计算机组成原理复习题

第一章习题（1）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？(2)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？(3)为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？答案（1）冯．诺依曼型计算机主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备。

(2)从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。

采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成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。

(3)因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硬件完成，也可以由软件来完成。

实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。

第二章习题（1）（0．65625）10转换成二进制数为( )。

A．（0．11101）2 B．(0．10101）2 C．（0．00101）2 D．（0．10111）2（2）下列数中，最大的数是（）。

Ａ．（１０１００１）２Ｂ．（５２）８Ｃ．（２Ｂ）16Ｄ．45（3）下列数中，最小的数是（）。

Ａ．（１1１11１）２Ｂ．（7２）８Ｃ．（２F）16Ｄ．50（4）在常见的几种编码中，符号位为0，表示数是正的。

（5）在常见的几种编码中，符号位为1，表示数是负的。

（6）-11011011的补码为，原码为，反码为。

（7）11001010的原码、反码、补码分别为。

（8）浮点数的表示范围由浮点数的部分决定。

A．尾数 B．指数 C．尾数和指数 D．指数和基数（9）浮点数的表示精度由浮点数的部分决定。

A．尾数 B．指数 C．尾数和基数 D．指数和基数（10）二进制数100．0101B在机器中表示为。

A．1000101*10-4 B．1000101*2-4C．0.1000101*10+3 D．0.1000101*2+3（11）汉字的输入码是而采用的编码。

（12）汉字交换码是的汉字代码。

（13）已知：X=0.1011，Y= —0.1101。

（X+Y）补= 。

Ａ．１．１０１０Ｂ．１．１１０１Ｃ．１．１１１０Ｄ．０．１１０１（14）已知：X=0.1011，Y= —0.1101。

（X+Y）反= 。

Ａ．１．１０１０Ｂ．１．１１０１Ｃ．１．１１１０Ｄ．０．１１０１（15）已知：X=－0.0111，Y= 0.1101。

（X+Y）补= 。

Ａ．１．１１００Ｂ．０．０１１０Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００（16）若Ａ＝１００１Ｈ，Ｂ＝１０１０Ｈ，那么Ａ⊕Ｂ＝Ｈ。

（17）运算器的主要功能是运算。

答案（1）（0．65625）10转换成二进制数为( B )。

A．（0．11101）2 B．(0．10101）2 C．（0．00101）2 D．（0．10111）2 （2）下列数中，最大的数是（ D ）。

Ａ．（１０１００１）２Ｂ．（５２）８Ｃ．（２Ｂ）16Ｄ．45（3）下列数中，最小的数是（ C ）。

Ａ．（１1１11１）２Ｂ．（7２）８Ｃ．（２F）16Ｄ．50（4）在常见的几种编码中，原、反、补符号位为0，表示数是正的。

（5）在常见的几种编码中，原、反、补符号位为1，表示数是负的。

（6）-11011011的补码为 100100101，原码为111011011，反码为 100100100。

（7）11001010的原码、反码、补码分别为 011001010、011001010 、011001010。

（8）浮点数的表示范围由浮点数的 B 部分决定。

A．尾数 B．指数 C．尾数和指数 D．指数和基数（9）浮点数的表示精度由浮点数的 A 部分决定。

A．尾数 B．指数 C．尾数和基数 D．指数和基数（10）二进制数100．0101B在机器中表示为 D 。

A．1000101*10-4 B．1000101*2-4C．0.1000101*10+3 D．0.1000101*2+3（11）汉字的输入码是为了将汉字通过键盘输入到计算机而采用的而采用的编码。

（12）汉字交换码是不同的汉字机内码进行信息交换的汉字代码。

（13）已知：X=0.1011，Y= —0.1101。

（X+Y）补= C 。

Ａ．１．１０１０Ｂ．１．１１０１Ｃ．１．１１１０Ｄ．０．１１０１（14）已知：X=0.1011，Y= —0.1101。

（X+Y）反= B 。

Ａ．１．１０１０Ｂ．１．１１０１Ｃ．１．１１１０Ｄ．０．１１０１（15）已知：X=－0.0111，Y= 0.1101。

（X+Y）补= B 。

Ａ．１．１１００Ｂ．０．０１１０Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００（16）若Ａ＝１００１Ｈ，Ｂ＝１０１０Ｈ，那么Ａ⊕Ｂ＝００１１Ｈ。

（17）运算器的主要功能是算术／逻辑运算。

第三章习题（1）在计算机中用存储器存放。

（2）在配有高速缓冲存储器的系统中，内存包括和两部分。

（3）由组成一个完整的存储系统是一种常见的三级存储系统结构。

（4）存储器芯片并联的目的是为了。

（5）存储器串联的目的是为了。

（6）用16 K＊8位的DRAM芯片构成64 K＊32位存储器，要求：画出该存储器的组成逻辑框图。

（7）按照制造工艺的不同，可将ROM分为三类：、、。

（8）Cache是指。

（9）Cache界于主存与CPU之间，其速度比主存，容量比主存。

（10）简述Cache的基本原理。

（11）将辅存当作主存用，扩大程序可访问的存储空间，这样的结构称为。

（12）虚拟存储器建立在结构的基础上，用来解决和问题。

（13）常用的替换算法有，和三种。

（14）采用虚拟存储器的作用是解决（）的问题。

A．主存容量不足B．主存与辅存速度不匹配C．辅存与CPU的速度不匹配D．主存与CPU的速度不匹配（15）采用虚拟存储器的主要目的是（）。

Ａ．提高主存储器的存储速度Ｂ．扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度Ｃ．提高外存储器的存储速度Ｄ．扩大外存储器的存储空间（16）存储区保护通常采用等方法。

（17）访问方式保护就有三种方式形成的逻辑组合。

答案（1）在计算机中用存储器存放程序和数据。

（2）在配有高速缓冲存储器的系统中，内存包括高速缓冲存储器和主存两部分。

（3）由高速缓冲存储器、主存和外存组成一个完整的存储系统是一种常见的三级存储系统结构。

（4）存储器芯片并联的目的是为了增加存储器的字长。

（5）存储器串联的目的是为了增加存储器的单元数。

（6）根据题意，存储总容量为64K字，故地址总线需16位。

现使用16K*8位DRAM芯片，共需16片。

芯片本身地址线占14位，所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器，其组成逻辑图如图所示，其中使用一片2：4译码器。

（7）按照制造工艺的不同，可将ROM分为三类：掩膜式只读存储器MROM、可编程只读存储器PROM、可擦除可编程只读存储器EPROM。

（8）Cache是指介于CPU与主存间速度快容量大的存储器。

（9）Cache界于主存与CPU之间，其速度比主存快，容量比主存小。

（10）Cache的基本原理：1. CPU与Cache之间的数据交换是以字为单位，而Cache与主存之间的数据交换是以块为单位。

一个块由通常若干定长的字组成。

2.因此Cache的基本原理是：当CPU要读取主存中一个字时，总是将存放该字的内存地址同时发给Cache和主存。

此时，Cache 控制逻辑立即依据地址，判断该字当前是否已在 Cache中：若是，将此字立即传送给CPU，CPU无需再访问主存（让主存访问失效）；若非，则用主存读周期把此字从主存读出送到CPU，与此同时：把含有这个字的数据块从主存读出并装入到Cache中，将Cache中较旧的内容（块）替换掉。

这种替换控制由始终管理Cache使用情况的硬件逻辑电路来实现，最常用的替换算法为LRU（最近最少使用策略）。

（11）将辅存当作主存用，扩大程序可访问的存储空间，这样的结构称为虚拟存储器。

（12）虚拟存储器建立在结构的基础上，用来解决速度和容量问题。

（13）常用的替换算法有LRU，FIFO和随机替换算法三种。

（14）采用虚拟存储器的作用是解决（A）的问题。

A．主存容量不足B．主存与辅存速度不匹配C．辅存与CPU的速度不匹配D．主存与CPU的速度不匹配（15）采用虚拟存储器的主要目的是（B）。

Ａ．提高主存储器的存储速度Ｂ．扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度Ｃ．提高外存储器的存储速度Ｄ．扩大外存储器的存储空间（16）存储区保护通常采用页表保护、段表保护和键式保护等方法。

（17）访问方式保护就有（读）R，（写）W，（执行）E三种方式形成的逻辑组合。

第四章习题（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？（2）假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。

问：若操作码字段固定为8位，现以设计出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令?（3）1)直接寻址方式2)相对寻址方式3)变址寻址方式4)基址寻址方式5)间接寻址方式6)基址间接寻址方式（3）一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址。

I、X、D组成该指令的操作数有效地址E。

设R为变址寄存器，R1基质寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。

（4）简述串联堆栈存在的限制以及存储器堆栈的优点。

答案（1）.不合理。

因为主存单元字长为机器字长，而指令最好半字长或单字长，所以设16位比较合适。

（2）单操作数指令为：28-m-n条（3）1)直接寻址方式2)相对寻址方式3)变址寻址方式4)基址寻址方式5)间接寻址方式6)基址间接寻址方式（4）串联堆栈存在一些限制:一是寄存器的数目一般是有限的。

如堆栈有8个寄存器，那么把多于8个的数据压入堆栈时,“老”的数据就从栈底压出并被丢失。

二是堆栈的读出是破坏性的。

当从堆栈取出一个数时，它就不能再在堆栈中存在。

由于有这些限制，通常由程序员设置出一部分主存储器来作为堆栈，称为存储器堆栈。

存储器堆栈有三个优点：⑴堆栈能够具有程序员要求的任意长度；⑵只要程序员喜欢，愿意建立多少堆栈，就能建立多少堆栈；⑶可以用对存储器寻址的任何一条指令来对堆栈中的数据进行寻址。

第五章习题（1）请填入适当的答案。

在CPU中：保存当前正在执行的指令的寄存器是（）；保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（）；算术逻辑运算结果通常放在（）和（）。

（2）CPU是中央处理部件，具有、、、等基本功能。

（3）CPU的基本部分由、和三大部分组成。