计算机本-计算机组成原理

1、成绩 :计算机组成原理形成 性 考核 册专业 :学号：姓名：河北广播电视大学开放教育学院（请按照顺序打印，并左侧装订）计算机组成原理A 作业 1一、选择题1、机器数（）中，零得表示形式就是唯一得。、原码B、补码C、移码反码2、某计算机字长16 位，采用补码定点小数表示，符号位为1 位 ,数值位为 1位 ,则可表示得最大正小数为（),最小负小数为 (）。A 、 (216-1），（ 1-2）B 、 +（ 151)， -(1-2 - 6）C、 +（ 21）， 1、 +（ 25- )， -(1 2 5）、加法器采用并行进位得目得就是(）。A 、提高加法器得速度B、快速传递进位信号、优化加法器结构D、增

2、强加法器功能4、组成一个运算器需要多个部件，但下面所列（)不就是组成运算器得部件 .、状态寄存器B、数据总线C、 A U、地址寄存器二、判断题 (判断下列说法就是否正确，并说明理由)。1、AS I编码就是一种汉字字符编码。错误： ASCII编码就是一种西文字符编码。2、一般采用补码运算得二进制减法器，来实现定点二进制数加减法得运算。错误 :采用补码运算得二进制加法器,来实现定点二进制数加减法得运算。3、在浮点数表示法中，阶码得位数越多,能表达得数值精度越高。错误 :阶码得位数越多，能表达得数值范围越大;尾数得位数越多,能表达得数值精度越高.、只有定点数运算才可能溢出,浮点数运算不会产生溢出。错

3、误 :浮点运算也会产生溢出 .三、简答题 .1、简述奇偶校验码与海明校验码得实现原理。答：奇偶校验码原理：通常就是为一个字节补充一个二进制位,称为校验位 ,通过设置校验位得值为0或 1 得方式，使字节自身得位与该校验位含有1 值得位数一定为奇数或偶数.在接收方 ,检查接收到得码字就是否还满足取值为得总得位数得奇偶关系，来决定数据就是否出错。海明校验码原理： 就是在 k 个数据位之外加上r 个校验位， 从而形成一个 k r 位得新得码字， 使新得码字得码距比较均匀地拉大。把数据得每一个二进制位分配在几个不同得偶校验位得组合中，当某一位出现错误，就会引起相关得几个校验位得值发生变化，这不但可以发现

4、错误，还可以指出哪一位出错，为进一步纠错提供了依据。、简述教材中给出得 I S 计算机得运算器部件得功能与组成.答 :MIPS 计算机得运算器部件得功能与组成: 运算器得首要功能就是完成对数据得算术与逻辑运算,由其内部得一个被称之为算术与逻辑运算部件(英文缩写为ALU ）承担；运算器得第二项功能，就是暂存将参加运算得数据与中间结果，由其内部得一组寄存器承担； 为了用硬件线路完成乘除指令运算 , 运算器内一般还有一个能自行左右移位得专用寄存器, 通称乘商寄存器 .这些部件通过几组多路选通器电路实现相互连接与数据传送；运算器要与计算机其它几个功能部件连接在一起协同运行，还必须有接受外部数据输入与送

5、出运算结果得逻辑电路。、浮点运算器由哪几部分组成？答：处理浮点数指数部分得部件、处理尾数得部件、加速移位操作得移位寄存器线路以及寄存器堆等组成。4、假定X=0 、 0110011 11,Y=0 10110 2-1( 此处得数均为二进制），在不使用隐藏位得情况下 ,回答下列问题：（ 1)浮点数阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示 (含符号位） ,写出该浮点数能表示得绝对值最大、最小得（正数与负数）数值；(）写出X 、 Y 得浮点数表示。(）绝对值最大 :1111 11111111 111 1 1111 11绝对值最小：001 0 00 00 10000 00(2)X 浮 =0浮 00110

6、 01101 1四、计算题1、将十六进制数据4、4CH 表示成二进制数,然后表示成八进制数与十进制数.( 4、 4C)16= （ 10100、 0100 1） 2=(24、 23)8 (20、 29 7 )102、对下列十进制数表示成8 位（含一位符号位)二进制数原码与补码编码。( )1； (2） -17(1）（ 7) 0 ( 0001)2（ 10001）原码 =010001( 000 )补码 =(01 01）（ )（ - 0001）原码 1 010001（ 10 01)反码 =11 0 110（ - 000）补码 =11101 13,、已知下列各【x】 原，分别求它们得【x】 反 与【】 补

7、.(1) 【】 原 =0、10 0；(2) 【 x】 原 =、 00111;(3）【 x】 原 =01 100;(4) 【x】 原= 10100 (） x原 =0、 010 x反 x补 =0、 100（ 2） x原 =、 00111x 反 =1 、 1 000 补 =1、 1 01（ 3） 原 =0 0100 反 补 = x 原 010100( ) x原 =110100 x反 1 1 11 补 101 004、写出 X=10111101,Y= 0 0 11 得双符号位原码、反码、补码表示,并用双符号补码计算两个数得差。x 原反 = x补 = 1 1110 原 = 00 1 1 y反 =11 1

8、 1 0 1 0 0 y 补 = 11 01 101两数差 :00 1 0 00计算机组成原理A 作业 2一、选择题 :。计算机硬件能直接识别与运行得只能就是_ _程序。机器语言B.汇编语言C。高级语言D. HDL答 :2.指令中用到得数据可以来自_ _(可多选）。A. 通用寄存器B微程序存储器C.输入输出接口E、 内存单元、 磁盘答： A 、 C、 E。汇编语言要经过_ _得翻译才能在计算机中执行。A 。编译程序B 数据库管理程序C。汇编程序D指令寄存器D.文字处理程序答： C4.在设计指令操作码时要做到_ _ _（可多选)。A 能区别一套指令系统中得所有指令B.能表明操作数得地址C长度随意

9、确定D. 长度适当规范统一答： A 、5。控制器得功能就是_ _。A. 向计算机各部件提供控制信号C。支持汇编程序B执行语言翻译D.完成数据运算答 :A6从资源利用率与性能价格比考虑,指令流水线方案_ _，多指令周期方案指令周期方案_。A 最好。次之C.最不可取D都差不多答： A 、 C_ _，单二、判断题:判断下列说法就是否正确，并说明理由。1。变址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号与一个数值。2计算机得指令越多，功能越强越好。3程序计数器P主要用于解决指令得执行次序。4微程序控制器得运行速度一般要比硬连线控制器更快。三、简答题 :1一条指令通常由哪两个部分组成 ?指令得操作码一般有哪几种组

10、织方式？各自应用在什么场合？各自得优缺点就是什么？答：一条指令通常由操作码与操作数两个部分组成.指令得操作码一般有定长得操作码、变长得操作码两种组织方式。定长操作码得组织方式应用在当前多数得计算机中；变长得操作码组织方式一般用在小型及以上得计算机当中。定长操作码得组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码与识别速度有利。变长得操作码组织方式可以在比较短得指令字中,既能表示出比较多得指令条数，又能尽量满足给出相应得操作数地址得要求。2.如何在指令中表示操作数得地址?通常使用哪些基本寻址方式?答 :就是通过寻址方式来表示操作数得地址。通常使用得基本寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄

11、存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。3。为读写输入/输出设备，通常有哪几种常用得寻址方式用以指定被读写设备？答 :为了便于CP对外部设备得快速识别与选择，即为读写输入/输出设备，必须对接口中所有可访问得寄存器( /O 端口 )进行编址。通常有两种常用得编址方式用以指定被读写设备,一就是端口与主存储器统一得编制方式,另一种就是I/O 端口与主存储器彼此独立得编制方式.4。简述计算机中控制器得功能与基本组成，微程序得控制器与硬连线得控制器在组成与运行原I/O理方面有何相同与不同之处？答：控制器主要由下面个部分组成：（）程序计数器（PC），就是用于提供指令在内存中得地址得部件，服

12、务于读取指令,能执行内容增量与接收新得指令地址,用于给出下一条将要执行得指令得地址。（ 2）指令寄存器(IR ），就是用于接收并保存从内存储器读出来得指令内容得部件，在执行本条指令得整个过程中，为系统运行提供指令本身得主要信息.（ 3）指令执行得步骤标记线路，用于标记出每条指令得各个执行步骤得相对次序关系，保证每一条指令按设定得步骤序列依次执行。(4)全部控制信号得产生部件,它依据指令操作码、指令得执行步骤( 时刻 )，也许还有些另外得条件信号 ,来形成或提供出当前执行步骤计算机各个部件要用到得控制信号。计算机整机各硬件系统正就是在这些信号控制下协同运行，执行指令,产生预期得执行结果。由于上述

13、后两个部分得具体组成与运行原理不同,控制器被分为硬连线控制器(又称为组合逻辑得控制器 )与微程序控制器两大类。,微程序得控制器与组合逻辑得控制器就是计算机中两种不同类型得控制器。共同点 :基本功能都就是提供计算机各个部件协同运行所需要得控制信号；组成部分都有程序计数器 PC,指令寄存器 IR ；都分成几个执行步骤完成每一条指令得具体功能。不同点：主要表现在处理指令执行步骤得办法，提供控制信号得方案不一样。微程序得控制器就是通过微指令地址得衔接区分指令执行步骤，应提供得控制信号从控制存储器中读出，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件.组合逻辑控制器就是用节拍发生器指明指令执行步骤，用组合逻辑电路

14、直接给出应提供得控制信号。微程序得控制器得优点就是设计与实现简单些，易用于实现系列计算机产品得控制器,理论上可实现动态微程序设计,缺点就是运行速度要慢一些。组合逻辑控制器得优点就是运行速度明显地快,缺点就是设计与实现复杂些,但随着EDA工具得成熟，该缺点已得到很大缓解。 .控制器得设计与该计算机得指令系统就是什么关系?答：控制器得得基本功能，就是依据当前正在执行得指令,与它所处得执行步骤，形成并提供在这一时刻整机各部件要用到得控制信号。所以，控制器得设计与该计算机得指令系统就是一一对应得关系，也就就是控制器得设计应依据指令得要求来进行,特别就是要分析每条指令得执行步骤，产生每个步骤所需要得控制

15、信号。6指令采用顺序方式、流水线方式执行得主要差别就是什么？各有什么优点与缺点?顺序方式就是， 在一条指令完全执行结束后,再开始执行下一条指令。优点就是控制器设计简单，容易实现，；缺点就是速度比较慢。在计算机中 ,完成一条指令实际上可分为几个步骤,如取指令、译码、指令执行、存结果等步骤，指令流水线方式就是提高计算机硬件性能得重要技术与有效措施,在成本增加不多得情况下很明显地提高了计算机得性能。实现得思路就是把一条指令得处理过程分解为不同得几个步骤、使用不同得执行部件去完成，在时间上又允许这几个部件可以并行运行,例如当某一条指令在进行译码阶段时、下一条指令即可进入取指令阶段，这样可以大大提高指令

16、得执行得速度杂，比较不容易实现 ,；突出得优点就是速度明显提高。,缺点就是控制器设计复计算机组成原理A 作业一、选择题1、下列部件 (设备）中 ,存取速度最快得就是（B）A 、光盘存储器B 、CPU 得寄存器C软盘存储器D、硬盘存储器2、某 S M 芯片容量为1 8 位，除电源与接地端外，连同片选与读写信号该芯片引出线得最少数目应为( ）。A23B、 5C 50D 、 20、在主存与CP之间增加C ch得目得就是（C ) 。A 、矿大主存得容量、增加 CP中通用寄存器得数值C 、解决 CPU与主存之间得速度匹配D 、代替 C U 中得寄存器工作4、在独立编址方式下，存储单元与/O 设备就是靠

17、(A）来区分得 .A、不通得地址与指令代码、不通得数据与指令代码C、不通得数据与地址D、不通得地址5、随着 CPU速度得不断提升, 程序查询方式很少被采用得原因就是（A 、硬件结构复杂、硬件结构简单C 、 CP与外设串行工作 ）。、 PU与外设并行工作6、在采用DMA方式得 I 系统中 , 其基本思想就是在( B) 之间建立直接得数据通路。A、 CPU与外设 B 、主存与外设C、 CP与主存 D 、外设与外设（二）判断题(判断下列说法就是否正确，并说明理由） CU 访问存储器得时间就是由存储器得容量决定得,存储器容量越大,访问存储器所需得时间越长。 2引入虚拟存储系统得目得,就是为了加快外存得

18、存取速度。3按主机与接口间得数据传送方式,输入 /输出接口可分为串行接口与并行接口.4。 MA 控制器通过中断向U 发 DMA 请求信号。 三、简答题在三级存储体系中，主存、外存与高速缓存各有什么作用?各有什么特点？答 :主存储器：简称为主存或内存，主存储器速度快，但容量较小。它用来存放计算机运行时正在执行得程序与数据 , PU 可以直接对主存内得单元进行读写操作。辅助存储器：。简称为外存，位于系统主机得外部,辅助存储器速度慢、容量大。它通常它用来存放需要长期保留得或就是暂时不用得程序与数据信息，但需要处理这些信息时，CPU要将它调入内存后，才能使用.高速缓冲存储器：高速缓冲存储器(C che

19、)就是为了解决PU 与主存之间速度不匹配而采用得一项技术 .高速缓冲存储器，就是一个相对于主存来说容量很小、速度特快、用静态存储器器件实现得存储器系统。它得作用在于缓解主存速度慢、跟不上CPU读写速度要求得矛盾.它得实现原理,就是把 CPU最近最可能用到得少量信息（数据或指令）从主存复制到Cach中，当CPU 下次再用这些信息时 ,它就不必访问慢速得主存,而直接从快速得ACH中得到 ,从而提高了得到这些信息得速度，使 C U 有更高得运行效率。2。什么就是随机存取方式?哪些存储器采用随机存取方式?答： RAM,即随机存储器,可以瞧作就是由许多基本得存储单元组合起来构成得大规模集成电路。按工作原

20、理得不同，随机存储器存取方式可分为：静态随机存储器（ R M ）两种类型。SRAM)与动态随机存储器3。什么就是虚拟存储器?它能解决什么问题？为什么？答 :虚拟存储器属于主存 外存层次 ,由存储器管理硬件与操作系统中存储器管理软件支持， 借助于硬磁盘等辅助存储器 ,并以透明方式提供给用户得计算机系统具有辅存得容量，接近主存得速度，单位容量得成本与辅存差不多得存储器 .主要用来缓解内存不足得问题， 当内存占用完时， 计算机系统就会自动调用一部分硬盘空间来补充内存。4。什么就是串行接口与并行接口？简述它们得数据传输方式与适用场合。答 :串行接口只需要一对信号线来传输数据，主要用于传输速度不高、传输距离较长得场合。并行接口传输按字或字节处理数