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计算机组成与设计 第五版答案_CH01_Solution

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计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)[]

第一章 1.比较数字计算机和模拟计算机的特点 解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的;数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行。两者主要区别见 P1 表 1.1 。 2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么? 解:分类:数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3.数字计算机有那些主要应用?(略) 4.冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些主要组成部分? 解:冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中;程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5.什么是存储容量?什么是单元地址?什么是数据字?什么是指令字? 解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB MB GB来度量,存储 容 量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。单元地址:单元地址简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地 址。 数据字:若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据,则称数据字。指令字:若某计算机字代表一条指令或指令的一部分,则称指令字。 6.什么是指令?什么是程序? 解:指令:计算机所执行的每一个基本的操作。程序:解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序,简称程序。 7.指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据? 解:一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。

计算机组成原理第五版 白中英(详细)第4章习题参考答案

第4章习题参考答案 1.ASCII码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理?为什么? 答:不合理。指令最好半字长或单字长,设16位比较合适。一个字符的ASCII 是7位,如果设计主存单元字长为32位,则一个单元可以放四个字符,这也是可以的,只是在存取单个字符时,要多花些时间而已,不过,一条指令至少占一个单元,但只占一个单元的12位,而另20位就浪费了,这样看来就不合理,因为通常单字长指令很多,浪费也就很大了。 2.假设某计算机指令长度为32位,具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式,指令系统共有70条指令,请设计满足要求的指令格式。 答:字长32位,指令系统共有70条指令,所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令 单操作数指令 无操作数指令 3.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 答:该指令格式及寻址方式特点如下: (1) 单字长二地址指令。 (2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3) 源和目标都是通用寄存器(可分指向16个寄存器)所以是RR型指令,即两个操作数均在寄存器中。 (4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。 4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 答:该指令格式及寻址方式特点如下: (1)双字长二地址指令,用于访问存储器。 (2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3)RS型指令,一个操作数在通用寄存器(选择16个之一),另一个操作数 在主存中。有效地址可通过变址寻址求得,即有效地址等于变址寄存器(选择16个之一)内容加上位移量。

计算机组成原理考试题库

计算机原理考试题库 一、选择题 1、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 2、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 3、完整的计算机系统应包括D。 A、运算器、存储器、控制器 B、外部设备和主机 C、主机和实用程序 D、配套的硬件设备和软件系统 4、计算机存储数据的基本单位为A。 A、比特Bit B、字节Byte C、字组Word D、以上都不对 5、计算机中有关ALU的描述,D是正确的。 A、只做算术运算,不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 6、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 7、下列语句中是C正确的。 A、1KB=1024 1024B B、1KB=1024MB C、1MB=1024 1024B D、1MB=1024B 8、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 9、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 10、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 11、计算机中有关ALU的描述,D是正确的。 A、只做算术运算,不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 12、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 13、下列语句中是C正确的。 A、1KB=1024 1024B B、1KB=1024MB C、1MB=1024 1024B D、1MB=1024B 14、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 15、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 16、存放欲执行指令的寄存器是D。 A、MAE B、PC C、MDR D、IR 17、用以指定待执行指令所在地址的是C。

计算机组成与设计答案

计算机组成与设计答案——节选 9. 设计算机A有60条指令,指令操作码为6位固定长度编码,从000000到111011。其后继产品B需要增加32条指令,并与A保持兼容, (1) 试为计算机B设计指令操作码。(2) 计算操作码平均长度。答::(1)6位操作码中保留了111100到111111四个码字,如果不再保留码字可增加3位扩展码,这样增加的32条指令的操作码为111100,000到111111,111中的一个。(2)如果每条指令的使用概率相等,则平均指令长度为: (6×60 + 9×32)/(60+32) = 7.04 注意:B计算机与A计算机保持兼容意味着B计算机原封不动地采纳A计算机的指令,可增加新的指令,但A计算机中已有的指令不能做任何改动。 10. 某计算机的指令系统字长定长为16位,采用扩展操作码,操作数地址需要4位。该指令系统已有三地址指令M条,二地址指令N 条,没有零地址指令,问系统最多还有多少条一地址指令? 答:三种指令的操作码长度分别为4位、8位和12位。设系统最多有L条一地址指令,则有 L=((24-M) ?24-N) ?24 13. 在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器,给定以下存储

器数值: 单元20中的内容是40 单元30中的内容是50 单元40中的内容是60 单元50中的内容是70 求以下指令分别将什么数值装入到累加器中?(1) load #20 (2) load 20 (3) load (20) (4) load #30 (5) load 30 (6) load (30) 答:(1) 20 (2) 40 (3) 60 (4) 30 (5) 50 (6) 70 15. 一条双字长的指令存储在地址为W的存储器中。指令的地址字段位于地址为W+1处,用Y表示。在指令执行中使用的操作数存储在地址为Z的位置。在一个变址寄存器中包含X的值。试叙述Z是怎样根据其他地址计算得到的,假定寻址方式为 (1) 直接寻址(2) 间接寻址(3) 相对寻址(4) 变址寻址 答:根据题意画出如下示意图: WW+1变址寄存器XZ存储器?OP(操作码)Y(地址码)?A (1) 在直接寻址方式下,指令中存放的就是操作数的地址。即操作数的地址Z在地址为W+1处,Z从指令中得到,所以有Z=Y。(2) 在存储器间接寻址方式下,操作数的地址在某一个存储单元中,其地址在指令中。Z根据Y访存后得到,所以有Z = (Y)。 (3) 在相对寻址方式下,操作数的地址为PC的值(取完指令后PC的值为W+2)加上Y得到。所以有Z=W+Y+2。 (4) 在变址寻址方式下,操作数的地址为变址寄存器的值加上Y得到。所以有Z=X+Y

计算机组成原理第五版 白中英(详细)第5章习题参考答案

第5章习题参考答案 1.请在括号内填入适当答案。在CPU中: (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是(IR ); (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是(AR ) (3)算术逻辑运算结果通常放在(DR )和(通用寄存器)。 2.参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl,(R2)”的指令周期流程图,其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解: STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下:

STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3.参见图5.15的数据通路,画出取数指令“LAD (R3),R0”的指令周期流程图,其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中,标出各微操作控制信号序列。 解: LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下:

PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4.假设主脉冲源频率为10MHz ,要求产生5个等间隔的节拍脉冲,试画出时序产生器的逻辑图。 解:

5.如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲;T l =200ns ,T 2=400ns ,T 3=200ns ,试画出时序产生器逻辑图。 解:取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ,即,其频率为5MHz.;由于要输出3个节拍脉冲信号,而T 3的宽度为2个时钟周期,也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期,所以除了C 4外,还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3;并令 211C C T *=;321C C T *=;313C C T =,由此可画出逻辑电路图如下:

计算机组成原理模拟试题

计算机组成原理 1.(45.75)10=(___________)16 2.若[X]补=1.0110,则[1/2X]补=___________。 3.若X补=1.1001,按舍入恒置1法舍去末位得__________。 4.运算器的核心部件是__________。 5.动态MOS存储器的刷新周期安排方式有____________、 _____________、_____________。 6.若地址码8位,按字节编址则访存空间可达___________,若地址码10位,则访存空间可达_____________,若地址码20位,则访存空间可达_____________。 7.CPU中用于控制的寄存器有_______________________、 __________________ 和_____________________三种;8.控制器的组成方式可分为______________________和微程序控制器两类。 9.按数据传送方式,外围接口可分为_________________和 __________________。 10.指令中的操作数一般可分为_______操作数和_______操作数。11.申请掌握使用总线的设备,被称为__________。 12.某CRT显示器,分辨率800列╳600行,如果工作在256色模式下,则至少需要_________字节的显示存储器。 选择题: 1、浮点加减中的对阶是() A.将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同 B.将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同 C.将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同 D.将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同 2、下列哪一个属于检错纠码() A. BCD码 B. ASCII码 C. 奇偶校验码 D. 8421码 3、指令格式可表示为()和地址码的形态 A.指令码 B. 操作码 C.微指令 D. 寄存器码 4、在不同速度的设备之间传送数据( )

计算机组成与设计 硬件 软件接口-第四版-课后题答案 第二章

2 Solutions Solution 2.1 2.1.1 a.add f, g, h add f, f, i add f, f, j b.addi f, h, 5 addi f, f, g 2.1.2 a.3 b.2 2.1.3 a.14 b.10 2.1.4 a. f = g + h b. f = g + h 2.1.5 a.5 b.5 Solution 2.2 2.2.1 a.add f, f, f add f, f, i b.addi f, j, 2 add f, f, g

S20 Chapter Solutions 2 2.2.2 a.2 b.2 2.2.3 a.6 b.5 2.2.4 a. f += h; b. f = 1–f; 2.2.5 a.4 b.0 Solution 2.3 2.3.1 a.add f, f, g add f, f, h add f, f, i add f, f, j addi f, f, 2 b.addi f, f, 5 sub f, g, f 2.3.2 a.5 b.2 2.3.3 a.17 b.–4

Chapter 2 Solutions S21 2.3.4 a. f = h – g; b. f = g – f – 1; 2.3.5 a.1 b.0 Solution 2.4 2.4.1 a.lw $s0, 16($s7) add $s0, $s0, $s1 add $s0, $s0, $s2 b.lw $t0, 16($s7) lw $s0, 0($t0) sub $s0, $s1, $s0 2.4.2 a.3 b.3 2.4.3 a.4 b.4 2.4.4 a. f += g + h + i + j; b. f = A[1];

计算机组成原理课后复习资料白中英主编第五版立体化教材

计算机组成原理第五版习题答案计算机组成原理第五版习题答案 第一章 (1) 第二章 (3) 第三章 (14) 第四章 (19) 第五章 (21) 第六章 (27) 第七章 (31) 第八章 (34) 第九章 (36)

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计算机组成原理第五版习题答案第一章 1.模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据,采用电压组合和测量值的计算方式,盘上连线的控制方式,而数字计算机用数字0 和 1 表示数据,采用数字计数的计算方式,程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比,精度高,数据存储量大,逻辑判断能力强。 2.数字计算机可分为专用计算机和通用计算机,是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3.科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。4.主要设计思想是:采用存储程序的方式,编制好的程序和数据存放在同一存储器中,计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务;在机器内部,指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。主要组成部分有::运算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。 5.存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号,称为单元地址。如果某字代表要处理的数据,称为数据字。如果某字为一条指令,称为指令字。6.计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,称为程序。 7.取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。 8.半导体存储器称为内存,存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存,内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调地工作。 9.计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能用用途;应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。 10.在早期的计算机中,人们是直接用机器语言来编写程序的,这种程序称为手编程序或目的程序;后来,为了编写程序方便和提高使用效率,人们使用汇编语言来编写程序,称为汇编程序;为了进一步实现程序自动化和便于程序交流,使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机,人们又创造了算法语言,用算法语言编写的程序称为源程序,源程序通过编译系统产生编译程序,也可通过解释系统进行解释执行;随着计算机技术的日益发展,人们又创造出操作系统;随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展,要求大量处理某些数据,建立和检索大量的表格,于是产生了数据库管理系统。 11.第一级是微程序设计级,这是一个实在的硬件级,它由机器硬件直接执行微指令; 第二级是一般机器级,也称为机器语言级,它由程序解释机器指令系统;第三级是操作系统级,它由操作系统实现;第四级是汇编语言级,它给程序人员提供一种符号形式语言,以减少程序编写的复杂性;第五级是高级语言级,它是面向用户的,为方便用户编写应用程序而设置的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制,而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

计算机组成原理试题及答案

A .(7CD )16 B. ( 7D0)16 C. (7E0)16 D. 3. 下列数中最大的数是 _______ 。 A .(10011001) 2 B. (227) 8 C. (98)16 4. ____ 表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里,普遍采用的字符编码是 A. BCD 码 B. 16 进制 C. 格雷码 6. 下列有关运算器的描述中, ______ 是正确的 A. 只做算术运算,不做逻辑运算 B. C. 能暂时存放运算结果 D. 7. EPROM 是指 ____ 。 A. 读写存储器 B. C. 可编程的只读存储器 D. 8. Intel80486 是 32位微处理器, Pentium 是A.16 B.32 C.48 D.64 9 .设]X ]补=1.XXX 3X 4,当满足 _________ ■寸,X > -1/2 成立。 A. X 1必须为1,X 2X 3X 4至少有一个为1 B. X 1必须为1 , X 2X 3X 4任意 C. X 1必须为0, X 2X 3X 4至少有一个为1 D. X 1必须为0, X 2X 3X 4任意 10. CPU 主要包括 _____ 。 A.控制器 B. 控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU 和主存 11. 信息只用一条传输线 ,且采用脉冲传输的方式称为 _________ 。 A. 串行传输 B. 并行传输 C. 并串行传输 D. 分时传输 12. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是 _________ 。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 13. 下列 _____ 属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D. 文本处理 14. 在主存和CPU 之间增加cache 存储器的目的是 _____ 。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C.解决CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量,同时加快存取速 度 15. 某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用 ____________ 作为存储芯 片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D. 辅助存储器 16. 设变址寄存器为X ,形式地址为D, (X )表示寄存器X 的内容,这种寻址方式的有 效地址为 ______ 。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中,直接指出操作数本身的寻址方式,称为 ___________ 。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 18. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现的是 ________ 。 7F0)16 D. ( 152)10 o D. ASC H 码 只做加法 既做算术运算,又做逻辑运算 只读存储器 光擦除可编程的只读存储器 位微处理器。

计算机组成与设计第五版答案

解决方案4第4章解决方案S-34.1 4.1.1信号值如下:RegWrite MemReadALUMux MemWrite aloop RegMux Branch 0 0 1(Imm)1 ADD X 0 ALUMux是控制ALU输入处Mux 的控制信号,0(Reg)选择寄存器文件的输出,1(Imm)从指令字中选择立即数作为第二个输入。铝合金是控制Mux输入寄存器文件的控制信号,0(ALU)选择ALU的输出,1(Mem)选择存储器的输出。X值表示“不关心”(不管信号是0还是1)4.1.2除了未使用的寄存器4.1.3分支添加单元和写入端口:分支添加,寄存器写入端口没有输出:无(所有单元都生成输出)4.2 4.2.1第四条指令使用指令存储器、两个寄存器读取端口、添加Rd和Rs的ALU,寄存器中的数据存储器和写入端口。4.2.2无。此指令可以使用现有的块来实现。4.2.3无。此指令可以在不添加新的控制信号的情况下实现。它只需要改变控制逻辑。4.3 4.3.1时钟周期时间由关键路径决定。对于给定的延迟,它正好得到加载指令的数据值:I-Mem(读取指令)、Regs(长于控制时间)、Mux(选择ALU)输入)、ALU、数据存储器和Mux(从内存中选择要写入寄存器的值)。这个路径的延迟是400ps 吗?200秒?30秒?120秒?350马力?30秒?1130马力。1430马力(1130马力?300

ps,ALU在关键路径上)。4.3.2第4.3.2节加速度来自于时钟周期时间和程序所需时钟周期数的变化:程序要求的周期数减少了5%,但循环时间是1430而不是1130,所以我们的加速比是(1/0.95)*(1130/1430)?0.83,这意味着我们实际上在减速。S-4第4章解决方案4.3.3成本始终是所有组件(不仅仅是关键路径上的组件)的总成本,因此原处理器的成本是I-Mem、Regs、Control、ALU、D-Mem、2个Add单元和3个Mux单元,总成本是1000?200?500?100?2000年?2*30?3*10?3890我们将计算与基线相关的成本。相对于此基线的性能是我们先前计算的加速,相对于基线的成本/性能如下:新成本:3890?600?4490相对成本:4490/3890?1.15性价比:1.15/0.83?1.39条。我们必须付出更高的代价来换取更差的性能;成本/性能比未经修改的处理器差得多。4.2.2的单位是4.2倍,所以指令选择4.2倍的时间,而不是4.2倍的时间?4注意,通过另一个加法单元的路径较短,因为I-Mem的延迟比加法单元的延迟长。我们有:200秒?15磅?10磅?70秒?20秒?315 ps4.4.3条件分支和无条件分支具有相同的长延迟路径来计算分支地址。此外,它们还有一个长延迟路径,通过寄存器、Mux和ALU计算PCSrc

计算机组成原理试题库(含答案)

计算机组成原理试题 一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号写在题干前面的括号内。) 1.为了缩短指令中某个地址段的位数,有效的方法是采取(C)。 A、立即寻址 B、变址寻址 C、间接寻址 D、寄存器寻址 2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是(C)。 A.64K B.32KB C.32K D.16KB 3.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是(C)。 A.21 B.17 C.19 D.20 4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(C)。 A.实现存储程序和程序控制 B.可以直接访问外存 C.缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性 D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

5.寄存器间接寻址方式中,操作数处在(B)。 A.通用寄存器 B.贮存单元 C.程序计数器 D.堆栈 6.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路 C.复杂指令计算机 D.超大规模集成电路 7.CPU响应中断的时间是_C_____。 A.中断源提出请求;B.取指周期结束;C.执行周期结束;D.间址周期结束。8.常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A.主存-辅存;B.Cache-主存;C.Cache-辅存;D.主存—硬盘。 9.DMA访问主存时,让CPU处于等待状态,等DMA的一批数据访问结束后,CPU再恢复工作,这种情况称作__A____。 A.停止CPU访问主存;B.周期挪用;C.DMA与CPU交替访问;D.DMA。10.浮点数的表示范围和精度取决于__C____。 A.阶码的位数和尾数的机器数形式;B.阶码的机器数形式和尾数的位数;

计算机组成与设计第五版答案

计算机组成与设计(2010年机械工业出版社出版的图书): 《计算机组成与设计》是2010年机械工业出版社出版的图书,作者是帕特森(DavidA.Patterson)。该书讲述的是采用了一个MIPS 处理器来展示计算机硬件技术、流水线、存储器的层次结构以及I/O 等基本功能。此外,该书还包括一些关于x86架构的介绍。 内容简介: 这本最畅销的计算机组成书籍经过全面更新,关注现今发生在计算机体系结构领域的革命性变革:从单处理器发展到多核微处理器。此外,出版这本书的ARM版是为了强调嵌入式系统对于全亚洲计算行业的重要性,并采用ARM处理器来讨论实际计算机的指令集和算术运算。因为ARM是用于嵌入式设备的最流行的指令集架构,而全世界每年约销售40亿个嵌入式设备。 采用ARMv6(ARM 11系列)为主要架构来展示指令系统和计算机算术运算的基本功能。 覆盖从串行计算到并行计算的革命性变革,新增了关于并行化的一章,并且每章中还有一些强调并行硬件和软件主题的小节。 新增一个由NVIDIA的首席科学家和架构主管撰写的附录,介绍了现代GPU的出现和重要性,首次详细描述了这个针对可视计算进行了优化的高度并行化、多线程、多核的处理器。 描述一种度量多核性能的独特方法——“Roofline model”,自带benchmark测试和分析AMD Opteron X4、Intel Xeo 5000、Sun Ultra SPARC T2和IBM Cell的性能。

涵盖了一些关于闪存和虚拟机的新内容。提供了大量富有启发性的练习题,内容达200多页。 将AMD Opteron X4和Intel Nehalem作为贯穿《计算机组成与设计:硬件/软件接口(英文版·第4版·ARM版)》的实例。 用SPEC CPU2006组件更新了所有处理器性能实例。 作者简介: David A.Patterson,加州大学伯克利分校计算机科学系教授。美国国家工程研究院院士。IEEE和ACM会士。曾因成功的启发式教育方法被IEEE授予James H.Mulligan,Jr教育奖章。他因为对RISC 技术的贡献而荣获1 995年IEEE技术成就奖,而在RAID技术方面的成就为他赢得了1999年IEEE Reynold Johnson信息存储奖。2000年他~13John L.Hennessy分享了John von Neumann奖。 John L.Hennessy,斯坦福大学校长,IEEE和ACM会士。美国国家工程研究院院士及美国科学艺术研究院院士。Hennessy教授因为在RISC技术方面做出了突出贡献而荣获2001年的Eckert-Mauchly奖章.他也是2001年Seymour Cray计算机工程奖得主。并且和David A.Patterson分享了2000年John von Neumann奖。

计算机组成原理第四版课后题答案五,六章

第五章 1.请在括号内填入适当答案。在CPU中: (1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是(指令寄存器IR); (2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是(程序计数器PC); (3) 算术逻辑运算结果通常放在(通用寄存器)和(数据缓冲寄存器DR)。 2.参见下图(课本P166图5.15)的数据通路。画出存数指令"STA R1 ,(R2)"的指令周期 流程图,其含义是将寄存器R1的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信 号序列。 解:"STA R1 ,(R2)"指令是一条存数指令,其指令周期流程图如下图所示:

3.参见课本P166图5.15的数据通路,画出取数指令"LDA(R3),RO"的指令周期流程图, 其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中,标出各微操作控制信号序列。 5.如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画出 时序产生器逻辑图。 解:节拍脉冲T1 ,T2 ,T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数,此时T1 = T3 =200ns , T2 = 400 ns ,所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =5MHZ 。为了消除节拍脉冲上的毛刺,环 型脉冲发生器可采用移位寄存器形式。下图画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。根据关 系,节拍脉冲T1 ,T2 ,T3 的逻辑表达式如下:

T1 = C1·, T2 = , T3 = 6.假设某机器有80条指令,平均每条指令由4条微指令组成,其中有一条取指微指令是所有指 令公用的。已知微指令长度为32位,请估算控制存储器容量。 解:微指令条数为:(4-1)×80+1=241条 取控存容量为:256×32位=1KB 7. 某ALU器件使用模式控制码M,S3,S2,S1,C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。 下表列出各条指令所要求的模式控制码,其中y为二进制变量,F为

计算机组成原理试题库集及答案

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第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要? 解:P3 计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么? 解:冯?诺依曼计算机的特点是:P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成; 指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问; 指令和数据均用二进制表示; 指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置; 指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行; 机器以运算器为中心(原始冯?诺依曼机)。 7. 解释下列概念: 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解:P9-10 主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;(早期的运算器和控制器不在同一芯片上,现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE)。 主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取。 存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长:一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量:存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)。 机器字长:指CPU一次能处理的二进制数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长:一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义:

计算机组成与结构习题及答案

第一章:概述 一、选择题 1.完整的计算机系统应包括__ ___。 A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件设备和软件系统 2.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_ __。 A. 节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件的性能决定 D. 信息处理方便3.从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于__ __型计算机。 A. 并行 B. 冯.诺依曼 C. 智能 D. 实时处理 4.计算机外围设备是指__ ___ A. 输入/输出设备 B. 外存储器 C. 远程通讯设备 D. 除CPU 5.在微型机系统中,外围设备通过___ ___与主板的系统总线相连接。 A. 适配器 B. 译码器 C. 计数器 D. 6.冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是__ ____。 A. 多指令流单数据流 B. 按地址访问并顺序执行指令 C. 堆栈操作 D. 存贮器按内容选择地址 7.微型计算机的发展一般是以_____ A. 操作系统 B. C. 磁盘 D. 8.下列选项中,___ ___ A. CPU B. ASCII C. 内存 D. 9.对计算机的软、硬件进行管理是__ ____ A. 操作系统 B. 数据库管理系统 C. 语言处理程序 D. 10.下面的四个叙述中,只有一个是正确的,它是____。 A.系统软件就是买的软件,应用软件就是自己编写的软件 B.外存上的信息可以直接进入CPU被处理 C.用机器语言编写的程序可以由计算机直接执行,用高级语言编写的程序必须经过编译(解释)才能执行 D.如果说一台计算机配置了FORTRAN语言,就是说它一开机就可以用FORTRAN 语言编写和执行程序 答案:1.D 2C. 3.B. 4.D. 5.A. 6B 7.B 8. B 9. A 10. C 二、判断题 1.在微型计算机广阔的应用领域中,会计电算化应属于科学计算应用方面。 2.决定计算机计算精度的主要技术指标一般是指计算机的字长。 3.计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。 4.利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上,这样的一块芯片叫做单片机。 答案:1.答案:错。2.答案:对。3.答案:错。4.答案:错。

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计算机组成原理习题及答案54686

概论 一、选择题: 1.1946年研制成功的第一台电子数字计算机称为_B_。A.EDVAC B.ENIAC C.EVNAC D.EINAC 2.完整的计算机系统应包括__D_____.A..运算器、存储器、控制器 B.外部设备和主机 C.主机和存储器 D.配套的硬件和软件设备 3.计算机系统中的存储器系统是指__D____.A.RAM存储器 B.ROM存储器 C.内存储器 D.内存储器和外存储器 4.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_C_____. A..节约元件 B.运算速度快 C.物理器件性能所致 D.信息处理方便 5.计算机硬件能直接执行的只有_B___. A.符号语言 B.机器语言 C.机器语言和汇编语言 D.汇编语言 二、填空题: 1.计算机的硬件包括__运算器_._控制器_._存储器_._输入设备_._输出设备__. 2.在计算机术语中,将运算器和控制器合在一起称为_CPU__,而将_CPU__和存储器合在一起称为__主机__. 3.计算机的软件一般分为两大类:一类叫_系统__软件,一类叫_应用__软件,其中,数据库管理系统属于_系统_软件,计算机辅助教学软件属于__应用___软件. 4.计算机系统中的存储器分为_内存储器_和_外存储器_.在CPU执行程序时,必须将指令存放在_内存储器__中. 5.输入、输出设备以及辅助存储器统称为_外部设备___. 6.计算机存储器的最小单位为__位___,1KB容量的存储器能够存储_1024*8__个这样的单位. 7.在计算机系统中,多个系统部件之间信息传送的公共通路称为__总线___,就其所传送的信息的性质而言,在公共通路上传送的信息包括_数据__、__地址__和__控制___信息. 三、衡量计算机性能的基本指标有哪些? 答:1.基本字长 2.数据通路宽度 3.运算速度:包括CPU时钟频率和数据传输率 4.存储器的容量:包括主存储器的容量和外存储器的容量 5.外围设备及其性能 6.系统软件配置运算方法和运算器 一、选择题: 1.在机器数中,__B____的零的表示形式是唯一的. A.原码 B.补码 C.反码 D.原码和反码 3.若某数X的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码方法__B__码. A.原 B.补 C.反 D.移 4.运算器虽有许多部件组成,但核心部分是__B____. A.数据总路线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.通用寄存器 5.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过__D_____来实现. A.原码运算的二进制减法器 B.补码运算的二进制减法器 C.补码运算的十进制加法器 D.补码运算的二进制加法器

白中英《计算机组成原理》(第5版)教材精讲(计算机系统概论 计算机的硬件)

1.3 计算机的硬件 一、硬件组成要素 1.举例说明 要了解数字计算机的主要组成和工作原理,可从打算盘说起。假设给一个算盘、一张带有横格的纸和一支笔,要求计算这样一个题目。为了和下面讲到的内容做比较,不妨按以下方法把使用算盘进行解题的过程步骤事先用笔详细地记录在带横格的纸上。 (1)首先,将横格纸编上序号,每一行占一个序号,如l,2,3,…,n,如表1-2所示。 (2)其次,把计算式中给定的四个数a,b,c和z分别写到横格纸的第 9,10,11,12行上,每一行只写一个数。 (3)接着详细列出给定题目的解题步骤,而解题步骤也需要记在横格纸上,每一步也只写一行。第一步写到横格纸的第l行,第二步写到第2行,……依次类推。 (4)如表1-2所示,根据表中所列的解题步骤,从第l行开始,一步一步进行计算,最后可得出所要求的结果。

表1-2 解题步骤和数据记录在横格纸上 2.冯·诺依曼体系结构 计算机组成原理讨论的基础就是冯·诺依曼的计算机,其基本设计思想就是存储程序和程序控制,具有以下特点: (1)由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能。

(2)采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,指令和数据一样可以送到运算器运算,即由指令组成的程序是可以修改的。 (3)数据以二进制数码表示。 (4)指令由操作码和地址码组成。 (5)指令在存储器中按顺序存放,由指令计数器PC 指明要执行的指令所在单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件改变。 (6)机器以运算器为中心,I/O 设备与存储器间数据传送都通过运算器。 计算机硬件系统的基本构成如图1-9所示。 图1-9 冯·诺依曼型计算机 二、 运算器 算术运算和逻辑运算 ; 在计算机中参与运算的数是二进制的 ; 运算器的长度一般是8、16、32或64位。 运算器的结构示意图如图1-10所示。

计算机组成原理(白中英)本科生试题库整理附答案

一、选择题 1从器件角度看,计算机经历了五代变化。但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机。 A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位,其中1位表示符号位。若用定点整数表示,则最小负整数为(A)。 A -(231-1) B -(230-1) C -(231+1) D -(230+1) 3以下有关运算器的描述,( C )是正确的。 A 只做加法运算 B 只做算术运算 C 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 4 EEPROM是指(D ) A 读写存储器 B 只读存储器 C 闪速存储器 D 电擦除可编程只读存储器 5常用的虚拟存储系统由(B )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A cache-主存 B 主存-辅存 C cache-辅存 D 通用寄存器-cache 6 RISC访内指令中,操作数的物理位置一般安排在(D ) A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个通用 寄存器 D 两个通用寄存器 7当前的CPU由(B )组成。 A 控制器 B 控制器、运算器、cache C 运算器、主存 D 控制器、ALU、主存 8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比,一个m段流水CPU的吞吐能力是(A )。 A 具备同等水平 B 不具备同等水平 C 小于前者 D 大于前者 9在集中式总线仲裁中,(A )方式响应时间最快。 A 独立请求 B 计数器定时查询 C 菊花链 D 分布式仲裁 10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是(C )。 A 地址寄存器 B 指令计数器 C 程序计数器 D 指令寄存器 11从信息流的传输速度来看,(A )系统工作效率最低。 A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线 12单级中断系统中,CPU一旦响应中断,立即关闭(C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。 A 中断允许 B 中断请求 C 中断屏蔽 D DMA请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是(B )。 A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管理员 模式 C 开定时器中断 D 关中断 14冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是(B )。 A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址 15在机器数(B )中,零的表示形式是唯一的。 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 16在定点二进制运算器中,减法运算一般通过( D )来实现。 A 原码运算的二进制减法 器 B 补码运算的二进制减法器 C 原码运算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器17某计算机字长32位,其存储容量为256MB,若按单字编址,它的寻址范围是( D )。 A 0—64M B B 0—32MB C 0—32M D 0—64M 18主存贮器和CPU之间增加cache的目的是(A )。 A 解决CPU和主存之间的 速度匹配问题B 扩大主存贮器容量 C 扩大CPU中通用寄存器的 数量 D 既扩大主存贮器容量,又扩 大CPU中通用寄存器的数 量 19单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个常需采用( C )。 A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式 20同步控制是( C )。 A 只适用于CPU控制的方 B 只适用于外围设备控制的 C 由统一时序信号控制的方 D 所有指令执行时间都相同

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