计算机组成原理教材习题解答(1)

计算机组成原理蒋本珊编著教材习题解答

第1章概论

１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？

解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？

解：冯·诺依曼计算机的特点如下：

①计算机<指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；

②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；

③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。

第③点是最主要的一点。

３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？

解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是：

①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计

算机内部所能识别和接受的信息方式。

②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。

③存储器：用来存放程序和数据。

④运算器：对信息进行处理和运算。

⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自

动工作。

４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。

解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各

部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。

５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。

解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分

的多级层次结构。

第０级为硬件组成的实体。

第１级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一

般是直接由硬件执行的。

第２级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的

程序可以由微程序进行解释。

第３级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器

中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。

第４级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做

汇编程序。

第５级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成

高级语言翻译的工作。

第６级是应用语言级。这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这

一级语言就是各种面向问题的应用语言。

６ ．计算机系统的主要技术指标有哪些？

解：计算机系统的主要技术指标有：机器字长、数据通路宽度、主存容量和运算速 度等。

机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。 数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。

主存容量是指主存储器所能存储的全部信息量。

运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存本身的速度等许多因素有关。

第2章数据的机器层次表示

2-1 设机器数的字长为8位<含1位符号位），分别写出下列各二进制数的原码、补码和反码。 0， -0，0.1000，-0.1000，0.1111，-0.1111,1101，-11010原码：00000000 补码：00000000 反码：00000000

-0原码：10000000 补码：00000000 反码：11111111

0.1000原码：0.1000000 补码：0.1000000 反码：0.1000000

-0.1000原码：1.1000000 补码：1.1000000 反码：1.0111111

0.1111原码：0.1111000 补码：0.1111000 反码：0.1111000

-0.1111原码：1.1111000 补码：1.0001000 反码：1.0000111

1101 原码：00001101 补码：00001101 反码：00001101

-1101 原码：10001101 补码：11110011 反码：11110010

2-2写出下列各数的原码、补码和反码

16

7-164-161-0161164167，，，，，，± 0001.02116

10100.024164,0111.0271674-4-4-=?==?==?=， 16

7原码：0.0111补码：0.0111反码：0.0111 16

4原码：0.0100补码：0.0100反码：0.0100 16

1原码：0.0001补码: 0.0001反码：0.0001 0+原码：00000补码：00000反码：00000

0-原码：10000补码：00000反码：11111

16

1-原码：1.0001补码：1.1111反码：1.1110 16

4-原码：1.0100补码：1.1100反码：1.1011 16

7-原码：1.0111补码：1.0100反码：1.1000 2-3已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示。

[X]原=0.10100，[X]原=1.10111

[x]补=0.10100，[x]补=1.01001

2-4已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值。

补][X =0.10100,10111.1][=补X

x-

=

=x

01001

.0

.0

,

10100

2-８．一个n 位字长的二进制定点整数，其中１位为符号位，分别写出在补码和反码两种情况下：

<１）模数； <２）最大的正数；

<３）最负的数； <４）符号位的权；

<５）－１的表示形式；<６）０的表示形式。

解：

第3章

１．指令长度和机器字长有什么关系？半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表

示什么意思？

解：指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度可以等于机器字长，也可以大于

或小于机器字长。通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长

指令。

２．零地址指令的操作数来自哪里？一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用

什么寻址方式获得？各举一例说明。

解：双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。双操作数的一地址

指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式获得，即将另一操作数预先存放在累加器中。例如，前述零地址和一地址的加法指令。

３．某机为定长指令字结构，指令长度１６位；每个操作数的地址码长６位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。若双操作数指令已有K 种，无操作数指令已有L 种，问单操作数指令最多可能有多少种？上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少？指令系统

解： X ＝ <２４－ K）×２６－ jL

２６ k

双操作数指令的最大指令数：２４－１。

单操作数指令的最大指令数：１５×２６－１ <假设双操作数指令仅１条，为无操作数指

令留出１个扩展窗口）。

无操作数指令的最大指令数：２１６－２１２－２６。其中２１２为表示某条二地址指令占用的

编码数，２６为表示某条单地址指令占用的编码数。此时双操作数和单操作数指令各仅有

１条。

４．设某机为定长指令字结构，指令长度１２位，每个地址码占３位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：４条三地址指令，８条二地址指令，１８０条单地址指令。解：４条三地址指令

０００ XXX YYY ZZZ

…

０１１ XXX YYY ZZZ

８条二地址指令

１０００００ XXX YYY

…

１００１１１ XXX YYY

１８０条单地址指令

１０１００００００ XXX

…

１１１１１００１１ XXX

５．指令格式同上题，能否构成：

三地址指令４条，单地址指令２５５条，零地址指令６４条？为什么？

解：三地址指令４条

０００ XXX YYY ZZZ

…

０１１ XXX YYY ZZZ

单地址指令２５５条

１００００００００ XXX

…

１１１１１１１１０ YYY

只能再扩展出零地址指令８条，所以不能构成这样的指令系统。

６．指令中地址码的位数与直接访问的主存容量和最小寻址单位有什么关系？

解：主存容量越大，所需的地址码位数就越长。对于相同容量来说，最小寻址单位越

小，地址码的位数就越长。

１１．设某机字长３２位，CPU 有３２个３２位的通用寄存器，设计一个能容纳６４种操作

的单字长指令系统。

<１）如果是存储器间接寻址方式的寄存器－存储器型指令，能直接寻址的最大主存

空间是多少？

<２）如果采用通用寄存器作为基址寄存器，能直接寻址的最大主存空间又是多少？

解：因为计算机中共有６４条指令，所以操作码占６位；３２个通用寄存器，寄存器编号

占５位；其余部分为地址码或标志位。

<１）如果是存储器间接寻址方式的寄存器－存储器型指令，操作码６位，寄存器编号５位，间址标志１位，地址码２０位，直接寻址的最大主存空间是２２０字。

<２）如果采用通用寄存器作为基址寄存器，EA ＝

空间是２３２字。

１２．已知某小型机字长为１６位，其双操作数指令的格式如下：

０５６７８１５

OP R A

其中：OP 为操作码，R 为通用寄存器地址。试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字？

<１） A 为立即数。

<２） A 为直接主存单元地址。

<３） A 为间接地址<非多重间址）。

<４） A 为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R１ <字长为１６位）。

解：<１）１个机器字。

<２）２５６个机器字。

<３）６５５３６个机器字。

<４）６５５３６个机器字。

14.假定某机的指令格式如下：

11 10 9 8 7 6 50

其中：

Bit11=1：间接寻址；

Bit8=1：变址寄存器I

1

寻址；

Bit7=1：变址寄存器I

2

寻址；

Bit6<零页／现行页寻址）：Z/C=0，表示0页面；Z/C=1，表示现行页面，即指令所在页面。

若主存容量为212个存储单元，分为26个页面，每个页面有26个字。

设有关寄存器的内容为

1）=1111Q

2

）=0256Q

试计算下列指令的有效地址。

<1）1046Q

<2）2433Q

<3）3215Q

<4）1111Q

解：

<1）1046Q=001 000 100 110

因为4个标志位均为0，故为直接寻址，EA=A=0046Q。<2）2433Q=010 100 011 011

因为 Bit8

1）=1，故为变址寄存器1寻址，EA=

1

）+A=1111+33=1144Q。

<3）3215Q=011 010 001 101

因为 Bit7

2）=1，故为变址寄存器2寻址，EA=

2

）+A=0256＋15=0273Q。

<4）1111Q=001 001 001 001

因为 Bit6

15.假定指令格式如下：

15 12 11109870

其中：D/I为直接/间接寻址标志，D/I=0表示直接寻址，D/I=1表示间接寻址。

Bit11=1：变址寄存器I

1

寻址；

Bit10=1：变址寄存器I

2

寻址；

Bit9<零页／现行页寻址）：Z/C=0，表示0页面；Z/C=1，表示现行页面，即指令所在页面。

若主存容量为216个存储单元，分为28个页面，每个页面有28个字。

设有关寄存器的内容为

1）=002543Q

2

）=063215Q

试计算下列指令的有效地址。

<1）152301Q

<2）074013Q

<3）161123Q

<4）140011Q

解：

<1）152301Q=11001

因为 Bit10

2）=1，故为变址寄存器2寻址，EA=

2

）+A=063215＋301=063516Q。

<2）074013Q=01011

因为 Bit11

1）=1，故为变址寄存器1寻址，EA=

1

）+ A=002543Q＋013=002556Q。

<3）161123Q =11111

因为 Bit9

<4）140011Q=11001

因为4个标志位均为0，故为直接寻址，EA =A=000011Q。

１６．举例说明哪几种寻址方式除去取指令以外不访问存储器？哪几种寻址方式除去

取指令外只需访问一次存储器？完成什么样的指令，包括取指令在内共访问４次存储器？

解：除去取指令以外不访问存储器：立即寻址，寄存器寻址。

除去取指令外只需访问一次存储器：直接寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址寻

址，相对寻址，页面寻址。

二级间接寻址包括取指令在内共访问４次存储器。

20．什么叫主程序和子程序？调用子程序时还可采用哪几种方法保存返回地址？画

图说明调用子程序的过程。

解：主程序就是指通常的程序，而子程序是一组可以公用的指令序列，只要知道子程

序的入口地址就能调用它。

保存返回地址的方法有多种：

<１）用子程序的第一个字单元存放返回地址。转子指令把返回地址存放在子程序的

第一个字单元中，子程序从第二个字单元开始执行。返回时将第一个字单元地址作为间

接地址，采用间址方式返回主程序。

<２）用寄存器存放返回地址。转子指令先把返回地址放到某一个寄存器中，再由子

程序将寄存器中的内容转移到另一个安全的地方。

<３）用堆栈保存返回地址。

调用子程序的过程如图３唱８所示，此时返回地址保存在堆栈中。

图３唱８主程序调用子程序的过程

第4章数值的机器运算

５．已知X 和Y ，试用它们的变形补码计算出X － Y ，并指出结果是否溢出。

<１） X ＝０．１１０１１，Y ＝－０．１１１１１

解：<１）［X］补＝０．１１０１１，［Y ］补＝１．００００１，［－ Y ］补＝０．１１１１１

００．１１０１１［X］补

＋００．１１１１１［－ Y ］补

０１．１１０１０［X － Y ］补结果正溢

６．已知：X ＝０．１０１１，Y ＝－０．０１０１

求：１２

X

补

，１４

X

补

，［－ X］补，１２

Y

补

，１４

Y

补

，［－ Y ］补。

解：［X］补＝０．１０１１

１２

X

补

＝０．０１０１，１４

X

补

＝０．００１０，［－ X］补＝１．０１０１

［Y ］补＝１．１０１１

１２

Y

补

＝１．１１０１，１４

Y

补

＝１．１１１０，［－ Y ］补＝０．０１０１

８．分别用原码乘法和补码乘法计算X ×Y。

<１） X ＝０．１１０１１，Y ＝－０．１１１１１

解：<１）原码乘法：

所以｜X ×Y ｜＝０．１１０１０００１０１

X ×Y ＝－０．１１０１０００１０１

补码乘法：

所以［X ×Y ］补＝１．００１０１１１０１１

X ×Y ＝－０．１１０１０００１０１

１０．分别用原码和补码加减交替法计算X ÷Y 。

<１） X ＝０．１０１０１，Y ＝０．１１０１１

解：<１）原码除法：

因为Qs ＝ Xs 磑Y s ＝０磑０＝０

所以X

Y ＝０．１１０００＋０．１１０００×２－５

０．１１０１１

补码除法：

所以X

Y 补

＝０．１１００１＋１．１１１０１×２－５

０．１１０１１

X

Y ＝０．１１００１＋－０．０００１１×２－５

０．１１０１１

第5章存储系统和结构

１．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？

解：存储器和寄存器不是一回事。存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数

据，访问存储器的速度较慢。寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有

哪些层次？

解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。存储系统是由几个容量、速度和价

存储系统和结构格各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的

系统。把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache －主存存储层次

３．什么是半导体存储器？它有什么特点？

解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。

半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。半导体随机存储器存储的信息会因为断电而丢失。

９．说明存取周期和存取时间的区别。

解：存取周期是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问

存储器操作之间所需要的最短时间。存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作

所经历的时间。存取周期一定大于存取时间。

１０．一个１K ×８的存储芯片需要多少根地址线、数据输入线和输出线？

解：需要１０根地址线，８根数据输入和输出线。

１２．一个容量为１６K ×３２位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下

列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？

存储系统和结构

１K ×４位，２K ×８位，４K ×４位，１６K ×１位，４K ×８位，８K ×８位。

解：地址线１４根，数据线３２根，共４６根。

若选用不同规格的存储芯片，则需要：１K ×４位芯片１２８片，２K ×８位芯片３２片，

４K ×４位芯片３２片，１６K ×１位芯片３２片，４K ×８位芯片１６片，８K ×８位芯片８片。

１３．现有１０２４×１的存储芯片，若用它组成容量为１６K ×８的存储器。试求：

<１）实现该存储器所需的芯片数量？

<２）若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为４K ×８，该存储器所需的地址

线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用作片内地址？

解：<１）需１０２４×１的芯片１２８片。

<２）该存储器所需的地址线总位数是１４位，其中２位用于选板，２位用于选片，１０位

用作片内地址。

１４．已知某机字长８位，现采用半导体存储器作主存，其地址线为１６位，若使用１K ×４的SRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并采用存储模板结构形式。

<１）若每块模板容量为４K ×８，共需多少块存储模板？

<２）画出一个模板内各芯片的连接逻辑图。

解：

解：

（1）根据题干可知存储器容量为216＝ 64KB ，

64KB/4KB=16，故共需16块存储模板。

<2）一个模板内各芯片的连接逻辑图如所示：

１７．用容量为１６K ×１的DRAM 芯片构成６４KB 的存储器。

<１）画出该存储器的结构框图。

图５唱２１存储器的逻辑结构图

解：<１）存储器的结构框图如图５唱２２所示。

２３．什么是高速缓冲存储器？它与主存是什么关系？其基本工作过程如何？

解：高速缓冲存储器位于主存和CPU 之间，用来存放当前正在执行的程序段和数据中的活跃部分，使CPU 的访存操作大多数针对Cache 进行，从而使程序的执行速度大大

提高。

高速缓冲存储器的存取速度接近于CPU 的速度，但是容量较小，它保存的信息只是

主存中最急需处理的若干块的副本。

当CPU 发出读请求时，如果Cache 命中，就直接对Cache 进行读操作，与主存无关；

如果Cache 不命中，则仍需访问主存，并把该块信息一次从主存调入Cache 内。若此时Cache 已满，则须根据某种替换算法，用这个块替换掉Cache 中原来的某块信

第6章中央处理器

１．控制器有哪几种控制方式？各有何特点？

解：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的方式。

２．什么是三级时序系统？

解：三级时序系统是指机器周期、节拍和工作脉冲。计算机中每个指令周期划分为

若干个机器周期，每个机器周期划分为若干个节拍，每个节拍中设置一个或几个工作

脉冲。

３．控制器有哪些基本功能？它可分为哪几类？分类的依据是什么？

解：控制器的基本功能有：

<１）从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。

<２）对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。

<３）指挥并控制CPU 、主存和输入输出设备之间的数据流动。

控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型３类，分类的依

据在于控制器的核心———微操作信号发生器<控制单元CU）的实现方法不同。

４．中央处理器有哪些功能？它由哪些基本部件所组成？

解：从程序运行的角度来看，CPU 的基本功能就是对指令流和数据流在时间与空间

上实施正确的控制。对于冯·诺依曼结构的计算机而言，数据流是根据指令流的操作而

形成的，也就是说数据流是由指令流来驱动的。

中央处理器由运算器和控制器组成。

５．中央处理器中有哪几个主要寄存器？试说明它们的结构和功能。

解：CPU 中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果及控

制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。

通用寄存器可用来存放原始数据和运算结果，有的还可以作为变址寄存器、计数器、

地址指针等。专用寄存器是专门用来完成某一种特殊功能的寄存器，如程序计数器PC 、指令寄存器IR 、存储器地址寄存器MAR 、存储器数据寄存器MDR 、状态标志寄存器PSWR 等。

７．以一条典型的单地址指令为例，简要说明下列部件在计算机的取指周期和执行周

期中的作用。

<１）程序计数器PC ；

<２）指令寄存器IR ；

<３）算术逻辑运算部件ALU ；

<４）存储器数据寄存器MDR ；

<５）存储器地址寄存器MAR 。

解：<１）程序计数器PC ：存放指令地址；

<２）指令寄存器IR ：存放当前指令；

<３）算术逻辑运算部件ALU ：进行算逻运算；

<４）存储器数据寄存器MDR ：存放写入或读出的数据／指令；

<５）存储器地址寄存器MAR ：存放写入或读出的数据／指令的地址。

8. 以单地址指令“加１

表6唱2 加1 指令完成的操作

取指周期，析取数周期，行周期

PC

IR 指令→MDR →IR ——

ALU

MDR 指令→MDR

８．什么是指令周期？什么是CPU 周期？它们之间有什么关系？

解：指令周期是指取指令、分析取数到执行指令所需的全部时间。CPU 周期<机器

周期）是完成一个基本操作的时间。一个指令周期划分为若干个CPU 周期。

９．指令和数据都存放在主存，如何识别从主存储器中取出的是指令还是数据？

解：指令和数据都存放在主存，它们都以二进制代码形式出现，区分的方法为：

<１）取指令或数据时所处的机器周期不同：取指周期取出的是指令；分析取数或执行

周期取出的是数据。

<２）取指令或数据时地址的来源不同：指令地址来源于程序计数器；数据地址来源于

地址形成部件。

１０．CPU 中指令寄存器是否可以不要？指令译码器是否能直接对存储器数据寄存器MDR 中的信息译码？为什么？请以无条件转移指令JMP A 为例说明。

解：指令寄存器不可以不要。指令译码器不能直接对MDR 中的信息译码，因为在

取指周期MDR 的内容是指令，而在取数周期MDR 的内容是操作数。以JMP A 指令为

例，假设指令占两个字，第一个字为操作码，第二个字为转移地址，它们从主存中取出时都

需要经过MDR ，其中只有第一个字需要送至指令寄存器，并且进行指令的译码，而第二

个字不需要送指令寄存器。

１４．CPU 结构如图６-30所示，其中有一个累加寄存器AC 、一个状态条件寄存器和其他４个寄存器，各部件之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。

<１）标明４个寄存器的名称。

<２）简述指令从主存取出送到控制器的数据通路。

<３）简述数据在运算器和主存之间进行存取访问的数据通路。

图６唱２５某机CPU 结构

解：<１）这４个寄存器中，a 为存储器数据寄存器MDR ，b 为指令寄存器IR ，c 为存储器地址寄存器MAR ，d 为程序计数器PC 。

<２）取指令的数据通路：

PC →MAR →MM →MDR →IR

<３）数据从主存中取出的数据通路<设数据地址为X）：

X →MAR →MM →MDR →ALU →AC

数据存入主存中的数据通路<设数据地址为Y）：

Y →MAR ，AC →MDR →MM

１５．什么是微命令和微操作？什么是微指令？微程序和机器指令有何关系？微程序和程序之间有何关系？

解：微命令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。微操作是指计算机中

最基本的、不可再分解的操作。微命令和微操作是一一对应的，微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。

微指令是若干个微命令的集合。

微程序是机器指令的实时解释器，每一条机器指令都对应一个微程序。

微程序和程序是两个不同的概念。微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，实

际上是机器指令的实时解释器，微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存

储器中的，一般不提供给用户；程序是由机器指令组成的，由程序员事先编制好并存放在主存储器中。

１６．什么是垂直型微指令？什么是水平型微指令？它们各有什么特点？又有什么区别？

解：垂直型微指令是指一次只能执行一个微命令的微指令；水平型微指令是指一次

能定义并能并行执行多个微命令的微指令。

垂直型微指令的并行操作能力差，一般只能实现一个微操作，控制１～２个信息传送通路，效率低，执行一条机器指令所需的微指令数目多，执行时间长；但是微指令与机器

指

令很相似，所以容易掌握和利用，编程比较简单，不必过多地了解数据通路的细节，且微指令字较短。水平型微指令的并行操作能力强，效率高，灵活性强，执行一条机器指令所需

微指令的数目少，执行时间短；但微指令字较长，增加了控存的横向容量，同时微指令和机

器指令的差别很大，设计者只有熟悉了数据通路，才有可能编制出理想的微程序，一般用户不易掌握。

１７．水平型和垂直型微程序设计之间各有什么区别？串行微程序设计和并行微程序设计有什么区别？

解：水平型微程序设计是面对微处理器内部逻辑控制的描述，所以把这种微程序设计方法称为硬方法；垂直型微程序设计是面向算法的描述，所以把这种微程序设计方法称为软方法。

在串行微程序设计中，取微指令和执行微指令是顺序进行的，在一条微指令取出并执

行之后，才能取下一条微指令；在并行微程序设计中，将取微指令和执行微指令的操作重叠起来，从而缩短微周期。

第7章外部设备

１．外部设备有哪些主要功能？可以分为哪些大类？各类中有哪些典型设备？

解：外部设备的主要功能有数据的输入、输出、成批存储以及对信息的加工处理等。

外部设备可以分为五大类：输入输出设备、辅助存储器、终端设备、过程控制设备和脱机设

备。其典型设备有键盘、打印机、磁盘、智能终端、数／模转换器和键盘－软盘数据站等。

２．说明磁介质存储器的存储原理。

解：磁介质存储器的存储过程是一种电磁转换的过程。在磁介质存储器中，信息是

记录在一薄层磁性材料上的，这个薄层称为磁层。磁层与所附着的载体称为记录介质或记录媒体。磁头是磁记录设备的关键部件之一，是一种电磁转换元件，能把电脉冲表示的二进制代码转换成磁记录介质上的磁化状态，即电→磁转换；反过来，能把磁记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，即磁→电转换。

５．主存储器与磁介质存储器在工作速度方

面的指标有什么不同？为什么磁盘存储器采用

两个以上的指标来说明其工作速度？

解：主存储器速度指标主要有存取速度和

存取周期，而磁介质存储器速度指标为平均存

取时间，这是因为磁介质存储器采用顺序存取

或直接存取方式。磁盘存储器的平均存取时间

至少应当包括平均寻道时间和平均等待时间两

部分，因为磁盘存储器首先需要将磁头移动到指定的磁道上，然后将记录块旋转到磁头的下方才能进行读写。

６．某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为２２cm，外径为

３３cm，道密度４０道／cm ，位密度４００ b／cm ，转速２４００ r／min 。试问：<１）共有多少个存储面可用？

<２）共有多少个圆柱面？

<３）整个磁盘组的总存储容量有多少？

<４）数据传送率是多少？

<５）如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在

同一圆柱面上？为什么？

<６）如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何

表示磁盘地址？

解：<１）６×２＝１２<面），共有１２个存储面可用。

<２）４０×３３－２２

２＝２２０<道），共有２２０个圆柱面。

<３）１２×２２π×４００×２２０＝７３×１０６ <位）。

<４）数据传送率＝２２π×４００

６０

２４００

＝１．１×１０６

<５）记录在同一圆柱面上。因为这样安排存取速度快。

<６）如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是扇区。磁盘地址为：驱动器号、圆柱面号、盘面号、扇区号。

7.某磁盘存储器的转速为3000r/min，共有4个盘面，5道/mm，每道记录信息12288B，直径为230mm，共有275道。试问：

<1）该磁盘存储器的存储容量是多少？

<2）最高位密度和最低位密度是多少？

<3）磁盘的数据传送率是多少？

<4）平均等待时间是多少？

解：

<1）磁盘存储器的容量＝4×275×12288B ＝13516800B

<2）最高位密度D1＝每道信息量÷内圈圆周长=12288÷<π×最小磁道直径）≈17B/mm 。

最低位密度D2＝每道信息量÷外圈圆周长=12288÷<π×最大磁道直径）≈

11.5B/mm 。

<3）磁盘数据传输率C＝50×12288＝614400B /s 。

<4）平均等待时间=1÷<2r）=1÷<2×50）=10ms

１１．键盘属于什么设备？它有哪些类型？如何消除键开关的抖动？简述非编码键盘查询键位置码的过程。

解：键盘是计算机系统不可缺少的输入设备。键盘可分为两大类型：编码键盘和非

编码键盘。非编码键盘用较为简单的硬件和专门的键盘扫描程序来识别按键的位置。消除键开关抖动的方法分硬件和软件两种。硬件的方法是增设去抖电路；软件的方法是在键盘程序中加入延时子程序，以避开抖动时间。键盘扫描程序查询键位置码的过程为：

①查询是否有键按下。

②查询已按下键的位置。

③按行号和列号求键的位置码。

第8章输入输出系统

１．什么是计算机的输入输出系统？输入输出设备有哪些编址方式？有什么特点？

解：计算机的输入输出系统包括输入输出接口和输入输出信息传送控制方式等，它们是整个计算机系统中最具有多样性和复杂性的部分。

输入输出设备有两种编址方式：I／O 映射方式<独立编址）和存储器映射方式<统一编址），独立编址的优点是I／O 指令和访存指令容易区分，外设地址线少，译码简单，主存空

间不会减少，缺点是控制线增加了I／O 读和I／O 写信号；统一编址的优点是总线结构简单，全部访存类指令都可用于控制外设，可直接对外设寄存器进行各种运算，占用主存一部分地址，缩小了可用的主存空间。

２．什么是I／O 接口？ I／O 接口有哪些特点和功能？接口有哪些类型？

解：I／O 接口是主机和外设之间的交接界面，通过接口可以实现主机和外设之间的

信息交换。接口的基本功能有：实现主机和外设的通信联络控制；进行地址译码和设备选择；实现数据缓冲；完成数据格式的变换；传递控制命令和状态信息。接口按数据传送方式分类，有串行接口和并行接口；按控制方式分类，有程序查询接口、程序中断接口、DMA 接口；按灵活性分类，有可编程接口和不可编程接口；按通用性分类，有通用接口和专用接

口；按I／O 信号分类，有数字接口和模拟接口；按应用分类，有运行辅助接口、用户交互接口、传感接口、控制接口。

３．并行接口和串行接口实质上的区别是什么？其界面如何划分？各有什么特点？

解：有串行接口和并行接口。两者的实质区别在于外设和接口一侧的传送方式不

同，而在主机和接口一侧，数据总是并行传送的。在并行接口中，外设和接口间的传送宽度是一个字节<或字）的所有位，一次传输的信息量大，但数据线的数目将随着传送数据宽度的增加而增加。在串行接口中，外设和接口间的数据是一位一位串行传送的，一次传输的信息量小，但只需一根数据线。在远程终端和计算机网络等设备离主机较远的场合下，用串行接口比较经济划算。

４．I／O 数据传送可以采用哪些方式？它们各有什么特点及应用场所？试比较之。解：主机和外设之间的信息传送控制方式，经历了由低级到高级、由简单到复杂、由

集中管理到各部件分散管理的发展过程，按其发展的先后次序和主机与外设并行工作的

程度，可以分为４种。

程序查询方式是主机与外设间进行信息交换的最简单方式，输入和输出完全是通过

CPU 执行程序来完成的。这种方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，系统效率很低，因此，仅适用于外设的数目不多、对I／O 处理的实时要求不高、CPU 的操作任务比较单一、并不很忙的情况。

程序中断方式无需等待查询，外设在做好输入输出准备时，向主机发中断请求，主机

接到请求后就暂时中止原来执行的程序，转去执行中断服务程序对外部请求进行处理，在中断处理完毕后返回原来的程序继续执行。程序中断不仅适用于外部设备的输入输出操作，也适用于对外界发生的随机事件的处理。因为完成一次程序中断还需要许多辅助操作，因此主要适用于中、低速外设。

DMA 方式是在主存和外设之间开辟直接的数据通路，可以进行基本上不需要CPU

介入的主存和外设之间的信息传送，这样不仅能保证CPU 的高效率，而且能满足高速外

设的需要。DMA 方式只能进行简单的数据传送操作，在数据块传送的起始和结束时还

需CPU 及中断系统进行预处理和后处理。

I／O 通道控制方式是DMA 方式的进一步发展，在系统中设有通道控制部件，每个通

道挂若干外设，主机在执行I／O 操作时，只需启动有关通道，通道将执行通道程序，从而完成I／O 操作。

５．程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式各自适用什么范围？下面这些结论正确吗？为什么？

<１）程序中断方式能提高CPU 利用率，所以在设置了中断方式后就没有再应用程序

查询方式的必要了。

<２） DMA 方式能处理高速外部设备与主存间的数据传送，高速工作性能往往能覆盖

低速工作要求，所以DMA 方式可以完全取代程序中断方式。

解：程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式各自适用的范围见前述。

<１）不正确。程序查询方式接口简单，可用于外设与主机速度相差不大，且外设数量

很少的情况。

<２）不正确。DMA 方式用于高速外部设备与主存间的数据传送，但DMA 结束时仍

需程序中断方式做后处理。

９．什么是中断？外部设备如何才能产生中断？

解：中断是指：计算机执行现行程序的过程中，出现某些急需处理的异常情况和特殊

请求，CPU 暂时中止现行程序，而转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理，在处理完毕后，CPU 将自动返回原来的程序继续执行。

外部设备<中断源）准备就绪后会主动向CPU 发出中断请求。通常由外设的完成信

号将相应的中断请求触发器置成“１”状态，表示该中断源向CPU 提出中断请求。

１０．中断为什么要判优？有哪些具体的判优方法？各有什么优缺点？

解：当多个中断源同时发出中断请求时，CPU 在任何瞬间只能响应一个中断源的请

求，所以需要把全部中断源按中断的性质和轻重缓急安排优先级，以保证响应优先级别最高的中断请求。中断判优的方法可分为：软件判优法和硬件判优法。前者简单，可以灵活地修改中断源的优先级别，但查询、判优完全是靠程序实现的，不但占用CPU 时间，而且判优速度慢。后者可节省CPU 时间，速度快，但是需要硬件判优电路，成本较高。

１１．CPU 响应中断应具备哪些条件？

解：①CPU 接收到中断请求信号；

②CPU 允许中断；

③一条指令执行完毕。

１２．什么叫中断隐指令？中断隐指令有哪些功能？中断隐指令如何实现？

解：CPU 响应中断之后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。这些操作是由硬件

直接实现的，称为中断隐指令。中断隐指令并不是指令系统中的一条真正的指令，它没有操作码，所以中断隐指令是一种不允许、也不可能为用户使用的特殊指令。其所完成的操作主要有：

①保存断点；

②暂不允许中断；

③引出中断服务程序。

１３．什么是中断向量？中断向量如何形成？向量中断和非向量中断有何差异？

解：中断向量是指向量中断在中断事件在提出中断请求时，通过硬件向主机提供的

中断向量地址。中断向量由中断源的有关硬件电路形成。

向量中断和非向量中断的区别在于：前者是指那些中断服务程序的入口地址是由中

断事件自己提供的中断；后者是指中断事件不能直接提供中断服务程序入口地址的中断。１４．在程序中断处理中，要做到现行程序向中断服务程序过渡和中断服务程序执行

完毕返回现行程序，必须进行哪些关键性操作？一般采用什么方法实现这些操作？

解：最关键的操作有保存断点，适时开、关中断，保护和恢复现场等，其中部分工作由

硬件完成，部分工作由软件完成。

１６．假设有１、２两个设备，其优先级为设备１＞设备２，若它们同时提出中断请求，试说明中断处理过程，画出其中断处理过程示意图，并标出断点。

解：中断处理过程示意图见图８唱１５。

中断处理过程示意图

１７．现有A 、B 、C 、D 共４个中断源，其优先级由高向低按A 、B 、C 、D 顺序排列。若中断服务程序的执行时间为２０μs ，请根据图８唱１６所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻，画出CPU 执行程序的轨迹。

解：CPU 执行程序的轨迹如图８唱１７所示。

１８．设某机有５级中断：L０、L１、L２、L３、L４，其中断响应优先次序为：L ０最高、L１次

之、??、L４最低。现在要求将中断处理次序改为L１→L３→L０→L４→L２，试问：

<１）各级中断服务程序中的各中断屏蔽码应如何设置<设每级对应一位，当该位为“０”，表示中断允许；当该位为“１”，表示中断屏蔽）？

中断请求时间轴

CPU 执行程序的轨迹

<２）若这５级同时都发出中断请求，试画出进入各级中断处理过程示意图。

解：<１）各级中断服务程序中的各中断屏蔽码设置如表８唱３所示。

中断屏蔽码

程序级别

屏蔽码

０级１级２级３级４级

第０级１０１０１第１级１１１１１第２级００１００第３级１０１１１第４级００１０１

<２）５级中断同时发出中断请求，各级中断处理过程示意如图８唱１８所示。

中断处理过程示意

１９．实现多重中断应具备何种条件？如有A 、B 、C 、D 共４级中断，A 的优先级最高，

B 次之，??，D 最低。如在程序执行过程中，

C 和

D 同时申请中断，该先响应哪级中断？如正在处理该中断时，A 、B 又同时有中断请求，试画出该多级中断处理的流程来。

解：多重中断又称为中断嵌套，在执行某个中断服务程序的过程中，CPU 可去响应

级别更高的中断请求。

多级中断处理的流程如图８唱１９所示。

多级中断处理的流程

２０．CPU 响应DMA 请求和响应中断请求有什么区别？为什么通常使DMA 请求的

优先级高于中断请求？

解：对中断请求的响应时间只能发生在每条指令执行完毕时，而对DMA 请求的响

应时间可以发生在每个机器周期结束时。DMA 方式常用于高速外设的成组数据传送，

如果不及时处理将丢失信息，所以DMA 请求的优先级应高于中断请求。

计算机组成原理教材考试习题解答

计算机组成原理蒋本珊编著教材习题解答 第1章概论 1?电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？ 解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。 2?冯?诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点如下： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； ②计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。 第③ 点是最主要的一点。 3?计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？ 解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是： ①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 ②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 ③存储器：用来存放程序和数据。 ④运算器：对信息进行处理和运算。 ⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。 4?什么叫总线？简述单总线结构的特点。解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。CPU与主存、CPU与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU的干预。 9 5 ?简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。 第0级为硬件组成的实体。 第1 级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。第2 级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。 第3 级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。 第4 级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。 第5 级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。

2019年《计算机组成原理》试卷一

《计算机组成原理》试卷一 一．选择题（每小题1分，共20分） 1. 我国在______年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于 ______年完成。b5E2RGbCAP A. 1946，1958 B. 1950，1968 C. 1958，1961 D. 1959，1965 2. 目前大多数集成电路生产中，所采用的基本材料为______。 A. 单晶硅 B. 非晶硅 C. 锑化钼 D. 硫化镉 3. 下列数中最大的数是______。 A. （100110001）2 B. （227）8 C. （98）16 D. （152）10 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. 用32位字长（其中1位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是______。 A. 0≤│N|≤1-2-32 B. 0≤│N|≤1-2-31p1EanqFDPw C. 0≤│N|≤1-2-30 D. 0≤│N|≤1-2-29DXDiTa9E3d 6. 定点运算器用来进行______。 A. 十进制数加法运算 B. 定点数运算 C. 浮点数运算 D. 即进行定点数运算也进行浮点数运算 7. 某SRAM芯片，其存储容量为64ⅹ16位，该芯片的地址线和数据线数目为______。 A. 64，16 B. 16，64 C. 64，8 D. 16，6RTCrpUDGiT 8. 闪速存储器称为______。 A. 光盘 B. 固态盘 C. 硬盘 D. 软盘 9. 二地址指令中，操作数的物理位置不可安排在______。 A. 栈顶和次栈顶 B. 两个主存单元 C. 一个主存和一个寄存器 D. 两个寄存器 10. 堆栈寻址方式中，设A为累加寄存器，SP为堆栈指示器，Msp为SP 指示器的栈顶单元，如果操作的动作是：（A）→Msp，（SP）－1→SP，那么出栈操作的动作为： A. （Msp）→A，（SP）+1→SP B. （SP）+1→SP，（Msp）→A C. （SP）－1→SP，（Msp）→A D. （Msp）→A，（SP）－1→SP 11. 中央处理器（CPU）是指______。 A. 运算器 B. 控制器 C. 运算器. 控制器和cache D. 运算器、控制器和主存储器 12. 指令寄存器的作用是______。 A. 保存当前指令的地址 B. 保存当前正在执行的指令 C. 保存下一条指令 D. 保存上一条指令 13. 下面描述的RISC机器基本概念中正确的表达是______。 A. RISC机器不一定是流水CPU B. RISC机器一定是流水CPU C. RISC机器有复杂的指令系统

计算机组成原理试题及答案

2. （2000）10化成十六进制数是______。 A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）16 3. 下列数中最大的数是______。 A．（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 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 D. ASCⅡ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. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 7. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。 Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４ ９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。 Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意 Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4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______。 1

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。

计算机组成原理试题及答案 (1)#精选.

计算机组成原理试题及答案 一、填空（12分） 1.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 和尾数均用补码表示，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表示的最大正数，非0最小正数，最大负数，最小负数。 2.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。 3.影响流水线性能的因素主要反映在和 两个方面。 4.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。 5.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) 1.微程序控制 2.存储器带宽 3.RISC 4.中断隐指令及功能

三、简答（18分） 1. 完整的总线传输周期包括哪几个阶段？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。 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，现要求优先顺序改为L3,L2,L4,L0,L1，写出各中断源的屏蔽字。

4. 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备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。 四、（6分） 设阶码取3位，尾数取6位（均不包括符号位），按浮点补码运算规则 计算 [25169?] + [24)16 11 (-?] 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）

计算机组成原理试题及答案

二、填空题 1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（ASCII）码。P23 2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（e）加上一个固定的偏移值（127）。P17 3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。P86 4 衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。P185 5 在计算机术语中，将ALU控制器和（）存储器合在一起称为（）。 6 数的真值变成机器码可采用原码表示法，反码表示法，（补码）表示法，（移码）表示法。P19-P21 7 广泛使用的（SRAM）和（DRAM）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。P67 8 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（存储周期）和（存储器带宽）。P67 9 形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（顺序）寻址，遇到转移指令时（跳跃）寻址。P112 10 CPU从（主存中）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。 11 定点32位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示

的整数范围是（-2的31次方到2的31次方减1 ）。P20 12 IEEE754标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为11位，尾数为52位，则它能表示的最大规格化正数为（+［1+（1-2 ）］×2 ）。 13 浮点加、减法运算的步骤是（0操作处理）、（比较阶码大小并完成对阶）、（尾数进行加或减运算）、（结果规格化并进行舍入处理）、（溢出处理）。P54 14 某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（14）条。64×1024KB=2048KB(寻址范32围)=2048×8(化为字的形式)=214 15一个组相联映射的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共（20）位，其中主存字块标记应为（9）位，组地址应为（5）位，Cache地址共（13）位。 16 CPU存取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（CPU周期），而后者又包含若干个（时钟周期）。P131 17 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（汇编语言）级、（高级语言）级。P13 18十进制数在计算机内有两种表示形式：（字符串）形式和（压缩的十进制数串）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。P19 19一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，

408计算机学科专业基础综合教材

计算机考研408计算机学科专业基础综合参考教材计算机类研究生招生信息2009-10-17 16:06:49 阅读161 评论0 字号：大中小订阅 一、数据结构confirmed 1.教材：《数据结构》严蔚敏清华大学出版社 清华大学严蔚敏的这本数据结构的教材是国内数据结构教材的权威。也是国内使用最广，其广度远远超越其他同类教材，计算机考研专业课命题必定以它为蓝本。这一本数据结构是2007年的最新版本，完全适合任何学校的考研数据结构的复习之用，是数据结构学习最权威的教材。 2.辅导书：《算法与数据结构考研试题精析（第二版）》机械工业出版社 网上广为流传的数据结构1800题相信只要是计算机考研的同学无人不知无人不晓。其实1800题是2001年推出来的，当时编者把电子版免费分享给大家，却很少有人知道它也有纸质版本就是《算法与数据结构考研试题精析》。第二版是2007年最新出版的，对里面的题目进行了大量的更新，去掉了一些比较过时和重复的题，加上了很多名校最近几年的考研真题，总共大约1650题左右。真题就是训练的最好武器，相信当你复习完这本数据结构辅导书后，任何关于数据结构的考题都是小菜一碟。

二、计算机组成原理optional 1.教材：《计算机组成原理》唐朔飞高等教育出版社 《计算机组成原理》白中英科学出版社 这两本教材都是普通高等教育十一五国家级规划教材，其权威性不言而喻，在国内是使用最广的两本教材，而前者应该略胜一筹。而且两位老师说教学的计算机组成原理课程都是国家级精品课程，网上甚至还有他们的讲课视频可以下载，再配合教材的使用，这样可以更加增强学习的效率。 2.辅导书：《计算机组成原理考研指导》徐爱萍清华大学出版社 《计算机组成原理--学习指导与习题解答》唐朔飞高等教育出版社清华大学的这套辅导教材在广大的考生中有着极为优秀的口碑，特别是系列中的李春葆《数据结构考研辅导》在数据结构考研辅导资料中占据着数一数二的地位。这本辅导书通俗易懂，重点突出，特别适合于考研复习，特别是武汉大学以前的专业试题就完全以这本书为蓝本，甚至直接考上面的原题。唐朔飞的题集上面的题型也比较适合于考研，和它的配套教材一样，是一本不可多得的好书。 三、操作系统confirmed 1.教材：《计算机操作系统(修订版)》汤子瀛西安电子科技大学出版社 毫无疑问这本教材是国内操作系统教材的权威，使用度很广，以往

计算机组成原理试卷A卷答案

华侨大学2012—2013学年第一学期期末考试 《计算机组成原理》考试试卷（A卷） 学院课程名称考试日期 姓名专业学号 一、选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）） 1、完整的计算机系统应包括_______。 A．CPU和主存B．外部设备和主机 C．主机和实用程序D．配套的硬件系统和软件系统 2、有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为_______。 A．硬件B．软件C．固件D．辅助存储器 3、冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是_______。 A．指令操作码的译码结果B．指令和数据的寻址方式 C．指令周期的不同阶段D．指令和数据所在的存储单元 4、浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和溢出判断等步骤。设浮点数的阶码和尾数都采用补码表示，且位数分别为5位和7位（均含2位符号位）。若有两个数X=27*29/32、Y=25*5/8，则浮点加法计算X+Y的最终结果是_____。 A．00111 1100010 B．00101 0001000 C．01000 0010001 D．发生溢出 5、下列关于RISC的叙述中，错误的是_______。 A．RISC普遍采用微程序控制器 B．RISC大多数指令在一个时钟周期内完成 C．RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多 D．RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少 6、在微机中，系统日期、硬盘参数与计算机配置信息等均存储在_______。 A．Cache B．ROM C．EPROM D．CMOS 7、相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是_______。 A．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易 B．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展困难 C．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易 D．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展困难 8、下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是_______。 ① RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器 ② RAM和ROM都是采用随机存取方式进行信息访问 ③ RAM和ROM都可用做Cache ④ RAM和ROM都需要进行刷新 A．仅①②B．仅②③C．仅①②③D．仅②③④

计算机组成原理试题及答案

计算机组成原理题集含答案 题库题目总数：293 第一章单选题 1、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（主机）： I/O部件 内存储器 外存储器 主机 2、冯?诺依曼机工作方式的基本特点是（按地址访问并顺序执行指令）：按地址访问并顺序执行指令 精确结果处理 存储器按内部地址访问 自动工作 3、输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为（外围设备）： I/O系统 外围设备 外存储器 执行部件 4、计算机硬件能直接识别和执行的语言是（机器语言）： 高级语言 汇编语言 机器语言 符号语言 判断题

5、若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称数据字(错)。 6、若某计算机字是运算操作的对象，即代表要处理的数据，则称指令字（错）。 7、数字计算机的特点：数值由数字量（如二进制位）来表示，运算按位进行。（对） 8、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。（对） 填空题 9、系统软件包括：服务程序、语言程序、（操作系统）、数据库管理系统。 10、计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别是（电子管）、（晶体管）、（集成电路）、（大规模集成电路）、（巨大规模集成电路）五个部分。 11、计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由（微程序级）、（一般机器级）、（操作系统级）、（汇编语言级）和（高级语言级）等组成，在每一级上都可以进行（程序设计）。 12、计算机的软件一般分为（系统软件）和（应用软件）两大部分。 13、计算机的硬件基本组成包括（控制器）、（运算器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）五个部分。 简答题 14、什么是存储容量？什么是单元地址？ 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。灭个存储单元都有编号，称为单元地址。 15、什么是外存？简述其功能。 外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。 16、什么是内存？简述其功能。 内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。用来存放经常使用的程序和数据。。 17、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？ 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。 18、什么是适配器？简述其功能。 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的工作。

计算机组成原理练习题-答案

一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．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对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为 2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。 12．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对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。

----计算机组成原理教案

----计算机组成原理教案 农业大学教案 xx ~ xx 学年 第一学期学院名称软件学院课程名称计算机组 成原理课程性质专业必修课授课对象软件1301-1306 授课教师郝王丽职称助教使用教材《计算机组成原理》（第2版）高等教育出版社唐朔飞编著授课时数64 xx 年8月25 日教案授课时间 xx~xx学年第一学期教案编写时间 xx年8 月课程名称计算机组成原理课程编号总学时：64讲课：64 学时实验： 0 学时实习： 0 学时学分数4课型专业基础必修课任课教师郝王丽职称 助教授课对象软件1301-1306基本教材和主要参考资料使用教 材：《计算机组成原理》（第2版），唐朔飞编著，高等教育出版社参考资料：[1]《计算机组成原理》，白中英编著，科学出版社，2000、1[2]《计算机组成原理》，张新荣，李雪威，于瑞国著，机械工业出版社，xx、3[3]《计算机组成原理》（第2 版），罗克露，俸志刚编著，电子工业出版社，xx、2[4]《电子 计算机组成原理》, 蒋本珊著，北京理工大学出版社，2004、8[5]《计算机组成原理》（第2版），蒋本珊编著，清华大学出版 社，xx、9[6] John L、 Hennessy and David

A、 Patterson, "Computer organization and design, the hardware/software interface", Morgan Kaufmann, Second Edition,1998[7] Patterson and Hennessy, "Computer Organization & Design: the Hardware/Software Interface (2nd edition)",Morgan Kaufmann Publishers、教学目的和要求《计算机组成原理》是软件工程专业本科教学中的一门重要专业基础课，是《计算机系统结构》、《操作系统》、《嵌入式系统原理及应用》等课程的先驱课程。在计算机、网络工程和软件工程等专业的教学计划中占有重要地位和作用。学习本课程旨在使学生掌握运算器、控制器、存储器的构成原理、指令流程、组合逻辑控制、微程序控制、I/O控制等内容；了解数据信息的表示、运算方法与各类半导体存储器、辅助存储器，为更深入地学习后继课程打下基础。教学重点、难点了解：计算机的软硬件概念，计算机系统的层次结构，计算机的发展史，总线概念及分类，RISC技术，CPU的功能和内部结构，微操作命令的分析，微程序设计。理解：计算机的工作过程，总线特性及性能指标，静态和动态RAM、ROM、Cache，I/O设备与主机的联系方式和信息传送控制方式，组合逻辑设计。掌握：冯诺依曼计算机的特点，总线结构，存储器的分类和层次结构， I/O接口的功能和组成及类型，机器指令的一般格式及其在存储器中的存放方式，机器指令中的寻址方式。熟练掌握：计算机硬件的主要技术指标，总线的判优控制和通信控制，Cache-主存地址映射及替换策略，主机与I/O

计算机组成原理 试卷含答案

湖南师范大学2012—2013学年第一学期信息与计算科学专业2011年级期末/ 补考/重修课程 计算机组成原理考核试题 出卷人：毛禄广 课程代码：考核方式: 考试时量：分钟试卷类型：A/B/C/D 一、单选题（30分，每题2分） 1. 算术逻辑单元的简称为（）B A、CPU。 B、ALU。 C、CU。 D、MAR。 2. EPROM是指（）D A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.可擦除可编程只读存储器 3. 异步通信的应答方式不包括（）D A、不互锁 B、半互锁 C、全互锁 D、以上都不包括 4. 三种集中式总线仲裁中，______方式对电路故障最敏感。A A、链式查询 B. 计数器定时查询 C. 独立请求D、以上都不正确 5. 下面说法正确的是：（）B A、存储系统层次结构主要体现在缓存-主存层次上； B、缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题； C、主存和缓存之间的数据调动对程序员也是不透明的； D、主存和辅存之间的数据调动由硬件单独完成。 6. 动态RAM的刷新不包括( ) D A、集中刷新 B、分散刷新 C、异步刷新 D、同步刷新 7. 关于程序查询方式、中断方式、DMA方式说法错误的是（）D A、程序查询方式使CPU和I/O设备处于串行工作状态，CPU工作效率不高； B、中断方式进一步提高了CPU的工作效率； C、三者中DMA方式中CPU的工作效率最高； D、以上都不正确。 第 1 页共5 页 8. 发生中断请求的条件不包括（）D A.一条指令执行结束 B.一次I/O操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA操作结束 9. DMA的数据传送过程不包括（）A A、初始化 B、预处理 C、数据传送 D、后处理 10. 下列数中最大的数为（）B A.（10010101）2 B.（227）8 C.（96）8 D.（143）5 11. 设32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，尾数位为23位，则它所能表示的最大规．格化正数为（）B A +（2 – 2-23）×2+127B．[1+（1 – 2-23）]×2+127 C．+（2 – 223）×2+255D．2+127 -223 12. 定点运算中，现代计算机都采用_______做加减法运算。（）B A、原码 B、补码 C、反码 D、移码 13._________中乘积的符号位在运算过程中自然形成。（）C A、原码一位乘 B、原码两位乘 C、补码一位乘 D、以上都不是 14.设x为真值，x*为绝对值，则[-x*]补=[-x]补能否成立（）C A、一定成立 B、不一定成立 C、不能成立 D、以上都不正确 15. 最少可以用几位二进制数即可表示任一5位长的十进制整数。（）A A、17 B、16 C、15 D、18 二、填空题（共10分，每题1分） 1.总线控制分为判优控制和________。（通信控制） 2.总线通信常用四种方式________、异步通信、半同步通信、分离式通信。（同步通信） 3.按在计算机系统中的作用不同，存储器主要分为主存储器、辅助存储器、_________。（缓冲存 储器） 4.随机存取存储器按其存储信息的原理不同，可分为静态RAM和__________。（动态RAM） 5.I/O设备与主机交换信息的五种控制方式是程序查询方式、中断方式和、_________、I/O通道方 式和I/O处理机方式。（DMA方式） 6.程序查询方式中为了完成查询需要执行的三条指令分别为测试指令、________、转移指令。（传 送指令） 7.浮点数由阶码和________两部分组成。（尾数） 8.二进制数-0.1101的补码为__________。（10011） 9._______是补码一位乘中乘数符号为负时的方法。（校正法）

计算机组成原理试卷及答案

计算机组成原理试题及答案 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.若十进制数据为137.5则其八进制数为（B ）。 A、89.8 B、211.4 C、211.5 D、1011111.101 2.若x补=0.1101010，则x原=（A ）。 A、1.0010101 B、1.0010110 C、0.0010110 D、0.1101010 3.若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（B）。 A、00 B、01 C、10 D、11 4.原码乘法是（A ）。 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 5.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 6.下列数中，最小的数是（A）。 A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．45 7.下列数中，最大的数是（D）。 A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．45 8.下列数中，最小的数是（D）。 A．（111111）2B．（72）８C．（2F）16D．50 9.已知：X=－0.0011，Y= -0.0101。（X+Y）补= ( A)。 Ａ．１．１１００Ｂ．１．１０１０ Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００ 10.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是（C ）。 A．17 B．19C．27D．36 11.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 12.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 12.计算机内存储器可以采用（A）。 A.RAM和ROM B.只有ROM C.只有RAM D.RAM和SAM 13.单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用( 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 14.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自(B)。 A.立即数和栈顶 B.栈顶和次栈顶 C.暂存器和栈顶 D.寄存器和内存单元 15.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 16.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为( C)寻址。 A.直接 B.间接 C.寄存器直接 D.寄存器间接 17.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 18.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路

计算机组成原理典型例题讲解

分析设计计算： 1.CPU结构如图1所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （1）标明图中四个寄存器的名称。 （2）简述指令从主存取到控制器的数据通路。 （3）简述数据在运算器和主存之间进行存/ 取访问的数据通路。 图1 解： （1）a为数据缓冲寄存器DR ，b为指令寄存器IR ，c为主存地址寄存器，d为程序计数器PC。 （2）主存M →缓冲寄存器DR →指令寄存器IR →操作控制器。 （3）存贮器读：M →缓冲寄存器DR →ALU →AC 存贮器写：AC →缓冲寄存器DR →M

2. 某机器中，配有一个ROM芯片，地址空间0000H—3FFFH。现在再用几个16K×8的芯片构成一个32K×8的RAM区域，使其地址空间为8000H—FFFFH。假设此RAM芯片有/CS和/WE信号控制端。CPU地址总线为A15—A0,数据总线为D7—D0,控制信号为R//W，MREQ(存储器请求)，当且仅当MREQ 和R//W同时有效时，CPU才能对有存储器进行读(或写)。 （1）满足已知条件的存储器，画出地址码方案。 （2）画出此CPU与上述ROM芯片和RAM芯片的连接图。 解：存储器地址空间分布如图1所示，分三组，每组16K×8位。 由此可得存储器方案要点如下： （1）用两片16K*8 RAM芯片位进行串联连接，构成32K*8的RAM区域。片内地址：A0——A13，片选地址为：A14——A15； （2）译码使用2 ：4 译码器； （3）用/MREQ 作为2 ：4译码器使能控制端，该信号低电平（有效）时，译码器工作。 （4）CPU的R / /W信号与RAM的/WE端连接，当R // W = 1时存储器执行读操作，当R // W = 0时，存储器执行写操作。如图1 0000 3FFF 8000

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。

计算机组成原理试卷

考试科目名称 计算机组织与系统结构 （A卷）2008——2009学年第 2 学期 教师 袁春风/窦万春考试方式：闭卷系（专业） 计算机科学与技术年级 2007班级 学号 姓名 成绩 题号一二三四五六 分数 一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分） 得分 1. 在计算机系统层次结构中，指令集体系结构（或ISA，或指令系统）处于硬件和软件交界面， 硬件所有功能由它集中体现，软件通过它在硬件上执行。 2. 任何高级语言源程序或汇编语言源程序都必须翻译成机器代码才能在硬件上执行。完成这种翻译转 换任务的程序有汇编程序、解释程序（或解释器）和编译程序（或编译器）三类。 3. 响应时间和吞吐率（或带宽，或数据传输率）是衡量一个计算机系统好坏的两个基本性 能。不同应用场合，用户关心的性能不同。例如，对于银行、证券等事务处理系统来说，事务处理用户主要关心的是响应时间。 4. 一个变量在计算机内部用0或1编码表示的数被称为机器数，变量真正的值被称为真值。 5. 假定某变量x存放在寄存器R1中为1111 1111 1111 1111 1111 1011 1100 0000B，则变量x在屏 幕上用16进制显示为0x FFFFFBC0 。若x的类型为int，则x的值为 -1088； 对R1进行算术左移4位后的值在屏幕上显示为0x FFFFBC00 ；对R1算术右移4位后为0x FFFFFFBC ；对R1逻辑右移4位后为0x 0FFFFFBC 。 6. 与硬连线路控制器相比，微程序控制器的缺点是速度慢。 7. 假定某计算机采用小端方式，按字节编址。若某变量x的主存地址为00001000H，其数据类型为float， 已知x=-1.5，则主存地址00001000H和00001003H中存放的内容分别是00 H和BF H。 8. 可以用一个特殊的Cache来记录最近使用页的页表项，因为页表项主要用于地址转换，所以把这种 特殊的Cache称为转换后援缓冲器，简称TLB （或快表）。 9. 当处理器发现有未被屏蔽的中断请求发生时，通常通过执行一个“中断隐指令”进行中断响应。在 中断响应过程中，完成三个任务，它们是关中断（或清除中断允许标志）、保存断点（及机器状态）、将中断服务程序首地址送PC。 10. 现代计算机的主存大多采用字节编址方式。所以，假定一个分页虚拟存储器系统的虚拟地址位数为 48位，则虚拟（逻辑）地址空间大小应为256TB。若页面大小为512KB，则一个程序最多可以有512M （或229）个页面。

计算机组成原理试题及答案

《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=?要求写出计算过程。(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SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(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主要区别？各自主要应用在什么地方？（7分） 2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？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，在完成输入/输出操作时的优缺点。（9分） 2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。（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这十种组合分别表示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。 １