计算机原理与设计习题课
计算机组成原理习题课2
10. 32位字长的浮点数，其中阶码8位(含1位阶符)，尾数24位(含 1位数符)，则其对应的最大正数为 ① ，最小负数为 ② ，最小 的绝对值为 ③ ；若机器数采用补码表示，且尾数为规格化形式， 则对应的最大正数为 ④ ，最小正数为 ⑤ ，最小负数为 ⑥ 。
A．2127(1-2-23) D．-2+127 B．-2127(1-2-23) E. 2-128×2-23 C． 2-129 F. 2-127×2-23
41．小数(0. 65625)十 等于_______。 A．(0. 11101)二 B．(0. 10101)二 C．(0. 00101)二 D．(0. 10111)二 答案：B 42. (84)十 等于______。 A．(10100100)二 B．(224)八 C．(054)十六 D．(1210)四 答案：C 44 二进制数11001011 等于十进制的_____。 A．395 B．203 C．204 D．394 答案：B 47． (20．8125)十 = ( ________ ) 二 。 A. 1010.1101 B. 10100.1011 C. 10100.1101 D.1010.1011 答案：C 48．补码10110110代表的是十进制负数____。 A． -74 B． -54 C． -68 D． -48 答案：A
9. 用n+1位字长表示定点数(其中1位为符号位)，它所能表示的 整数范围是 ① ，它所能表示的小数范围是 ② 。
A．0≤ |N| ≤ 2n-l
C. 0≤ |N| ≤ 1- 2-(n+l) ②D 答案： ① A
B． 0≤ |N| ≤ 2n+1 -l
D. 0≤ |N| ≤ 1-2-n （此处为真值表示）
C． -263 ~ 263(1-2-9)
微机系统及其接口设计原理 课后习题
第二章、练习
1． 8086 CPU由哪两部分组成？它们的主要功能 是什么？8086与8088的主要区别是什么？
8086/8088微处理器的内部组成结构按照功能可分成
总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)和指令执行部件 EU（Execution Unit）两大部分。 BIU的主要作用是实现CPU对外部三总线的控制并 与外部进行数据交换。具体的操作主要是根据指令 的要求合成20位的地址信号及产生与外部总线数据 传输需要的控制信号时序，最终实现与外部的数据 交换。
2． 8086/8088 CPU内部有哪些 寄存器？其主要作用是什么？
通用寄存器：AX，BX，CX，DX
AX（AH+AL）：累加器（Accumulator）。是寄存器中
最忙的一个。大多数的算术和逻辑运算以及输入/输 出都必须经由它进行。 BX（BH+BL）：基地址寄存器（Base）。在间接寻址 中作为偏移地址寄存器；在基址寻址中作为基地址寄 存器。 CX（CH+CL）：计数寄存器（Count）。在块传送和 循环等指令中固定的充当计数器。 DX（DH+DL）：数据寄存器（Data）。在乘除法指 令中固定充当辅助的操作数寄存器；在输入/输出指 令中固定作为外设口地址寄存器。
3．试述8086/8088 CPU中的SP， BP，SI，DI有何种特殊用途。
SP：堆栈指针（Stack Pointer）。 固定配合SS来指定
（寻址）内存中的堆栈区栈顶的当前偏移地址。当 执行完入栈/出栈指令后，SP的值会自动减2/加2。 其值将始终指向栈顶位置。 BP：基数指针（Base Pointer）。 用于提供多种寻址 方式中的偏移地址或基地址，还用于配合SS提供堆 栈区的非栈顶单元偏移地址。
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案第4章
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案第4章4-2 试述指令MOV A,R0和MOV A,@R0的区别两条指令的目的操作数相同，两条指令的区别在于源操作数来源不同：MOV A,R0 指令的源操作数就是R0寄存器的内容；而MOV A,@R0 指令的源操作数是位于存储器单元内，且存储器单元的地址是R0寄存器的内容。
4-3 试述指令MOV A,20H和MOV A,#20H的区别MOV A,20H 源操作数是直接寻址，20H表示源操作数所在存储器单元的地址。
MOV A,#20H 源操作数是立即数寻址，#20H是立即数，也就是源操作数。
4-4 说明一下指令中源操作数所在的存储器类型。
(1)MOV A,#30H; 立即数#30H,就是源操作数,存在于指令中,所以位于程序存储器。
(2)MOV A,30H; 30H是源操作数所在数据存储单元的地址,所以源操作数位于数据存储器。
(3)MOVC A,@A+DPTR;源操作数是变址寻址, 助记符MOVC表示源操作数位于程序存储器。
(4)MOVX A,@DPTR; 源操作数是寄存器间接寻址, 助记符MOVX表示源操作数位于外部数据存储器。
4-5 判断下列指令书写是否正确：(1)MOV A,B; ✔(2)MOV A,#3000H ; ✘,因为A是8位寄存器，而#3000H是16位数值，没法全部存到A里(3)INC,#20H ; ✘只能INC A/direct/Rn/@Ri/DPTR(4)MOV 5,A ; ✔，注意目的操作数是直接寻址方式，不是立即寻址(5)MOV 30H,40H; ✔(6)MOV B,@DPTR ; ✘,@DPTR寻址用于MOVX指令，不能用于MOV指R(7)CJNE 30H,#80H,NEXT ; ✘,CJNE指令格式只能是CJNE A/Rn/@Ri,#data,rel或CJNE A,direct,rel(8)POP A ; ✘只能是直接寻址方式POP direct，正确的是POP ACC(9)PUSH ACC; ✔(10)SJMP 2000H ; ✘rel的范围是-128~127（用补码表示其值）共256B范围4-6 设ACC=12H，B=64H，SP=60H，30H中存放的是78H，试分析下列程序执行后，ACC、B、30H、SP中的内容分别为多少，并画出堆栈示意图。
计算机组成原理课后习题及答案(完整版)
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• 3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效 ？为什么？
• 答：P23，否，P36
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系统总线
第三章
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1. 什么是总线？总线传输有何特点？ 为了减轻总线的负载，总线上的部件都应 具备什么特点？
解：总线是多个部件共享的传输部件； 总线传输的特点是：某一时刻只能有 一路信息在总线上传输，即分时使用； 为了减轻总线负载，总线上的部件应 通过三态驱动缓冲电路与总线连通。
解： 总线标准——可理解为系统与模块、 模块与模块之间的互连的标准界面。 总线标准的设置主要解决不同厂家各 类模块化产品的兼容问题； 目前流行的总线标准有：ISA、EISA、 PCI等； 即插即用——指任何扩展卡插入系统 便可工作。EISA、PCI等具有此功能。
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11. 画一个具有双向传输功能的总线逻
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总线的主设备（主模块）——指一次总
线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）； 总线的从设备（从模块）——指一次总
线传输期间，配合主设备完成传输的设备（模 块），它只能被动接受主设备发来的命令；
总线的传输周期——总线完成一次完整 而可靠的传输所需时间；
总线的通信控制——指总线传送过程中 双方的时间配合方式。
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4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集 中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响 应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
解：总线判优控制解决多个部件同时申请总 线时的使用权分配问题；
常见的集中式总线控制有三种： 链式查询、计数器查询、独立请求；
特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，
计算机组成原理 第6章 习题课
第6章习题课1．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难2. 下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是A．存储器地址寄存器（MAR）B．程序计数器（PC）C．存储器数据寄存器（MDR）D．指令寄存器（IR）3. 下列选项中，不．会引起指令流水线阻塞的是A．数据旁路（转发）B．数据相关C．条件转移D．资源冲突4.5. 某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。
下表给出了指令系统中部分指令格式,其中Rs和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x 或存储单元x的内容。
表指令系统中部分指令格式该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是取指(IF)、译码/读寄存器(ID)、执行/计算有效地址(EX)、访问存储器(M)和结果写回寄存器(WB),流水线采用“按序发射,按序完成”方式,没有采用转发技术处理数据相关,并且同一个寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。
请回答下列问题。
(1)若int型变量x的值为-513,存放在寄存器Rl中,则执行指令“SHR R1” 后, R1的内容是多少? (用十六进制表示)(2)若某个时间段中,有连续的4条指令进入流水线,在其执行过程中没有发生任何阻塞,则执行这4条指令所需的时钟周期数为多少?(3)若高级语言程序中某赋值语句为x=a+b, x、a和b均为int型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a]和[b]，该语句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如题下图所示。
I1 LOAD R1,[a]I2 LOAD R2,[b]I3 ADD R1, R2I4 STORE R2,[x]则这4条指令执行过程中,I3的ID段和I4的IF段被阻塞的原因各是什么?(4)若高级语言程序中某赋值语句为x=2*x+a, x和a均为unsigned int类型变量,它们的存储单元地址分别表示为[x]、[a],则执行这条语句至少需要多少个时钟周期?要求模仿题上图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。
计算机组成原理习题课
需要做存储芯片的字位扩展，所需芯片数d=220×32/512K×8=8片
• 位扩展：4片512K×8位芯片构成512K×32位的存储组； • 字扩展：2组512K×32位存储组构成1M×32位的存储器。 (3)需要多少位地址做芯片选择？ 字扩展的是2个存储组，因此，需1位地址做片选。
*
第3章 P111 第3题
58计算机组成原理19201456lrulru初始值初始值11881177882277221188编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa001100111111001111112211331144115511001111bb00880088118822880088118822883388448800cc007700771177227700771177227733dd0022002211220022112222换出换出lrulru初始值初始值33882211331177113377编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容数数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa111122113311441100111111001111110011111122bb880011880088118822883388447700771177227700cc77333300331133223333330033113322333333003311dd222233224422002211222222332244225522662277换出换出778811
主存与Cache的速度倍率：r = tm/tc = 240ns/40ns = 6
计算机组成原理·第六版(课后习题)第一章
计算机组成原理·第六版（课后习题）第⼀章第⼀章计算机系统概论1. ⽐较电⼦数字计算机和电⼦模拟计算机的特点电⼦数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算过程是不连续的；电⼦模拟计算机中处理的信息是连续的变化的物理量，运算过程是连续的。
2. 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？分为专⽤计算机和通⽤计算机分类依据是计算机性能、速度、价格、运⾏的经济性3. 数字计算机有哪些应⽤ ？科学计算、⼈⼯智能、家⽤电器、测量等4. 冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些组成部分？主要设计思想：1）采⽤存储程序的⽅式编织好的程序和数据都存放在同⼀存储器中，2）计算机可以在⽆⼈⼲预的请扩下⾃动完成逐条指令的取出和执⾏指令的任务3）指令和数据均以⼆进制码的形式存储在计算机中组成部分：运算器、存储器、I/O设备、逻辑器、5. 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据⾃？什么是指令字？存储容量：存储器中所有存储单元的总数单元地址：每个存储单元的编号数据字：某字代表要处理的数据指令字：某字为⼀条指令6. 什么是指令？什么是程序？指令：计算机硬件可以直接执⾏的每⼀个基本的算术运算或逻辑运算的操作程序：解算某⼀问题的⼀串指令寻列7. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分他们是指令还是数据？指令：取指周期中从内存读出的信息流数据：执⾏器周期中内存读取的信息流8. 计算机的系统软件包括哪⼏部分？说明他们的⽤途。
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来保存⼆进制数据运算器和控制器合称中央处理器，简称CPU ⽤来控制计算机以及进⾏算术逻辑运算配适器是外围设备与主机联系的桥梁，相当于转换器，使主机和外围设备并⾏协调⼯作9. 计算计的系统软件包括哪⼏类？说明他们的⽤途包括系统程序和应⽤程序。
系统程序⽤于简化程序设计，提⾼计算机使⽤效率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. 现代计算机系统如何进⾏多级划分？这种分级观点对计算机设计会产⽣什么影响？微程序设计级机器语⾔级操作系统级汇编语⾔级⾼级语⾔级⽤⼀系列的级来组成计算机的借⼝对于掌握计算机是如何组成的提供了良好的结构和体制分级的挂念来设计计算机保证产⽣⼀个良好的系统结构也是很有帮助的11. 为什么软件能够转化为硬件？硬件能转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？应为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执⾏可以由软件完成，也可以由硬件完成，实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
计算机组成原理与汇编语言程序设计课后习题及解答(详解)
计算机组成原理与汇编语言程序设计课后习题及解答徐洁，俸远祯电子工业出版社第1章习题一1.什么是程序存储工作方式？答：计算机的工作方式——存储程序工作方式。
即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。
2.采用数字化方法表示信息有哪些优点？用数字化方法表示信息的优点：（1）抗干扰能力强, 可靠性高。
（2）依靠多位数字的组合，在表示数值时可获得很宽的表示范围以及很高的精度。
（3）数字化的信息可以存储、信息传送也比较容易实现。
（4）可表示的信息类型与范围及其广泛，几乎没有限制。
（5）能用逻辑代数等数字逻辑技术进行信息处理，这就形成了计算机硬件设计的基础。
3.如果有7×9点阵显示出字符A的图像，请用9个七位二进制代码表示A的点阵信息。
4.数字计算机的主要特点是什么？1. （1）能在程序控制下自动连续地工作；（2|）运算速度快；（3）运算精度高；（4）具有很强的信息存储能力；（5）通用性强，应用领域及其广泛。
5.衡量计算机性能的基本指标有哪些？答：衡量计算机性能的基本指标：（1）基本字长——参加一次运算的数的位数；（2）数据通路宽度——数据总线一次能并行传送的位数；（3）运算速度——可用①CPU的时钟频率与主频，②每秒平均执行指令数，③典型四则运算的时间来表示。
（4）主存储器容量——可用字节数或单元数（字数）×位数来表示。
（6）配备的外围设备及其性能。
（7）系统软件配置。
7.系统软件一般包括哪些部分？列举你所熟悉的三种系统软件。
系统软件一般包括操作系统，编译程序、解释程序、各种软件平台等。
例如WINDOWS98操作系统，C 语言编译程序等，数据库管理系统。
8.对源程序的处理有哪两种基本方式？对源程序的处理通常有两种处理方式：解释方式和编译方式。
第2章习题二1.将二进制数(101010.01)2 转换为十进制数及BCD码。
解：(101010.01)2 = (42.25)10 = (01000010.00100101)BCD2.将八进制数(37.2)8转换为十进制数及BCD码.解:(37.2)8 = (31.25)10 =(00110001.00100101)BCD3.将十六进制数(AC.E)转换为十进制数及BCD码.解: (AC.E)16 =(172.875)10 = (000101110010.100001110101)BCD4.将十进制数(75.34)10转换为8位二进制数及八进制数、十六进制数。
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• 假设我们有两台计算机M1和M2。M1的主频是1GHz，M2的主频 是2GHz。每台计算机的指令都有4类，它们的CPI分别为1、2、3和 4。当同样一个用高级语言编写的程序在两台机器上分别编译执行时， 我们得到下表所列的结果。
解：
T M 1202 0(10 50 % 0 02 03% 531% 045% )1 0.03(4 s)34 1190
T M 2220 0(10 10 % 0 02 01% 033% 045% 0)1 0.03(s5 ) 2 2190
3
试计算上题中两台计算机的MIPS（Million Instructions Per Second），即每秒能执行多少百万条指令。 解题思路：
➢ 参考代码
addsub32.v
8
用补码计算下列各式中两个数的和。 （1）x=0.11001 y=-0.10111 （2）x=0.10010 y=0.11000 解： （1）[x]补 00.11001 [ y]补 11.01001
00.11001 11.01001 1 00.00010 [x y]补 [x]补 [x]补 00.00010
关键是计算 可出 执单 行位 的时 指 将间 令 计条 算数 结， 果 万再 转 为换 单成 位以 的 MI PT IS 160CP T1 IP1 C60
解：
Байду номын сангаас
MIPMS1 20200000106 588 0.03434
MIPMS2 20200000106 625 0.0352
4
如果使用1000000个CPU构建一个并行系统并想得到单 CPU系统500000倍的性能，那么程序中允许出现的串行执 行的代码的比例应该不超过多少才行？
解题思路：
Amdah'ls Law
假设某部件优化n了倍，即所需时间是原的来1n， 执行程序时用到该部的件时间百分比为 r,则整体性能的加速比是
S
Pn P0
T0 Tn
T0
r n
T0 T0 (1 r)
1
r n
(1
r)
即使n ，S也有上限1（1- r）。
Amdah'ls Law也适用于计算高性能算计机的性能加速比。
（2）[x]补 00.10010 [ y]补 00.11000
00.10010 00.11000 上溢
01.01010 [x y]补 [x]补 [x]补 01.01010
9
用补码计算下列各式中两个数的差。 （1）x=-0.01111 y=0.00101 （2）x=0.11011 y=-0.10010
➢ 结构描述 ➢ 数据流描述 ➢ 功能描述
decoder3egate.v decoder3dataf.v decoder3func.v
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用Verilog HDL设计一个异步清零再加上使能端e的32位D 触发器（dffe32）。
➢ 参考代码
dffe32.v
试设计一个32位的加减法器，增加一个输出信号v来指出 结果是否上溢。
解：
（1）[x]补 11.10001 [ y]补 11.11011
11.10001 11.11011 1 11.01100 [x y]补 [x]补 [ y]补 11.01100
（2）[x]补 00.11011 [y]补 00.10010
00.11011 00.10010 上溢
01.01101 [x y]补 [x]补 [y]补 01.01101
简述RISC和CISC的主要差别。
◆ CISC（Complex Instruction Set Computer）是对那些具有复杂指令系 统的CPU的总称，CISC指令系统往往提供丰富的寻址方式，每条指令 长短不一，常用的指令较短，不常用的指令较长，设计CPU时往往采 用微程序的方法来实现这些指令，CISC的优点是代码紧凑，使用较少 的存储器，缺点是实现复杂的指令需要较多的芯片面积而且不利于流 水线操作。
解题思路：
计算选择Y级l数 ognm，n代表备用器件的数选，择 m代表目标器件的数选，择项 Ylog283，即需构建三级架二构选。一
解：
a0 a1
s00
a2 a3
s01
a4 a5
s02
a6 a7
s03
s10
y
S2
s11
6
试分别用结构描述、数据流描述和功能描述三种风格写 出带有使能端的3-8译码器的Verilog HDL代码。提示：功能 描述风格的语句可用e=ena<<n。
解：
设串行执行的代 例码 为 x,则 的并 比行执行的代 例码 为 (1的 x)， 比 并行系1统00含00个 0C0P， U 性能5提00升0倍 00， 即对A比mda'shLla， wn10000,S005000,0r0(1x) 将它们代入S公rn式 1(1r)，求解可 x9得919999
5
试用多个32位二选一多路器mux2x32设计一个32位的 八选一多路器mux8x32。
1.101
00.1010
00.0101 00
00.0010 100
1.10
11.0110
11.1000 100
11.1100 0100
1.1
11.1100 0100 所以结果为：
◆ 其中的百分比是执行时每类指令出现的频率。试分别计算该程序在两 台机器上的执行时间。如果单从执行时间上考虑，哪一台机器的性能 更好？
2
解题思路：
TICPITPC I(Instruncs)t是 io 被执行的指令总数， CP(C I ycleesrIP nstrunc)是 tio每条指令执要 行的 时平 所均 需的时 TP(CTimesPcelr)e是 Cy实指周期的。 时间长度
10
用补码Booth乘法计算x=0.1010,y=-0.0110 的积x*y。
解：
[ x]补 00.1010 [ x]补 11.0110 部分积
[ y ]补 1.101 0 乘数 ynyn 1
00.0000
1.101 00
00.0000 0
1.1010
11.0110
11.0110 0
11.1011 00