计算机组成原理作业习题集

名词解释：1、主机2、CPU3、主存4、存储单元5、存储元件6、存储字7、存储字长8、存储容量9、机器字长10、指令字长11、PC12、IR13、CU14、ALU15、ACC16、MQ17、MAR18、MDR19、I/O20、MIPS1、说明计算机更新换代的依据。

2、设想计算机的未来。

名词解释：1、总线2、系统总线3、总线宽度4、总线带宽5、时钟同步/异步6、总线复用7、总线周期8、总线的通信控制9、同步通信10、比特率11、分散连接12、总线连接13、存储总线14、I/O总线15、片内总线16、数据总线17、地址总线18、通信总线19、串行通信20、并行通信1、什么是全相联映射？2、什么是近期最少使用算法？3、什么是EPROM?4、CACHE的特点是什么？5、什么是动态存储器刷新?6、半导体动态RAM和静态RAM存储特点最主要的区别是什么？7、计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是什么？8、有一主存—CACHE层次的存储器，其主存容量1MB，CACHE容量是64KB，每块8KB，若采用直接映射方式，(1)写出主存的地址和CACHE 地址格式，(2)计算主存的地址各部分的位数。

(3)主存地址为25301H 的单元在主存的那一块，映射到CACHE的那一块？9、有一个组相联映像CACHE由64个存储块构成，每组包含4个存储块，主存包含4096个存储块，每块由128字节组成，(1)写出主存的地址和CACHE地址格式 (2)计算CACHE和主存地址各部分的位数。

(3)主存地址为48AB9H的单元在主存的那一块，映射到CACHE的那一块？10、现有8K×8位的ROM芯片和8K×4位的RAM芯片组成存储器，按字节编址，其中RAM的地址为2000H～5FFFH，ROM的地址为A000H～DFFFH，（1）写出需要几片芯片组成此存储器。

（2）画出此存储器结构图及与CPU的连接图。

11、用8K×8位的ROM芯片和8K×4位的RAM芯片组成存储器，按字节编址，其中RAM的地址为0000H～5FFFH，ROM的地址为C000H～FFFFH，1）写出需要几片芯片组成此存储器。

（2）画出此存储器组成结构图及与CPU的连接图。

12、现有8K×4位的RAM芯片组成存储器，要求每个存储单元存放8位二进制数据，按字节编址，地址为0000H～3FFFH （1）写出需要几片芯片组成此存储器。

（2）画出此存储器结构图及与CPU的连接图。

习题五1、I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？2、说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合？3、什么是I/O接口，与端口有何区别?为什么要设置I/O接口？I/O 接口如何分类？4、说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。

5、什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？6、某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。

字符信息的格式为1位起始位、7位数据位、1位校验位和1位停止位。

若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？7、什么条件下，I/O设备可以向CPU提出中断请求？8、在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？9、某设备向CPU传送信息的最高频率是40 000次/秒，而相应的中断处理程序其执行时间为40μs，试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？10、设磁盘存储器转速为3000转/分，分8个扇区，每扇区存储1K 字节，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。

假设一条指令最长执行时间是25μs，是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？11、I/O的编址方式可分为和。

12、I/O设备与主机交换信息时，信息的传送方式有：和。

13、I/O设备与主机交换信息时，不论采用串行传送还是并行传送，它们的联络方式可分为、、同步工作采用同步时标联络三种。

14、I/O设备与主机交换信息时，共有5种控制方式：、、直接存储器存取方式（DMA）、I/O通道方式、I/O处理机方式。

15、I/O接口按照功能的灵活性分类，可分为和16、I/O接口按照数据传送的控制方式分类，有和17、I/O接口按通用性分类，有和。

18、DMA的数据传送过程分为、和后处理3个阶段。

19、现代集成电路制造技术已将DMA制成芯片，通常有两种类型DMA 芯片：和。

20、在DMA方式中，由于DMA接口与CPU共享主存，有可能出现两者争用主存的冲突，为了有效地分时使用主存，通常DMA与主存交换数据时采用、和DMA和CPU交替访问。

21、CPU响应中断时要保护现场，包括对和的保护，前者通过硬件自动（中断隐指令）实现，后者可通过软件编程实现。

22、CPU在时刻采样中断请求信号（在开中断的情况下），而在时刻采样DMA的总线请求信号。

23、一次中断处理过程大致可分为、、中断响应、中断服务和中断返回等五个阶段。

24、通道是，它由指令启动，并以执行通道指令完成外围设备与主存之间进行数据传送。

25、显示器的主要性能指标是图像的和。

、习题六判断一下1到12小题的对错并改正。

1、计算机中广泛应用二进制数进行运算、存储和传递，其主要理由是由物理器件性能所致。

2、采用浮点表示时，若尾数为规格化形式，则浮点数的表示范围取决于阶码的尾数，精度取决于尾数的位数。

3、一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须增加。

尾数右移一位，阶码减1。

4、对于一个浮点数，阶码的大小确定了小数点的位置，当其尾数左移时，欲使其值不变，必须使阶码减小。

5、采用浮点数表示时，最大浮点数的阶符一定为正，尾数的符号一定为负。

6、采用浮点数表示时，最小浮点数的阶符一定为正，尾数的符号一定为正。

7、采用浮点数表示时，当阶码和尾数的符号均为正，其他的数字部分全部为1时，表示的是最大浮点数。

8、移码常用来表示浮点数的阶码部分，移码和补码的符号位不同。

9、设机器数字长为8位（含1位符号位），对应十进制数x=-0.6875的[x]原为1.1011111，[x]补为1.0101111。

10、补码表示的二进制浮点数，尾数采用规格化形式，阶码3位（含阶符1位），尾数5位（含1位符号位），则对应的最大正数真值为7.5 ，最小正数真值为 1/32（写出十进制各位数值）。

11、某机器字长16位（含1位符号位），它能表示的无符号整数范围是0~65535，用原码表示的定点小数范围是-（1-2-15）~（1-2-15）。

用补码表示的定点小数范围是-1-（1-2-15），用补码表示的定点整数范围是-32768~32767。

12、在原码、补码、反码和移码中，原码、反码对0的表示有两种形式，补码、移码对0的表示只有一种形式。

13、求十进制数-113的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7位）。

14、设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码的形式计算下题。

设A=115，B=-24，求A±B。

15.设X= - 0.1011，Y= 0.1101。

计算：[X+Y]补、X+Y、[X-Y]补、X-Y。

16、设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。

（1）A=9/64， B=-13/32，求A+B 。

（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B 。

17、设机器数字长为8位（含1位符号位），设A ＝649，B ＝3213-，计算[A ±B ]补，并还原成真值。

18、用原码一位乘计算x*y。

设x= 0.110 1，y= -0. 1 011。

19、设浮点数字长为32位，欲表示±6万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？20、按机器补码浮点运算步骤，计算[x±y]补。

设x=2-011× 0.101 100，y=2-010×（-0.011 100）。

习题七解释下面1到20题的名词。

1、机器指令2、指令系统3、操作码4、地址码5、指令字长6、寻址方式7、形式地址8、有效地址9、隐含寻址10、机器字长11、存储字长12、RISC13、CISC14、立即寻址15、直接寻址16、间接寻址17、寄存器寻址18、四地址指令19、三地址指令20、零地址指令填写下面21到50题目的空格。

21、指令是由和两部分组成的。

22、在设计操作码不固定的指令系统时，应尽量考虑安排指令使用频度的指令占用的操作码。

23、地址码中指的“地址”可以是，也可以是，甚至可以是I/O设备的地址。

24、在指令字长仍为32位、操作码位数仍固定为位时，地址指令操作数的直接寻址范围达224，即16M。

25、指令字长取决于操作码的长度、和。

26、机器中常见的操作数类型有、、字符、逻辑数据等。

27、数据传送包括寄存器与、寄存器与、存储单元与存储单元之间的传送。

28、移位可分为、逻辑移位和三种。

29、通常调用指令包括过程调用、和。

30、用于从当前的程序位置转至子程序的入口；用于子程序执行完后重新返回到原程序的断点。

31、指令寻址比较简单，它分为和两种。

32、基址寄存器可采用和两种。

33、相对寻址的有效地址是将的内容与指令字中的相加而成。

34、堆栈寻址要求计算机中设有堆栈。

堆栈既可用来实现，可以利用的一部分空间作堆栈。

35、堆栈的运行方式为或两种。

36、为了节省开销，人们希望已开发的软件能被继承、兼容，这就希望的指令系统和寻址方式一定能包含所有的指令和寻址方式。

37、80-20规律，即典型程序中的语句仅仅使用处理机中的指令。

38、RISC机指令长度，指令格式种类，寻址方式种类少。

39、RISC机采用技术，大部分指令在时钟周期内完成。

40、CISC的指令系统复杂庞大，各种指令使用频度；指令字长，指令格式多，寻址方式多。

41、CISC绝大多数指令需要时钟周期方可执行完毕；采用微程序控制器难以用优化编译生成的目标代码。

42、RISCⅡ的指令格式有两种：格式和格式。

43、RISCⅡ指令系统有两种访存寻址方式：一种是，另一种是，还可以组合方式产生其他寻址方式。

44、从实用角度出发，商品化的RISC机，因用途不同还可扩充一些指令，例如：、、读后置数指令和一些简单的专用指令。

45、操作码的位数反映了机器的，如操作码占7位，则该机器最多包含条指令。

46、操作码长度不固定会增加和分析的难度，使控制器的设计。

47、如果指令字长不变，设OP仍为8位，则3个地址字段各占8位，故地址指令操作数的直接寻址范围可达。

48、通常计算机中的数据存放在或寄存器中，而的位数便可反映机器字长。