡ的数据缓冲寄存器ＢR中,表达数据缓冲寄存器“满”（假如Ｉ/O设备是面向字符的,则一次读入一个字节，组装成一个字);②设备向DMA接口发请求（DREQ)；③ＤMＡ接口向CPU申请总线控制权(HＲＱ）；④CＰU发回HLDA信号,表达允许将总线控制权交给DMA接口；⑤将DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址总线；⑥告知设备已被授予一个DMA周期(DACＫ),并为互换下一个字做准备；⑦将DMＡ数据缓冲寄存器的内容送数据总线；⑧命令存储器作写操作；⑨修改主存地址和字计数值;⑩判断数据块是否传送结束，若未结束，则继续传送；若己结束,（字计数器溢出)，则向CPU申请程序中断,标志数据块传送结束。六、(10分)方法一:答:地址空间描述如下：RＯM相应的空间：ﻩﻩ１111ﻩﻩ1111ﻩ 1111 1１１1 1１11 0000ﻩﻩ０0０0 ﻩ0000RAM相应的空间： １110 ﻩ1１1１ １111 １111ﻩ 1１10ﻩﻩ10０0 ﻩ00００ ﻩ0000选择ROM芯片为2K×８位的两片，RAＭ芯片为2K×4位的两片ROM芯片1： ﻩ1111 11１1 ﻩ11１1ﻩ 111１ﻩﻩ１111 １00０ﻩﻩ0000ﻩ 00０0ROM芯片2:ﻩ 1１１1 ﻩ0111ﻩﻩ1111ﻩﻩ１11１ 111１ﻩ 000０ ﻩ０000ﻩ ００0０RAM芯片１、2:（位扩展) 111０ﻩ １1１1 １１1１ ﻩ1１11ﻩﻩ１110 ﻩ1000 ﻩ0000 ﻩ0０0０CＰU与存储器连接图见下页：方法二:答：地址空间描述如下:ＲOM相应的空间： ﻩ11１1 1111ﻩ １11１ ﻩ１1１1ﻩ 1111 ﻩ0００0ﻩ 00０0 ﻩ００００RAM相应的空间:ﻩ 11１0 1111 ﻩ1111 ﻩ111１ﻩ １1１0 ﻩ1000ﻩﻩ0０00 0000选择ＲＯM芯片为4K×8位的一片,RAM芯片为2K×４位的两片

七、（10分）答:组合逻辑设计的微操作命令：取指:Ｔ0：ＰＣ→ＭAＲT1：Ｍ[MAR］→MDR,PC+1→PCT2：MＤR→IR,OＰ［IＲ]→微操作形成部件执行：Ｔ0：SP→MAＲT１：Ｍ[MAR]→ＭＤＲT2:MＤR→PC,ＳP＋1→SP微程序设计的微操作命令：取指微程序:Ｔ0:PＣ→ＭART1:Ａｄ[ＣMIＲ]→CＭARＴ2:M[ＭAR］→MＤR,PC+１→PCT３:Aｄ[CＭIR］→CMＡRT4:MDR→IR,OP[IR]→微操作形成部件T5：OP[ＩR]→ＣMAR中断返回微程序：Ｔ0：SP→ＭAＲＴ1：Ａd[CMIR]→CMARＴ２:M[ＭAR］→MＤＲT3：Ａd［ＣMIR]→CＭARＴ4：MDR→PC,SP+1→SPT5:Ａd[CＭIR]→CMARﻬ八、（8分)答:针对存储器,可以采用Cache-主存层次的设计和管理提高整机的速度;针对存储器,可以采用主存-辅存层次的设计和管理提高整机的速度；针对控制器，可以通过指令流水或超标量设计技术提高整机的速度;针对控制器,可以通过超标量设计技术提高整机的速度；针对运算器，可以对运算方法加以改善,如进位链、两位乘除法;针对Ｉ/O系统,可以运用ＤMA技术来减少CPＵ对外设访问的干预。《计算机组成原理》试题一、(共3０分)１.(1０分)（1)将十进制数+10７/128化成二进制数、八进制数和十六进制数(3分)(2)请回答什么是二－-十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？(７分)2．已知X=0.1101，Ｙ=－0.0１01,用原码一位乘法计算Ｘ*Y=?规定写出计算过程。(１０分)3．说明海明码能实现检错纠错的基本原理?为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件?(５分)4.举例说明运算器中的ＡLU通常可以提供的至少５种运算功能？运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分）二、(共３０分)1.在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑？(每个2分,共8分)２.简要说明减法指令SUBＲ3,R2和子程序调用指令的执行环节(每个4分，共８分)

3.在微程序的控制器中,通常有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个２分，共10分）4.简要地说明组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？(4分）三、（共22分）1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些重要区别?各自重要应用在什么地方?（7分）２.CＡCＨＥ有哪3种基本映象方式，各自的重要特点是什么？衡量高速缓冲存储器(CACＨE)性能的最重要的指标是什么?（1０分）3．使用阵列磁盘的目的是什么？阵列磁盘中的RAID0、RＡIＤ１、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分)四、(共18分)１.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式,在完毕输入／输出操作时的优缺陷。（9分）2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺陷和重要应用场合。(９分）答案一、(共30分）1．(１0分）（1)（+１0７／128)10=(+11０1011／100０0000)2=（+0.11010１1）2=(＋０.153)8=(+６B)１6(２）二-十进制码即8421码，即４个基２码位的权从高到低分别为８、4、2、1，使用基码的000０,００0１，0010,……，1001这十种组合分别表达0至9这十个值。４位基二码之间满足二进制的规则，而十进制数位之间则满足十进制规则。有权码是指一个十进制数位的4位基2码的每一位有拟定的权。无权码是指一个十进制数位的4位基二码没有拟定的权。前者的例子为二－十进制编码(BCD)码，后者的例子为余3码。２.已知X=0.11０1,Y=-0．0１01,用原码一位乘法计算X＊Y=?规定写出计算过程。(１0分)高位部分积低位部分积/乘数说明００000001０1起始情况+)0０1１01乘数最低位为１，加乘数0０11010０01１01０10１(丢失)右移部分积和乘数+)００0000乘数最低位为1，加０0００1１00000110１０10(丢失)右移部分积和乘数+）０011０１乘数最低位为1，加乘数0100000０1０0０0０101(丢失）右移部分积和乘数+)0０000０乘数最低位为０，加0001000００010000０1０（丢失)右移部分积和乘数结果符号位为正，X*Y＝0.010０000１３.答案:基本原理:k个数据之外加上r个校验位,从而形成k+r位的新的码字,使新的码字的码距均匀的拉大。把数据的每一个二进制位分派到几个不同的偶校验位的组合中，当一位犯错，会引起相关的几个校验位的值发生变化，从而也许发现犯错,还能指出是哪一位错，进而进行纠错。校验位和数据位应满足条件2r-1>k+r在此条件下，不仅能发现并改善一位错,并能同时发现二位错。４．答案:运算器中的ALU通常至少可以提供算术加运算、算术减运算、逻辑或运算、逻辑与运算、逻辑异或运算５种功能。运算器采用多累加器可以简化指令的执行环节。乘商寄存器的基本功能是在完毕乘除运算时能自行左右移位。二、(共３0分)1.答：（1）指令系统的完备性，常用指令齐全,编程方便;(2)指令系统的高效性，程序占用内存空间少，运营速度快。(3)指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简化，易学易记；（4）指令系统的兼容性,同一系列的低档计算机的程序能放到新的高档机上直接运营。2.答：(1)减法指令SＵＢR３,R２的执行环节：①AR←PC②读内存，IR←读出的内容,PC←ＰＣ+1③R3←R3—Ｒ2，保存状态信息结束,检查中断请求,无中断请求，进入下一条指令的执行过程。（2)子程序调用指令CＡLL执行流程;①AR←ＰC②读内存，IR←读出的内容，PC←PC+1③ＡR←SP—1④写内存，ＰＣ内容进栈保存⑤PC←ZＩ程序入口地址结束，检查中断请求,无中断请求，进入下一条指令的执行过程。３.答：在微程序控制系统中,通常有以下5种得到下一条微指令地址的方式：(1）微程序顺序执行时,下地址为本条微地址加1。(2)在微程序必然转向某一微地址时，可以在微指令中的相关字段中给出该地址值。（3）按微指令（上一条或本条）的某一执行结果的状态，选择顺序执行或转向某一地址。（4）从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址,用于微子程序返回解决。（5）依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址控制。4.答：组合逻辑控制器应由4个功能部件组成:(１）程序计数器ＰＣ,用于保存一条指令在内存中的地址；(2)指令寄存器IR，用于保存从内存读出的指令内容;(3)脉冲源和启停控制逻辑、节拍发生器，前者向计算机各部件提供连续（单个）的主振脉冲，后者用于标记每个指令的执行环节的相对顺序关系。（4)时序控制信号产生部件，用于形成并提供计算机各部件当前时刻要用到的控制信号。三、（共2２分）1.低高低高存储成本小大发热量高低集成度慢快运营速度分两次送同时送行列地址需要非需要刷新是非破坏性读出电容触发器存储信息DRAMSRAM重要性能静态存储器SRAM重要用于高速缓冲存储器Cacｈe，动态存储器重要用于主存储器。2.答：Cachｅ有三种映像方式:全相联映像方式，直接映像方式,多路组相联映像方式。全相联映像方式是指主存中任一个字(字块)可以写入Caｃhe中的任何一个字(字块)中。其优点是有最大的灵活性。缺陷是要拟定读的信息是否在Cacｈe中，必须用原本读主存的地址与整个Cacha每一个单元的标志字段比较,电路过于复杂,成本较高。直接映像方式是指主存的一个字（字块）只能映像到Ｃａchｅ的字和字块中。优点是要拟定读的信息是否在Cache中时原本读主存的地址与标志字段比较的线路简朴，成本低；缺陷是Cache的使用缺少灵活性，影响命中率。多路组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的解决方案。它与直接相联映像方式的区别在于每个主存字块可以从多个(例如２,4，８个，而不是一个)体中选择其一完毕写入Cachｅ的操作，它与全相联映像的类同之处是把一个主存字写进Cａｃhｅ时,可以在Cache的多个（而不是任何一个)个体中选择。既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。衡量Cａchｅ性能的最重要的指标是命中率。３.答:采用磁盘阵列技术的目的：通过多个磁盘的并列操作来提高设备总体的性能和可靠性。②通过合理在多个磁盘之间组织数据,得到比较抱负的容错能力,即额外拿出一定的存储容量（冗余)用于保存检错纠错的信息。ＲAID0模式（数据散放)只用于扩展容量,并发读写，提高数据输入／输出能力。没有容错措施，故没有容错能力。RＡID1模式（磁盘镜像)是实现两个磁盘互为备份的用法，把相同的数据分别写到配对使用的两个磁盘中。它用于备份数据,即使一个磁盘出现故障,还可以从另一磁盘读出数据。RＡID4模式（数据保护）提供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障,可用其余Ｎ个磁盘的内容计算出故障磁盘的对的数据。RＡIＤ5模式(分布式数据保护）是对RAＩD4的改善。同RAＩD４同样,供了容错能力，N＋1个磁盘中任一个出现故障,可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的对的数据。四、(共18分）1.答:程序直接控制方式在用户程序中直接使用I/Ｏ指令完毕输入输出操作，它是由CＰU通过查询设备的运营状态，来控制数据传送过程。其优点是控制简朴,容易实现。缺陷是CPU工作效率低,实时性差,计算机系统可靠性不高程序中断方式是指由被读写的设备积极“报告”CPU它是否已进入准备好状态，CPU就不必花费时间去循环测试,而是在接受到外设的中断请求后转去进行输入输出解决的。其优点是实现CＰU与外设并行工作，大大提高了CＰU的工作效率，增强计算机系统的实时性，提高了计算机系统的可靠性。直接存储器访问方式是一种由硬件执行I/Ｏ操作的传送方式。其优点是实现数据的高速传送，又减少了对ＣPU的打扰,提高了ＣPU的工作效率。2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺陷和重要应用场合见下表。因价格贵，因价格贵，普及限度低，一般应用于特殊场合需用质量好的复印纸；价格最高；打印成本最高打印质量最佳打印速度最快噪声最低激光式打印机最广泛应用打印成本高需用普通复印纸打印速度快打印质量好噪声底，价格低喷模式打印机通常打印；需打印多层复印纸的场合打印速度慢噪声大打印质量差对打印纸无特殊规定，可打印多层复印纸，价格低，打印成本低针式打印机应用场合缺陷优点计算机组成原理试题一、选择题(共20分，每题1分）１．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它的操作数来自___＿_＿。ﻩﻩA.立即数和栈顶;ﻩﻩB.暂存器； ﻩC．栈顶和次栈顶； ﻩＤ．累加器。2.______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。A．存储器;B．运算器;C．控制器;D．用户。３．所谓三总线结构的计算机是指_＿＿___。A．地址线、数据线和控制线三组传输线。Ｂ．Ｉ/Ｏ总线、主存总统和DMＡ总线三组传输线;Ｃ.I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线;D.设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。4.某计算机字长是３2位，它的存储容量是2５6KB，按字编址，它的寻址范围是__＿_＿_。A.12８K；B．64K；C．64KB；D.128KＢ。5.主机与设备传送数据时,采用_＿_＿＿＿，主机与设备是串行工作的。A.程序查询方式;B．中断方式;Ｃ.DMA方式；D.通道。6.在整数定点机中，下述第＿＿____种说法是对的的。Ａ．原码和反码不能表达-1，补码可以表达-1;B.三种机器数均可表达-１；C.三种机器数均可表达-1，且三种机器数的表达范围相同；D．三种机器数均不可表达-1。７.变址寻址方式中,操作数的有效地址是______。ﻩ A.基址寄存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；ﻩ Ｃ.变址寄存器内容加上形式地址； ﻩD．以上都不对。8．向量中断是____＿_。A.外设提出中断;B．由硬件形成中断服务程序入口地址；C．由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中断服务程序入口地址D．以上都不对。9．一个节拍信号的宽度是指＿＿__＿＿。Ａ.指令周期;Ｂ.机器周期；C.时钟周期;D．存储周期。10．将微程序存储在ＥPＲOＭ中的控制器是__＿_＿＿控制器。A．静态微程序;Ｂ．毫微程序；C．动态微程序;D．微程序。１1．隐指令是指______。A.操作数隐含在操作码中的指令；B．在一个机器周期里完毕所有操作的指令;C.指令系统中已有的指令；ﻩﻩＤ.指令系统中没有的指令。1２．当用一个16位的二进制数表达浮点数时，下列方案中第_____种最佳。A.阶码取4位（含阶符1位)，尾数取１2位(含数符1位）;B．阶码取５位(含阶符1位），尾数取１１位(含数符1位)；Ｃ.阶码取8位(含阶符1位),尾数取8位（含数符１位);D．阶码取6位(含阶符1位),尾数取1２位（含数符1位)。１３.DMA方式__＿_＿_。Ａ.既然能用于高速外围设备的信息传送,也就能代替中断方式；B．不能取代中断方式；Ｃ.也能向CＰU请求中断解决数据传送；D.内无中断机制。14．在中断周期中,由＿___＿_将允许中断触发器置“0”。A．关中断指令；Ｂ.机器指令;C．开中断指令；D.中断隐指令。15.在单总线结构的CPU中,连接在总线上的多个部件_____＿。A．某一时刻只有一个可以向总线发送数据,并且只有一个可以从总线接受数据;Ｂ．某一时刻只有一个可以向总线发送数据,但可以有多个同时从总线接受数据；Ｃ.可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接受数据；D．可以有多个同时向总线发送数据，但可以有一个同时从总线接受数据。16．三种集中式总线控制中，＿＿_＿__方式对电路故障最敏感。Ａ．链式查询;B．计数器定期查询；C．独立请求；D．以上都不对。1７．一个16K×8位的存储器,其地址线和数据线的总和是____＿_。A．48;B．46；C.17；Ｄ.22.18．在间址周期中,___＿__。A．所有指令的间址操作都是相同的；B.凡是存储器间接寻址的指令,它们的操作都是相同的;C．对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的;D.以上都不对。19．下述说法中___＿__是对的的。A.ＥPＲＯM是可改写的,因而也是随机存储器的一种；B.EPRＯM是可改写的，但它不能用作为随机存储器用;C．EPRＯM只能改写一次,故不能作为随机存储器用;D．EＰROM是可改写的，但它能用作为随机存储器用。２０.打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分,可分为_＿＿_＿＿。A.并行式打印机和串行式打印机；B.击打式打印机和非击打式打印机;Ｃ．点阵式打印机和活字式打印机;Ｄ.激光打印机和喷墨打印机。二、填空（共20分，每空1分)1.设浮点数阶码为8位(含１位阶符），尾数为24位(含1位数符)，则32位二进制补码浮点规格化数相应的十进制真值范围是：最大正数为A,最小正数为Ｂ,最大负数为Ｃ，最小负数为D。2.指令寻址的基本方式有两种，一种是A寻址方式，其指令地址由B给出，另一种是Ｃ寻址方式,其指令地址由D给出。3．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1=60ns﹑T２=50nｓ﹑Ｔ3=90ns﹑T４＝80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为A。假如采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为B。4．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变,阶码必须A。尾数右移1位,阶码B。５．存储器由m(m＝1，2,４，8…)个模块组成,每个模块有自己的A和B寄存器,若存储器采用C编址,存储器带宽可增长到本来的D倍。6.按序写出多重中断的中断服务程序涉及A、B、C、D和中断返回几部分。三、名词解释（共１0分，每题2分)１.微操作命令和微操作2.快速缓冲存储器3．基址寻址4．流水线中的多发技术5.指令字长四、计算题（5分)设机器数字长为8位(含1位符号位），设A＝,Ｂ=,计算[ＡB]补,并还原成真值。五、简答题（共20分)１．异步通信与同步通信的重要区别是什么，说明通信双方如何联络。（4分)2.为什么外围设备要通过接口与CPＵ相连?接口有哪些功能?(6分)六、问答题(共15分）1．设CＰＵ中各部件及其互相连接关系如下图所示。图中W是写控制标志,Ｒ是读控制标志,R1和R2是暂存器。（8分)（1）假设规定在取指周期由ＡLU完毕(ＰC)+1→ＰＣ的操作(即ALＵ可以对它的一个源操作数完毕加1的运算)。规定以最少的节拍写出取指周期所有微操作命令及节拍安排。（2)写出指令ADD#α（#为立即寻址特性，隐含的操作数在ACC中）在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排。2．DＭA接口重要由哪些部件组成?在数据互换过程中它应完毕哪些功能?画出ＤMA工作过程的流程图(不涉及预解决和后解决)七、设计题(1０分)设CＰU共有16根地址线,8根数据线，并用作访存控制信号(低电平有效），用作读写控制信号（高电平为读,低电平为写)。现有下列芯片及各种门电路(门电路自定）,如图所示。画出CPU与存储器的连接图,规定:（1)存储芯片地址空间分派为:最大４K地址空间为系统程序区,相邻的4Ｋ地址空间为系统程序工作区，最小1６K地址空间为用户程序区;(2）指出选用的存储芯片类型及数量;（3）具体画出片选逻辑。(1）主存地址空间分派:6000H～67ＦＦH为系统程序区;６800H～６BＦＦH为用户程序区。(2)合理选用上述存储芯片，说明各选几片?(3）具体画出存储芯片的片选逻辑图。答案：一、选择题（共２0分,每题1分)1．Cﻩ2．Cﻩ3.Bﻩ4．Bﻩ5.Aﻩ６．B 7．C８.C 9．C 10.Ａ 11．D 12．Bﻩ13.B １4．Ｄ15.Ｂﻩ１6.A 17.Ｄ 18．C 19．B 2０．Ｃ二、填空(共20分，每空１分)1.A.A．2１２７（1-2-2３)ﻩB.2－129ﻩC．2-12８（-2－1－2－23)ﻩＤ．－２12７2.Ａ.顺序 B．程序计数器 C．跳跃ﻩD.指令自身３.A.90ns B．280nｓ４.Ａ.A．增长 B．加15.A．地址ﻩB．数据 C.模m D．ｍ６．A．保护现场B．开中断C.设备服务 D．恢复现场三、名词解释（共１０分,每题２分)１.微操作命令和微操作答：微操作命令是控制完毕微操作的命令;微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。2.快速缓冲存储器答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度,在CPU和主存之间增设的高速存储器,它对用户是透明的。只要将ＣPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CＰＵ每次只须访问快速缓存就可达成访问主存的目的，从而提高了访存速度。3．基址寻址答:基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。4．流水线中的多发技术答:为了提高流水线的性能,设法在一个时钟周期(机器主频的倒数）内产生更多条指令的结果，这就是流水线中的多发技术。5.指令字长答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。四、（共５分）计算题答:［A+B]补=１.１011110， A+Ｂ=(－17／64）[A-Ｂ]补＝1．１00０110,ﻩＡ-Ｂ=(35/6４）五、简答题（共２0分)1．(4分)答:同步通信和异步通信的重要区别是前者有公共时钟,总线上的所有设备按统一的时序,统一的传输周期进行信息传输,通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟,没有固定的传输周期,采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有互相制约关系；半互锁方式通信双方有简朴的制约关系;全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。2．（６分，每写出一种给1分，最多6分）答:外围设备要通过接口与CPU相连的因素重要有：（１)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。（2)I/O设备种类繁多,速度不一，与CPＵ速度相差也许很大,通过接口可实现数据缓冲，达成速度匹配。（3)I／O设备也许串行传送数据,而ＣPＵ一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。(4)I／O设备的入／出电平也许与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。(5）CＰU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。（6)I／O设备需将其工作状况(“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等)及时报告CPU,通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息,供CPU查询。可见归纳起来,接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能(涉及缓冲、数据格式及电平的转换)。4．(5分）答:根据ＩR和MDＲ均为16位，且采用单字长指令，得出指令字长１6位。根据105种操作,取操作码7位。因允许直接寻址和间接寻址，且有变址寄存器和基址寄存器,因此取２位寻址特性,能反映四种寻址方式。最后得指令格式为:7２7ＯPMAD其中OP操作码，可完毕105种操作；Ｍ寻址特性，可反映四种寻址方式；AD形式地址。这种格式指令可直接寻址27=１2８,一次间址的寻址范围是21６=６553６。双字长指令格式如下:７27OPＭAD１ＡＤ2其中ＯＰ、M的含义同上;AD1∥AD2为23位形式地址。这种格式指令可直接寻址的范围为223＝8Ｍ。容量为8MB的存储器,MDＲ为1６位，即相应4M×1６位的存储器。可采用双字长指令,直接访问4M存储空间,此时ＭＡR取22位;也可采用单字长指令，但RX和RB取２2位,用变址或基址寻址访问4M存储空间。六、(共1５分）问答题1．(8分）答：(1）由于（PC)+1→PＣ需由ALＵ完毕,因此PC的值可作为ＡLＵ的一个源操作数,靠控制ALＵ做＋1运算得到(PＣ)+1，结果送至与ALU输出端相连的R２,然后再送至ＰC。此题的关键是要考虑总线冲突的问题,故取指周期的微操作命令及节拍安排如下:Ｔ0PC→MＡR，1→ＲT1M(MAR)→MDR,(PC)+１→Ｒ2Ｔ2MDＲ→IＲ，OP(IR)→微操作命令形成部件T3R2→ＰC(2）立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下:Ｔ0Ａd（IR)→R1;立即数→R1T１(Ｒ1)+(ＡCＣ）→R2;AＣC通过总线送ＡLUT２R2→AＣC;结果→ＡＣC２.（７分)答:ＤMA接口重要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和ＤMA控制逻辑等组成。在数据互换过程中,DMＡ接口的功能有:（1）向CPU提出总线请求信号;（2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线的控制；(3)向存储器发地址信号（并能自动修改地址指针）;（4)向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送；（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMＡ传送是否结束;（6）发DＭA结束信号，向CPU申请程序中断,报告一组数据传送完毕。ＤMＡ工作过程流程如图所示。七、设计题(共10分）答:（1）主存地址空间分派。（２分）A１5…Ａ11…Ａ7……Ａ0最大4K２Ｋ×8位ROM2片相邻4K４K×４位RAＭ2片最小16K8Ｋ×8位RAM2片(2）根据主存地址空间分派最大4K地址空间为系统程序区，选用2片２Ｋ×８位ＲOM芯片;（1分）相邻的4K地址空间为系统程序工作区，选用2片4K×4位RAM芯片;(1分）最小16K地址空间为用户程序区，选用２片8K×8位RAM芯片。(1分）（3)存储芯片的片选逻辑图（5分）习题和解析第一部分《计算机组成原理》中各章习题的解析及补充题的解析。计算机系统概论1．1习题解析选择题1．在下列四句话中,最能准确反映计算机重要功能的是。A.计算机可以存储大量信息B．计算机能代替人的脑力劳动Ｃ．计算机是一种信息解决机D．计算机可实现高速运算解：答案为C。２.1946年2月,在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机,它的名字叫(１)，１9４９年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为(２)。(1)A．EDＶACＢ．EＤＳACＣ.EＮIACD.UＮIVAC－Ⅰ（2）A.EＤVＡＣB.EDSACC．EＮIＡCD.ＵNIVAＣ－Ⅰ解:答案为⑴C，⑵Ａ。3．计算机硬件能直接执行的只能是。A．符号语言B.机器语言Ｃ.汇编语言D.机器语言和汇编语言解:答案为Ｂ。4.运算器的核心部件是。Ａ．数据总线B．数据选择器C．累加寄存器D．算术逻辑运算部件解：答案为D。5．存储器重要用来。Ａ．存放程序Ｂ.存放数据Ｃ．存放微程序Ｄ．存放程序和数据解:答案为D。6．目前我们所说的个人台式商用机属于。A.巨型机Ｂ.中型机Ｃ．小型机Ｄ.微型机解：答案为D。7．至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表达,其因素是。A.节约元件Ｂ．运算速度快C．物理器件性能决定D.信息解决方便解:答案为C。8.对计算机软、硬件资源进行管理,是的功能。Ａ.操作系统Ｂ.数据库管理系统Ｃ．语言解决程序D．用户程序解：答案为A。9．企事业单位用计算机计算、管理职工工资,这属于计算机的应用领域。Ａ．科学计算Ｂ．数据解决C.过程控制D．辅助设计解：答案为B。１０.微型计算机的发展以技术为标志。A.操作系统B.微解决器Ｃ．硬盘Ｄ．软件解：答案为B。二、填空题1.操作系统是一种(1)，用于（2），是(３)的接口。(1）A．系统程序B．应用程序C．用户程序D．中间件（2)Ａ．编码转换B.操作计算机Ｃ.管理和控制计算机的资源D．把高级语言程序翻译成机器语言程序（3）A.软件与硬件Ｂ.主机与外设C.用户与计算机D.高级语言与机器语言机解：答案为⑴A⑵C⑶C。2.计算机的硬件涉及、、、、五部分。解：答案为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。3．存储器分为和。在CPU运营程序时，必须把程序放在。解:答案为内(主）存储器，外(辅助）存储器，内存。４．存储器的存储容量一般以为单位,一台微机的内存容量是1２8MB,应是个这样的单位。解：答案为字节,128×220字节。5．计算机的运算精度重要由计算机的决定,越,则计算机的运算精度越高。解：答案为字长,字长，长。６.冯.诺依曼结构计算机的基本特点是。解:答案为程序存储。7.总线一般可分为三类,它们分别是，和。解:答案为数据总线、地址总线、控制总线。8.计算机软件一般可分为，和。解:答案为系统软件、应用软件、工具软件。9.邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。解：答案为模式辨认。10.微型计算机的分类以微解决器的来划分。解：答案为规格。三．简答题1.会计电算化属于计算机应用的哪个领域？答:在计算机的应用领域中,会计电算化属于计算机数据解决方面的应用领域。２.兼容性是计算机的一个重要性能,请解释一下何为向上兼容?答：所谓向上兼容是指旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运营。系列机通常具有这种兼容性。３．按照冯．诺依曼原理,现代计算机应具有哪些功能？答：按照冯.诺依曼原理,现代计算机应具有以下5个功能:⑴输入输出功能:能把原始数据和解题环节及中间结果接受下来(输入),把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给用户。⑵记忆功能：应能“记住”原始数据、解题环节及中间结果。⑶计算功能：应能进行一些最基本的运算。这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。⑷判断功能：计算机在进行一步操作后,应能从预先无法拟定的几种方案中选择一种操作方案。⑸自我控制功能:计算机应能保证程序执行的对的性和各部件间的协调性。4．答:计算机的大部分功能既能由硬件完毕，也能由软件完毕，从逻辑上讲，两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界线。4．如何理解软、硬件之间的等价性?答：计算机的大部分功能既能由硬件完毕，也能由软件完毕,从逻辑上讲,两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界线。5．何谓绿色计算机?对它有哪些规定?答：绿色计算机是指不会对人类及其生存环境导致不良影响的计算机。对它的重要规定是:⑴节能:规定计算机的耗电量要低。⑵低污染：在生产、包装过程中尽量使用无毒、可再生材料，打印机噪声要降到最小，电磁辐射要符合环保标准。⑶易回收：生产、运送和使用等各环节所用的材料应容易销毁或回收。⑷符合人体工程学的规定。第２章数字电路基础和计算机中的逻辑部件本章将给出主教材《计算机组成原理》第２章的习题及补充题的解析。２．1习题解析一．判断题1．触发器是一种时序电路,它是构成时序逻辑电路的基础。答：对的。2．组合逻辑电路的特点是它的输出状态仅与当时的输入状态有关，而与过去的输入状态无关。答：对的。3.译码器是一种组合逻辑电路，而计数器是一种时序逻辑电路。答：对的。４．移位寄存器除了能把存在其中的数据一位一位地向左或向右移动外,还可用它来判断最左边的位是0还是１。答：对的。5．环形计数器不是用来计数的，而是用于发出顺序控制信号的。答：对的。6.J-K触发器是组成计数器的抱负记忆元件。答:对的。７．计数器除了能对输入脉冲进行计数,还能作为分频器用。答：对的。8.PLA中的“与”阵列和“或”阵列都是可编程的。答:对的。９．在PAL中,“与”阵列是可编程的，而“或”阵列是固定连接的。答：对的。10．PRＯM的“与”阵列是不可编程的,“或”阵列是可编程的。答:对的。二．选择题１．4输入端“与非”门的某一输入端的输入为“0”，那么它的输出值是。Ａ.“0”B．取决于其他输入端的输入C.“１”解:答案为C。2.CPU中有若干寄存器,其中存放存储器中数据和指令地址的寄存器是,暂存数据和指令的寄存器是，存放CPU将要执行的下一条指令地址的寄存器是。A.地址寄存器Ｂ．程序计数器Ｃ.数据寄存器D.指令寄存器解：答案依次为Ａ，Ｃ，B。３.状态寄存器中的各个状态标志位是依据来置位的。A.算术逻辑部件上次的运算结果B.CＰU将要执行的指令Ｃ.CPU已执行的指令D.累加器中的数据解:答案为A。4.触发器的状态由时钟脉冲的上升沿时D（数据)端的状态决定,而与触发器的原状态无关,这种触发器是。A．J-K触发器B.Ｒ-S基本触发器C.D型触发器D．Ｒ－S同步触发器解:答案为C。５．在总线中起数据暂存和缓冲作用的器件是。A.总线传输器B.三态门C．总线控制器Ｄ．总线缓冲器解:答案为Ｄ。6．为协调计算机各部件的工作，需要来提供统一的时钟。A．总线缓冲器B.时钟发生器C．总线控制器Ｄ．操作命令发生器解:答案为B。７．逻辑表达式(A+B）.（A+B)可化简化(）(1)A(２）B(3)A(4)B(5)都不是解：答案为（2）B。把逻辑表达式展开并用公式进行化简。8．正逻辑下的“或-非”门是负逻辑下的。A.“与”门Ｂ．“或”门C.“与-非”门Ｄ.“异或”门解：答案为Ｃ。三.填空题1．可编程序逻辑器件的ＰLD事实上是两级结构的器件。解:答案为“与”和“或”。２．计算机中常用的时序电路有、和等。解：答案为触发器、计数器和寄存器。3.是构成时序电路的基础。解：答案为触发器。4．设“异或”门的二个输入端为A和Ｂ,输出为Y,当A接1时，输出为▁▁,当Ａ接0时，输出为▁▁。解:答案为B,B。5．计算机中常用的组合逻辑电路有、等。解:答案为译码器、数据选择器。6．计算机中常用或来驱动总线。解：答案集电极开路门、三态门。。７．当时钟脉冲CP到来时，各触发器的输入端的数据可被锁定至输出端以备输出的寄存器是。解：答案为并行寄存器。8.寄存器常用于乘、除法运算中。解:答案为移位寄存器。由于乘法需要对部分积和乘数进行右移操作，除法要对被除数和余数进行左移操作。四.综合题1．设A,B，Ｃ是三个二进制数码,用逻辑表达式写出A=Ｂ＝Ｃ的判断条件。（提醒:先画出真值表)。解：设判断函数为F,则F与A、B、C的关系用以下的真值表表达。ABCFＡBCF0000０101001１100０10０1０111０1１1０001由此可得到F＝Ａ．B.C+A.B.C2.请画出下列函数的真值表：⑴Ｆ1(A,B,Ｃ)＝A·B＋Ｂ·C⑵Ｆ2(A,Ｂ,C)=A+B＋Ｃ解：函数的真值表如下:ABCF1F2ＡＢＣF1F20000０1010０１10100110110０1０111０１11011１11１１3.试用三种基本门(与、或、非门)组成下列逻辑电路⑴异或门⑵同或门⑶与非门⑷或非门&ABF解:要先写出这四种电路的逻辑表达式，再用三种基本电路搭接。以“与非”门为例，“与非”门的逻辑表达式是Ｆ=A&ABF4．运用布尔代数的基本定律证明下列等式⑴Ａ＋Ｂ·Ｃ＝(Ａ＋C）·（A＋B)⑵(Ａ+B＋Ｃ)·A＝0解：证明⑴等式右边=（A+Ｃ）·(A＋B)＝Ａ·A＋A·B+C·A+C·Ｂ＝A＋A·B+C·Ａ+C·B=A·(１＋B）＋Ｃ·Ａ+C·B=A·(１＋C）+Ｃ·B=A＋C·Ｂ=等式左边因此，A＋C·B＝（A＋Ｃ）·(A+Ｂ）⑵用摩尔定理,等式左边展开为Ａ·B·C·A=A·A·Ｂ·C=0＝右边第3章信息表达与运算基础习题解析一、判断题1．在数字计算机中所以采用二进制是由于二进制的运算最简朴。答：对的。2.在所有的进位计数制中，整数部分最低位的权都是１。答:对的。3.某R进位计数制，其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的Ｒ倍。答：对的。4．计算机表达的数发生溢出的主线因素是计算机的字长有限。答:错误。5．表达定点数时,若规定数值0在计算机中唯一地表达为全0,应采用补码。答：对的。6.浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。答：对的。７.CRC校验码的生成和检查大多采用软件实现。答:对的。8．若浮点数的尾数用补码表达，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是０（正数）或是1（负数）。答:对的。9．在实际应用中,奇偶校验多采用奇校验,这是由于奇校验中不存在全“0”代码，在某些场合下更便于判别。答:对的。10．显示图形时要通过复杂的数学计算,因此占用的时间要比位图图像的时间长。答:对的。二、选择题1．下列各种数制的数中最小的数是。A.（1０1０01）2Ｂ．（101001)BCDC.（5２)8D.(233)H解:答案为B。2．下列各种数制的数中最大的数是。A.(1０01011）2B.７5C.（112)8D．（4Ｆ)H解:答案为Ｄ。3.１０1０AH是。A．表达一个二进制数B．表达一个十六进制数C．表达一个十进制数Ｄ.表达一个错误的数解：答案为Ｂ。4.二进制数２1５转换成二进制数是（1）,转换成八进制数是(2),转换成十六进制数是（3)。将二进制数０11０0100转换成十进制数是(4），转换成八进制数是(５），转换成十六进制数是(６)。（1）A.１1101011BB.111０１０１0BＣ．１０100001BD.１10１０111B(2)Ａ.3２7Ｂ．268.７5C．252Ｄ.326（3）A.13７HB．C6ＨC．D7ＨD．EAH（4)Ａ．1０1B．10０C.1１０Ｄ.９9（5)A．１23B．１44C.８０D.８00（６)Ａ．64B．6３Ｃ．100D.0ＡD解:答案依次为⑴D⑵A⑶B⑷Ｂ⑸B⑹A。5．ＡＳCＩI码是对（1）进行编码的一种方案,它是（2)的缩写。(1）A．字符Ｂ.汉字Ｃ．图形符号D．声音（２)Ａ.余3码B.十进制数的二进制编码C．格雷码D.美国标准信息互换代码解：答案依次为⑴A⑵D。6．在一个8位二进制数的机器中,补码表达数的范围从（１）(小)到(2）(大),这两个数在机器中的补码表达分别为(3）和（4),而数0的补码表达为（5)。(1）、（2):A.-256B.-２55C.-128Ｄ.-１27E.0F.+127Ｇ．+1２8H.+２55Ｉ.+２56(3）、(4)、(5):A．00000000Ｂ．1000000０C.０１111111D．11１１1111Ｅ.000０0000或1００00000Ｆ．0111１1１1或１１1１１1１1Ｇ.０00０000０或1111１111Ｈ.１０0000０0或0１11１１11解:答案依次为Ｃ，F，B，C,Ａ。7.将十进制数１５/2表达成二进制浮点规格化数(阶符1位,阶码2位，数符1位，尾数4位）是。A.0１1０1111Ｂ.0110１110C．０11１1111Ｄ．１11１１111解:答案为A。8．十进制数５的单精度浮点数ＩEEＥ754代码为。A．０0000000Ｂ.0０00０000C．000０００0０Ｄ．000０0000解：答案为Ａ。9．能发现两位错误并能纠正一位错的编码是。A．ＣRC码Ｂ．海明码C.偶校验码D．奇校验码解：答案为B。10．在大量数据传送中常用的且有效的检查法是。A．CＲC码B.海明码C．偶校验码Ｄ．奇校验码解:答案为Ａ。三、填空题１.计数制中使用的数据个数被称为。答:基。2.在用表达的机器数中,零的编码是唯一的。答：补码。3.信息的数字化编码是指。答:是指用“0”或“1”的二进制编码,并选用一定的组合规则来表达信息。4．一个定点数由和两部分组成。根据小数点位置不同，定点数据有和两种表达方法。答:符号位,数值域，纯小数，纯整数(顺序可变）。5.BCD码中,每一位十进制数字由位二进制数码组成，用ASCII码表达一个字符通常需要位二进制数码。答：4,7。6.移码常用来表达浮点数的部分,移码和补码比较，它们除外,其他各位都。答:阶码,符号位，相同。７.码距的定义是。答：编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。8．842１码用二进制求和时，当和超过时,需要做修正。答：9，加6调整。9．有二进制数D４D3D2Ｄ1，奇偶校验值用p表达,则奇校验为,偶校验为，奇偶校验只能检测,无法检测。答:Ｐ＝D4⊕D３⊕D2⊕D1,Ｐ=D4⊕D３⊕D2⊕D1,奇数个错，偶数个错。10．在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1时，需要对结果进行,其操作是。答:向右规格化，尾数右移一位，右边补一个０,阶码减1，直到尾数绝对值≥0.5。四、计算题1.用二进制数表达一个四位十进制的整数最少需要几位(不含符号位）。解：2X＝１04，N=4×１／㏒２=1４位。2．某机器字长３2位，定点表达,其中31位表达尾数,1位是符号位,问:⑴定点原码整数表达时，最大正数是多少？最小负数是多少?⑵定点原码小数表达时,最大正数是多少？最小负数是多少？。解:⑴定点原码整数表达时，最大正数=(231－1）；最小负数＝-(231－1）⑵定点原码小数表达时，最大正数＝（1－２-３1);最小负数＝-（1-2-31)3.写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。（1）±1０１1(2）±0.110１（3）±0解：①（+10１1）原＝0１０１1（-1０１1)原=110１1(＋1０11）反=０1011（-10１1)反=10100(＋1011)补＝０１０11（-1011）补＝10101(＋1０11)移＝１1011（-１0１1)移＝00100②（＋0.1101）原＝０.１1０1（-0.1101)原＝1.1１0１（＋０.1101)反＝0.1101（-０．1101)瓜=１．0010(+0．1101)补=0.110１（-0.1101)补=1.0011（+0.１10１)移=0.１１01（-0．11０1）移=0.0０1１③（+0．0000)原＝000００（-０0000）原=100０0（＋0．0000)反＝00０00(-000０0)反=１1111(＋0.0000)补＝00000（-０0000）原=00000(+0.00０0）移=10000(－000０0）原＝１0000４.某机器字长16位,浮点表达时,其中含1位阶符、5位阶码、1位尾符、９位尾数,请写出它能表达的最大浮点数和最小浮点数。解：最大浮点数=2+２1×(1-2-９)最小浮点数＝-2+３1×（1－２－9）。5．字符“Ｆ”的ASCII码为４6Ｈ,请写出它的奇校验码和偶校验码（假定校验位加在最高位)。解：字符“Ｆ”的ASＣII码为46H，奇校验码为10１１011０（Ｂ6H），偶校验码为00１10１10(3６Ｈ）。6.已知被校验的数据为１01１01，求其海明校验码。提醒:先决定校验位的位数r＝4,然后根据编码规则决定海明校验位的位置和数据位的位置，最后用偶校验法求出校验位的值。答案应为。解:⑴先定校验位的位数,当r＝4时,共有16种状态,大于k+ｒ＋1=11,故选用r＝４,校验位至少取4位。⑵决定校验位的位置:按海明码生成法规定,海明校验位第i位应放在2i-１的海明位置上。⑶决定数据位的位置:数据位应由低到高依次插空放在其他海明位上。即D６Ｄ5P4Ｄ４Ｄ3P３Ｄ1P２P１。⑷决定被校验数据位由哪几位校验位进行校验:按海明码生成法规定，每个数据位由多个校验位进行校验，但被校验数据的海明位号要等于校验该位数据的各位校验位的海明位号之和。⑸决定各个校验位之值：按海明码生成法规定,用偶校验法生成校验位,校验位之值为各被校验位数据之和。P1＝D1⊕D2⊕D4⊕D5P２＝Ｄ１⊕D３⊕Ｄ4⊕D6P3=D2⊕D3⊕D4P4=Ｄ5⊕D6在本例中，被校数据为101１0１，即D１＝1,Ｄ2=0,Ｄ3=１，Ｄ4=1,D5=0，Ｄ6＝1，故P1=D１⊕D2⊕D４⊕Ｄ５=0Ｐ2=Ｄ1⊕D３⊕D4⊕D6＝0Ｐ3＝Ｄ２⊕Ｄ3⊕Ｄ4=1P４＝D5⊕D６=1最后得到被校验数据１011０1的海明码为。7.已知被检信息为１010，选择的生成多项式是G（X)为X3＋X+1，求CRC校验码，并求循环余数,说明其校验原理。解：⑴生成多项式为K+1位的X３＋Ｘ+1,即G（X)=1011。⑵拟定校验位的位数为K＝３。⑶在有效数据位后面添3（K=3)个０，然后用它与G(X）进行模2除法运算，所得余数即为所求的校验位。运算过程如下：100110１１√101０100１01１１0０01０0１0１１余数为011，所以被检数据的CＲC校验码为101００１1。⑷求循环余数:在上述余数011的基础上添0继续进行模2除法。余数循环如下：01１→110→111→10１→001→01０→10０→01１。除法过程略。8．将二进制数101１010转换成8４2１码。解:先把二进制数转换成十进制数,（１011０11)2=91＝（10010００１）8421。五、简答题1.试比较定点带符号数在计算机内的四种表达方法。答:带符号数在计算机内部的表达方法有原码、反码、补码和移码。原码表达方法简朴易懂,实现乘、除运算简朴,但用它实现加、减运算比较复杂。补码的特点是加、减法运算规则简朴,正负数的解决方法一致。反码通常只用来计算补码,由于用反码运算不方便，在计算机中没得到实际应用。移码由于保持了数据原有的大小顺序,便于进行比较操作,常用于浮点数中的阶码,使用比较方便。2.试述浮点数规格化的目的和方法。答:浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码表达时,若符号位与小数点后的第一位不相等,则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化,可以保证运算数据的精度。通常，采用向左规格化(简称左规)，即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完毕。3.在检错码中,奇偶校验法能否认位发生错误的信息位？是否具有纠错功能？答:⑴在检错码中，奇偶校验法不能定位发生错误的信息位。⑵奇偶校验没有纠错能力。４．简述循环冗余码(ＣRC)的纠错原理。4.简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。答：ＣＲＣ码是一种纠错能力较强的校验码。在进行校验时，先将被检数据码的多项式用生成多项式G(X）来除,若余数为0，说明数据对的；若余数不为0，则说明被检数据有错。只要对的选择多项式G(Ｘ)，余数与ＣRC码犯错位位置的相应关系是一定的，由此可以用余数作为判断犯错位置的依据而纠正犯错的数据位。第４章存储系统4.１习题解析一.判断题1．计算机的主存是由RＡM和ROM两种半导体存储器组成的。答：对的。２．CPU可以直接访问主存,而不能直接访问辅存。答:对的。3.外(辅)存比主存的存储容量大、存取速度快。答：错误。4．动态RＡＭ和静态RAM都是易失性半导体存储器。答：对的。5．Cache的功能所有由硬件实现。答:对的。６.引入虚拟存储器的目的是为了加快辅存的存取速度。答：错误。7.多体交叉存储器重要是为了解决扩充容量的问题。答：错误。多体交叉存储器重要是为了提高存取速度，增长带宽。8.Cａcｈe和虚拟存储器的存储管理策略都运用了程序的局部性原理。答：对的。9．多级存储体系由Caｃhe、主存和辅存构成。答:对的。10．在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由编译器完毕地址映射。答:错误(由操作系统完毕)。二.选择题1．主(内）存用来存放。A.程序B．数据C．微程序Ｄ．程序和数据解:答案为Ｄ。2.下列存储器中,速度最慢的是。A．半导体存储器B.光盘存储器Ｃ.磁带存储器D.硬盘存储器解:答案为Ｃ。3.某一ＳRAM芯片,容量为16Ｋ×1位,则其地址线有。A.1４根B．16Ｋ根Ｃ．16根D.32根解:答案为A。4．下列部件（设备)中，存取速度最快的是。A.光盘存储器B．ＣＰU的寄存器C．软盘存储器D．硬盘存储器解：答案为Ｂ。５．在主存和CPU之间增长Caｃhe的目的是。A.扩大主存的容量B．增长CPU中通用寄存器的数量C.解决ＣPU和主存之间的速度匹配D．代替ＣＰＵ中的寄存器工作解：答案为C。6．计算机的存储器采用分级存储体系的目的是。A.便于读写数据B．减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾解：答案为D。7．相联存储器是按进行寻址的存储器。Ａ．地址指定方式B.堆栈存取方式C.内容指定方式D．地址指定与堆栈存取方式结合解：答案为C。8．某SRAM芯片，其容量为1Ｋ×8位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为。Ａ.２3Ｂ．25C．50Ｄ.2０解:答案为Ｄ。9.常用的虚拟存储器由两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。A．主存—辅存Ｂ.快存—主存C．快存—辅存D．通用寄存器—主存解:答案为A。10.在Ｃache的地址映射中,若主存中的任意一块均可映射到Caｃhｅ内的任意一快的位置上，则这种方法称为。A.全相联映射B．直接映射Ｃ．组相联映射Ｄ.混合映射解:答案为Ａ。三.填空题1．对存储器的规定是、、，为解决这三者的矛盾,计算机、采用体系结构。答：速度快、容量大、成本低，分级存储体系。2．CPU能直接访问和，但不能访问和。答:主存、ＣACＨE、外存、I/O设备。3.Ｃａｃhｅ的映射方式有、和三种。其中方式,适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺陷,比较抱负。答：直接映象、全相联映象、组相联映象,组相联映象。4．广泛使用的和都是半导