计算机组成原理课后习题王万生.docx

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计算机组成原理习题III and IV篇-带答案

计算机组成原理III/IV篇练习题参考答案（不保证全对）一、选择题1.设寄存器内容为10000000，若它等于0，则为（C）。

A. 原码B. 补码C.反码D. 移码2.假定有4个整数用8位补码分别表示r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H，若将运算结果存放在一个8位寄存器中，则下列运算会发生溢出的是( B )。

A. r1 ×r2B. r2 ×r3C. r1 ×r4D. r2 ×r43.16位长的浮点数，其中阶码7位（含1位阶符），尾数9位（含1位数符），当浮点数采用补码表示时，所能表示的数的范围是（B ）。

A.-264 ~ +264（1-2-8）B.-263 ~ +263（1-2-8）C.-263 ~ +263（1-2-9）D. -263 （1-2-8）~ 263（1-2-8）4.浮点数的表示范围和精度取决于（B ）。

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C．阶码的位数和尾数的位数D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式5.若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是（C ）。

A. 阶符与数符相同为规格化数B. 阶符与数符相异为规格化数C．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数6.某机器字长16 位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。

假定取指令时，每取一个字节PC 自动加1。

若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是（ C ）。

A. 2006HB. 2007HC. 2008HD. 2009H7.设相对寻址的转移指令占两个字节，第一字节是操作码，第二字节是相对位移量（用补码表示），若CPU每当从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）+1 PC。

计算机组成原理课后详细标准答案

第一章计算机系统概论 p.191.1什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备地物理或逻辑地综合体计算机硬件：计算机地物理实体计算机软件：计算机运行所需地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1.2如何理解计算机系统地层次结构？实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级地微程序机器 M0 ,硬件研究地主要对象归结为传统机器M1和微程序机器 M0 ,软件研究对象主要是操作系统及以上地各级虚拟机b5E2RGbCAP1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言地差别及其联系机器语言是可以直接在机器上执行地二进制语言汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元地地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错地二进制代码来编写程序p1EanqFDPw高级语言对问题地描述十分接近人们地习惯，并且还具有较强地通用性1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？计算机体系结构是对程序员可见地计算机系统地属性计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现地属性1.5冯•诺依曼计算机地特点是什么？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一形式（二进制形式）存于存储器中指令由操作码、地址码两大部分组成指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行以运算器为中心（原始冯氏机）1.6画出计算机硬件组成框图，说明各部件地作用及计算机硬件地主要技术指标计算机硬件各部件运算器：ACC, MQ, ALU, X控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MARI/O设备：设备，接口计算机技术指标：机器字长：一次能处理数据地位数，与CPU地寄存器位数有关存储容量：主存：存储单元个数X存储字长运算速度：MIPS, CPI, FLOPS1.7解释概念主机：计算机硬件地主体部分，由CPU+MM （主存或内存）组成CPU :中央处理器，是计算机硬件地核心部件，由运算器+控制器组成主存：计算机中存放正在运行地程序和数据地存储器，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地存储单位存储元件/存储基元/存储元：存储一位二进制信息地物理元件，是存储器中最小地存储单位，不能单独存取存储字：一个存储单元所存二进制代码地逻辑单位存储字长：一个存储单元所存二进制代码地位数存储容量：存储器中可存二进制代码地总量机器字长：CPU能同时处理地数据位数指令字长：一条指令地二进制代码位数1.8解释英文代号CPU: Central Process ing UnitPC: Program Coun terIR: In structio n RegisterCU: Co ntrol UnitALU: Arithmetic Logic UnitACC: AccumulatorMQ: Multiplier-Quotie nt RegisterX:操作数寄存器MAR: Memory Address RegisterMDR: Memory Data RegisterI/O: In put/OutputMIPS: Million Instructions Per SecondCPI: Cycle Per In structio nFLOPS: Floati ng-poi nt Operati on Per Second1.9存数指令和加法指令地信息流程，主存容量256M X 32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等地条件下，指出图中各寄存器地位数• DXDiTa9E3d①存数指令地信息流程：取指令：PC T MAR T M T MDR T IR分析指令：Ad(IR) T MAR执行指令：ACC T MDR T M②加法指令地信息流程：取指令：PCT MAR T M T MDR T IR;分析指令：OP(IR) T CU ;执行指令：Ad(IR) T MAR T M T MDR T XACC T ALU,同时 X T ALUALU T ACC主存容量是 256M X 32位，得 2地28次方=256M.故 MAR=28 , PC=28 , MDR=32 ;又指令字长=存储字长=机器字长，则IR=ACC=MQ=X=32.1.10根据迭代公式V x =1/2(yn +x/yn), 设初态 y0=1,要求精度为£ .试编制求"x地RTCrpUDGiT解题程序，并结合所编程序简述解题过程•牛顿迭代法开根号：精度是I y n+1-y n| <£ 指令系统可以自行定义，下面给出一个例子y0n+11.11指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？计算机硬件主要通过不同地时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取指微程序）取出地既为指令，执行周期（或相应微程序）取出地既为数据.5PCZVD7HXA另外也可通过地址来源区分，从PC指出地存储单元取出地是指令，由指令地址码部分提供操作数地址•1.12什么是指令？什么是程序？指令：人为输入计算机，由计算机识别并执行一步步操作地命令地形式称为指令.程序：一系列指令地有序集合称为程序第二章计算机地发展及应用p.382.1通常，计算机地更新换代以什么为依据？主要以组成计算机基本电路地元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等2.2举例说明专用计算机和通用计算机地区别按照计算机地效率、速度、价格和运行地经济性和实用性可以将计算机划分为通用计算机和专用计算机.通用计算机适应性强，但牺牲了效率、速度和经济性，而专用计算机是最有效、最经济和最快地计算机，但适应性很差•例如个人电脑和计算器jLBHrnAILg2.3什么事摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？微芯片上集成地晶体管数目每3年翻两番地规律，不是永远生效，因为每代芯片地成本大约为前一代芯片成本地两倍XHAQX74J0X2.4举三个实例，说明网络技术地应用.网络教育，网络共享，远程协助2.5举例说明人工智能方面地应用有哪些自然语言处理：机器翻译，自然语言理解模式识别：指纹识别，脸部识别，语音识别人机对弈：2.6举例说明那些计算机地应用需采用多媒体技术数据压缩，图像处理，音频处理，数据库内容检索，著作工具，通信及分布式多媒体应用2.7设想一下计算机地未来体型小，价格低廉，使用方便•第三章系统总线3.1什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线地负载，总线上地不见都应具备什么特点？总线是连接各个部件地信息传输线，是各个部件共享地传输介质特点：某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，多个部件可以同时从总线接收相同信息为了减轻总线负载，总线上地部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通3.2总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用，是单向地，还是双向地，它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？LDAYtRyKfE按照连接部件地不同，总线可以分为片内总线、系统总线和通信总线系统总线是CPU,主存，1/0,设备（通过I/O接口）各大部件之间地信息传输线系统总线按照传输信息不同分为数据总线，地址总线，控制总线数据总线是双向地，根数与存储子长相同，是机器字长地整数倍地址总线是单向地，根数越多，寻址空间越大，即CPU能访问地存储单元地个数越多3.3常用地总线结构有几种？不同地总线结构对计算机地性能有什么影响？举例说明单总线结构：将CPU主存,I/O设备都挂在一组总线上，极易形成计算机系统瓶颈双总线结构：将速度较低I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开地结构.CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理Zzz6ZB2Ltk 三总线结构：I/O 总线，DMA总线，主存总线，任何时刻只能使用一种总线三总线结构：局部总线，扩展总线，系统总线3.4为什么要设置总线判优控制？常见地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？dvzfvkwMI1解决多个部件同时申请总线时地使用权分配问题链式查询：连线简单，已与扩充，对电路故障最敏感计数器定时查询：优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线机控制过程较复杂独立请求方式：速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高3.5解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线地主设备（或主模块）、总线地从设备（或从模块）、总线地传输周期和总线地通信控制.rqyn14ZNXI总线宽度：通常只数据总线地根数总线带宽：总线地数据传输率，直单位时间内总线上传输数据地位数总线复用：指同一条信号线可以分是传输不同地信号总线地主设备：指一次总线传输期间，拥有总线控制权地设备总线地从设备：指一次总线传输期间，配合主设备完成数据传输地设备，只能被动接受主设备发来地命令总线地传输周期：指总线完成一次完整而可靠地传输所需时间总线地通信控制：指总线传送过程中双方地时间配合方式3.6试比较同步通信和异步通信同步通信：指由统一时钟控制地通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降•适合于速度差别不大地场合EmxvxOtOco异步通信：指没有统一时钟控制地通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率SixE2yXPq53.7画图说明异步通信中请求与回答有哪几种互锁关系不互锁，半互锁，全互锁3.8为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信地特点？半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟控制，又能像异步通信那样允许传输时间不一致，因此工作效率介于两者之间6ewMyirQFL3.9分离式通讯有何特点，主要用于什么系统？1.各模块欲占用总线使用权都必须提出申请2.在得到总线使用权后，主模块在先定地时间内向对方传送信息，采用同步方式传送，不再等待对方地回答信号3.各模块在准备数据地过程中都不占用总线，使总线可接受其它模块地请求4.总线被占用时都在做有效工作，或者通过它发送命令，或者通过它传送数据，不存在空闲等待时间，充分利用了总线地占用，从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行传送kavU42VRUs主要用于大型计算机系统3.10什么是总线标准？为什么要设置总线标准？你知道目前流行地总线标准有哪些？什么叫plug and play ?哪些总线有这一特点？y6v3ALoS89总线标准：系统与各模块，模块与模块之间地一个互连地标准界面为了使系统设计简化，模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化ISA,EISA,PCI,AGP,USBplug and play: 即任何扩展卡只要插入系统便可工作，PCI,USB3.11画一个具有双向传输功能地总线逻辑图3.12设数据总线上接有 A、B C D四个寄存器，要求选用合适地74系列芯片，完成下列逻辑设计：(1)设计一个电路，在同一时间实现D^A D-B和D-C寄存器间地传送；(2)设计一个电路，实现下列操作：TO 时刻完成"总线； T1时刻完成总线T A; T2时刻完成A T 总线；T3时刻完成总线T B. (1 )由T 打开三态门将据打入到A 、B C 寄存器中• T 和cp 地时间关系如图(1)所示M2ub6vSTnP⑵三态门1受T0+ T1控制，以确保TO 时刻DT 总线，以及T1时刻总线T 接收门1T A.三态门2受T2 + T3控制，以确保T2时刻A T 总线，以及T3时刻总线T 接收门2T B.TO 、 T1、T2、T3波形图如图(2)所示OYujCfmUCw3.13什么是总线地数据传输率，它与哪些因素有关?总线数据传输率即总线带宽，指单位时间内总线上传输数据地位数，通常用每秒传输信息地字节数来衡量.它与总线宽度和总线频率有关，总线宽度越宽，频率越快，数据传输率越高eUts8ZQVRd 3.14设总线地时钟频率为 8MHZ —个总线周期等于一个时钟周期.如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线地带宽是多少？sQsAEJkW5T解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M 秒，一个总线周期等于一个时钟周期所以：总线带宽 =16/ (1/8M) = 128Mbps 3.15在一个32位地总线系统中，总线地时钟频率为 66MHZ 假设总线最短传输周期为 4个时钟周期，试计算总线地最大数据传输率.若想提高数据传输率，可采取什么措施？GMslasNXkA解：总线传输周期=4*1/66M 秒总线地最大数据传输率 =32/(4/66M)=528Mbps 若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含地时钟周期个数• 3.16在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终D 寄存器中地内容送至总线bus ，由cp 脉冲同时将总线上地数cp 脉冲------------------ 1 1 ------------------ABCT —►- 三态门TDcp FL总线T1CPT0T2T3止位.若要求每秒传送120个字符，试求传送地波特率和比特率• TlrRGchYzg 解：一帧包含：1+8+1+2=12位波特率为：（1+8+1+2）*120=1440bps比特率为：8*120=960bps版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理. 版权为个人所有This article includes someparts, including text, pictures,and desig n. Copyright is pers onal own ership. 7EQZCWLZNX 用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.lzq7IGfO2EUsers may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, written permissi on and remun erati on shall beobta ined from the pers on concerned and the releva ntobligee. zvpgeqJIhk转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任.NrpoJac3v1Reproducti on or quotatio n of the content of this articlemust be reas on able and good-faith citati on for the use of n ews or in formative public free in formatio n. 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计算机组成原理第四版课后题答案三,四章

第三章1．有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息？（2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3）需要多少位地址作芯片选择？解：（1）∵ 220= 1M，∴该存储器能存储的信息为：1M×32/8=4MB （2）（1000/512）×（32/8）= 8（片）（3）需要1位地址作为芯片选择。

2. 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K×16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：（1）每个模块板为1024K×64位，共需几个模块板？（2）个模块板内共有多少DRAM芯片?（3）主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各模块板？解：(1). 共需模块板数为m：m=÷=64 (块)(2). 每个模块板内有DRAM芯片数为n:n=(/) ×(64/16)=16 (片)(3) 主存共需DRAM芯片为：16×64=1024 (片)每个模块板有16片DRAM芯片，容量为1024K×64位，需20根地址线(A19~A0)完成模块板内存储单元寻址。

一共有64块模块板，采用6根高位地址线(A25~A20)，通过6：64译码器译码产生片选信号对各模块板进行选择。

3．用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。

(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。

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

计算机组成原理习题答案第五章

［Y］浮′＝０１０１；１．１００００１
对阶之后，尾数相加和相减。
相加：１１．０１１１１０
＋１１．１００００１
１０．１１１１１１
需右规一次，［X＋Y］浮＝０１１０；１．０１１１１１
所以X＋Y＝２１１０×（－０．１００００１）
相减：１１．０１１１１０
＋００．０１１１１１
１１．１１１１０１
需左规４次，［X－Y］浮＝０００１；１．０１００００
④
１５
１６
１７
１８
１９１１０００
１１００１
１１０１０
１１０１１
１１１００１０１０１
１０１１０
１０１１１
１１０００
１１００１
若A≥５，B≥５，
则＋３校正
①和在０～４范围内，不用校正，结果正确。
②和在６～９范围内，当A＜５，B＜５，需＋３校正，而当A＜５，B≥５或A≥５，B＜５
时，不需校正。故校正函数为：
１/４X补＝１．１１１１００１，［４X］补＝１．００１１０００
（４）１．００００１１１
１/４X补＝１．１１００００１，［４X］补＝１．００１１１００
5．证明在全加器里，进位传递函数P＝A i＋Bi＝Ai⊕Bi。
解：并行加法器中的每一个全加器都有一个从低位送来的进位和一个传送给较高位
的进位。进位表达式为
相加：００．０１０１１０
＋１１．０１１０００
１１．１０１１１０
需左规一次，［X＋Y］浮＝１０１１；１．０１１１００
所以X＋Y＝２－１０１×（－０．１００１００）
相减：００．０１０１１０
＋００．１０１０００
００．１１１１１０
所以X－Y＝２－１００×０．１１１１１０
（３）X＝２－０１１×０．１０１１００，Y＝２－００１×（－０．１１１１００）

计算机组成原理课后部分答案

第2章习题二（缺2-16）2-5.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)BCD2-6. 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)BCD2-7.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)BCD2-8.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。

解: (75.34)10 = (01001011.01010111)2 =(213.256)8 =(4B.57)162-9. 将十进制数13/128转换为二进制数.解: (13/128)10 =(1101/10000000)2 =(0.0001101)22-10.分别写出下列各二进制数的原码、补码，字长（含一位数符）为8位。

(1)0 (2)- 0 (3)0.1010 (4)- 0.1010 (5)1010 (6)-1010解: 原码补码0 00000000 00000000-0 10000000 000000000.1010 0.1010000 0.1010000- 0.1010 1.1010000 1.01100001010 00001010 00001010-1010 10001010 111101102-13. 某定点小数字长16位，含1位符号，原码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。

(1)非0最小正数(2)最大正数(3)绝对值最小负数(4)绝对值最大负数解: 二进制代码十进制真值(1)非0最小正数0.000000000000001 2-15(2)最大正数0.111111********* 1-2-15(3)绝对值最小负数 1.000000000000001 -2-15(4)绝对值最大负数 1.111111********* -(1-2-15)2-14. 某定点小数字长16位，含1位符号，补码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。

《计算机组成原理》第三章课后题参考答案

第三章课后习题参考答案1．有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息？（2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3）需要多少位地址作芯片选择？解：（1）∵ 220= 1M，∴该存储器能存储的信息为：1M×32/8=4MB （2）（1024K/512K）×（32/8）= 8（片）（3）需要1位地址作为芯片选择。

3．用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。

(2) 设DRAM芯片存储体结构为128行，每行为128×8个存储元。

如单元刷新间隔不超过2ms，存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。

试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：（1）组成64K×32位存储器需存储芯片数为N=（64K/16K）×（32位/8位）=16（片）每4片组成16K×32位的存储区，有A13-A0作为片内地址，用A15 A14经2：4译码器产生片选信号，逻辑框图如下所示：（2）根据已知条件，CPU在1us内至少访存一次，而整个存储器的平均读/写周期为0.5us，如果采用集中刷新，有64us的死时间，肯定不行；所以采用分散式刷新方式：设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列，按行刷新，刷新周期T=2ms，则分散式刷新的间隔时间为：t=2ms/128=15.6(s) 取存储周期的整数倍15.5s(0.5的整数倍)则两次刷新的最大时间间隔发生的示意图如下可见，两次刷新的最大时间间隔为tMAXt MAX＝15.5×2－0.5＝30.5 (μS)对全部存储单元刷新一遍所需时间为tRt R＝0.5×128=64 (μS)4．有一个1024K×32位的存储器，由128K×8位DRAM芯片构成。

计算机组成原理课后习题

第1章计算机系统概述一、选择题 1、CPU的组成中不包含 A 。 A．存储器 B．寄存器 C．控制器 D．运算器 2、电子计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本原理。他就是 D 。 A．牛顿 B．爱因斯坦 C．爱迪生 D．冯·诺依曼 3、操作系统最先出现在 C 。 A．第1代计算机 B．第2代计算机 C．第3代计算机 D．第4代计算机 4、目前我们所说的个人台式商用机属于 D 。 A．巨型机 B．中型机 C．小型机 D．微型机 5、50多年来，计算机在提高速度、增加功能、缩小体积、降低成本和开拓应用等方面不断发展。下面是有关计算机近期发展趋势的看法： ①计算机的体积更小，甚至可以像钮扣一样大小。 ②计算机的速度更快，每秒可以完成几十亿次基本运算。 ③计算机的智能越来越高，它将不仅能听、能说，而且能取代人脑进行思考。 ④计算机的价格会越来越便宜。其中可能性不大的是 B 。 A．①和② B．③ C．①和③ D．④ 二、填空题。 1、第1代计算机的逻辑器件，采用的是电子管；第2代计算机的逻辑器件，采用的是晶体管；第3代计算机的逻辑部件，采用的是中、小规模集成电路；第4代计算机的逻辑部件，采用的是超大规模集成电路。

2、计算机的工作特点是速度快、通用性、准确性和逻辑性。三、判断题。 1、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。（×） 2、兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。（×） 3、在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算方面的应用。（×） 4、决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。（√） 5、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。（×）四、简答题一、按照冯若依曼原理，现代计算机应具备哪些功能 1.输入/输入功能。计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给使用者。 2.记忆功能。计算机应能够“记住”原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中间结果。 3.计算功能。计算机应能进行一些最基本的运算，这些基本运算组成人们所需要的一些计算。 4.判断功能。计算机在进行一步操作之后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。 5.自我控制能力。计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。冯若依曼体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些不见组二、．成？他们各起什么作用冯·诺依曼计算机体系的基本思想是存储程序，也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中。计算机只要一启动，就能自动地取出一条条指令并直行之，直至程序执行完毕，得到计算结果为止。按此思想设计的计算机硬件系统包含运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件。运算器用来进行数据变换和各种运算。控制器则为计算机的工作提供统一的时钟，对程序中的各基本操作进行时序分配，并发出相应的控制信号，驱动计算机的各部件按节拍有序地完成程序规定的操作内容。存储器用来存放程序、数据及运算结果。输入/输出设备接收用户提供的外部信息或用来向用户提供输出信息。

计算机组成原理课后题答案

计算机组成原理课后题答案
1. 什么是指令系统？
指令系统是一种用于控制计算机的程序，它由一组指令组成，每条指令指示计算机执行特定的操作。

指令系统可以用来控制计
算机的硬件，如处理器、存储器和输入/输出设备，以及控制计算
机的软件，如操作系统和应用程序。

2. 什么是指令码？
指令码是指令系统中的一种特殊代码，它用于指示计算机执
行特定的操作。

指令码可以是一个字节或多个字节，它们由计算
机的指令系统解释，以指示计算机执行特定的操作。

3. 什么是指令缓冲器？
指令缓冲器是一种特殊的存储器，用于存储指令码，以便计
算机可以按顺序执行它们。

指令缓冲器可以是一个物理存储器，
也可以是一个虚拟存储器，它可以存储指令码，并且可以被计算
机的指令系统访问。

4. 什么是指令译码器？
指令译码器是一种特殊的硬件，用于识别指令码，并将其转换为计算机可以执行的机器指令。

指令译码器可以是一个独立的硬件，也可以是一个软件程序，它可以识别指令码，并将其转换为计算机可以执行的机器指令。

5. 什么是指令执行？
指令执行是指令系统中的一种特殊操作，它指示计算机执行指令码中指定的操作。

指令执行可以是一个简单的操作，如加法运算，也可以是一个复杂的操作，如控制计算机的硬件或软件。

计算机组成原理习题+参考答案

部分作业参考答案第四章13. 某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？解：（1）218 = 256K，则该机所允许的最大主存空间是256K×8位（或256KB）；（2）模块板总数= 256K×8 / 32K×8= 8块；（3）板内片数= 32K×8位/ 4K×4位= 8×2 = 16片；（4）总片数= 16片×8 = 128片；（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。

21.设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？答：（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：8 7 2 3 2（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。

当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组x号块），主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组x号块）…… 主存读96号单元时，将12号块（96~103）调入Cache（12组x号块）。

共需调100/8 13次，就把主存中的100个数调入Cache。

除读第1遍时CPU需访问主存13次外，以后重复读时不需再访问主存。

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计算机组成原理课后习题 - 王万生习题 1 参考答案一、选择题 1．微型计算机的分类通常是以微处理器的规格来划分。

2. 将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称为数据处理。 3．计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循这一位科学家提出的基本原理冯·诺伊曼。 4．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令。 5．目前的 CPU包括 _控制器、运算器 _和 cache 。

二、填空 1. 数字式电子计算机的主要外部特性是快速性、准确性、通用性、逻辑性。 2. 世界上第一台数字式电子计算机诞生于 1946 年。 3. 第一代电子计算机逻辑部件主要由电子管组装而成。第二代电子计算机逻辑部件主要由晶体管组装而成。第三代电子计算机逻辑部件主要由集成电路组装而成。第四代电子计算机逻辑部件主要由大规模集成电路组装而成。 4. 当前计算机的发展方向是网络化计算机系统、分布式计算机系统和智能化计算机系统等方向发展。 5. 电子计算机与传统计算工具的区别是自动化程度高。 6. 冯·诺依曼机器结构的主要思想是 1. 采用二进制代码表示数据和指令； 2．采用存储程序的工作方式；3．计算机的硬件系统由五大部分组成。 7. 冯·诺依曼机器结构由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部分组成。 8. 中央处理器由运算器和控制器两部分组成。 9. 计算机中的字长是指机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数）。 10. 运算器的主要部件是算术逻辑运算单元ALU。 11. 控制器工作的实质是指挥和协调机器各个部件有条不紊工作。 12. 存储器在计算机中的主要功能是存储程序和数据。 13. 计算机的兼容性是指：一台计算机上的程序不加任何修改可在另一台计算机上正确运行的特性。

14. 表示计算机硬件特性的主要性能指标有 : 字长、主频、存储容量、兼容性、数据处理速度、可靠性、数据传送速率。（填 5 个以上） 15．可由硬件直接识别和执行的语言是机器语言。 16．与机器语言相比汇编语言的特点是编程容易、修改调试方便。 17．计算机系统的软硬件界面是指令系统。 18．软硬件逻辑功能等效是指计算机系统的某功能可以由硬件实现也可以由软件实现，在逻辑功能上是等价的。由硬件实现功能的特点是速度快、价格高。由软件实现功能的特点是灵活性好、但速度较慢。 19．计算机厂家在发展新机种时，遵循兼容的原则。

20．计算机的字长决定寄存器、运算部件和数据总线的位数。

2 2 参考答案一、 1．下列数中，最小的数是 (101001) 2 。 2．下列数中，最大的数是 45 。

3．算机中表示地址使用 ___无符号数 ___ 4．字 16 位，用定点小数表示，一个字能表示的范是 __-1 ～（ 1-2 -15 ） __ 5．若 X 补 =10000000，十制真 ___ -128 __ 。 6．定点整数 16 位，含 1 位符号位，原表示，最大正数 ___215 -1___

7. 当 -18． 8 位反表示数的最小 __-127____ ，最大 ___+127 __ 。 9． N+1 位二制正整数的取范是 ____0～ 2n+1-1 ___ 10．浮点数的表示范和精度取决于 ___ 的位数和尾数的位数 ____ 11. 在浮点数表示中， ___ 基数 ___ 在机器数中不出，是含的。 12．移和比，只有 _____符号 __不同，其他都相同。 13．一个 24×24 点的字，需要 ___72_____字的存空。 14． 62 个字的机内需要 124 字 15． ASCII 是 ____字符、形符号 ___ 行的一种方案 16． D/A 是 ____把数字量化模量，把化果出算机 __

17．在大量数据送中常用且有效的法是 __ CRC 校 ___

二、填空 1．二制中的基数 2 ，十制中的基数 10 ，八制中的基数 8 ，十六制中的基数 16 。 2．（ 27． 25）10 成十六制数（ 1B．4） 16。 3．（ 0．65625） 10 成二制数 (0 ． 10101）2 。 4．在原、反、三种中，数的表示范最大。 5．在原、反、三种中，符号位 0，表示数是正的。符号位 1，表示数是的。 6．0 的原 000 ⋯000 或 100 ⋯ 00 ；0 的 000 ⋯ 00 。0 的反 000 ⋯000 或 111 ⋯ 11 。 7. 在、移位表示的机器数中，零的表示形式是唯一的。 8． -11011011 的 100100101 ，原 111011011，反 100100100 。 9． 11001010 的 011001010，原分 011001010 ，反 011001010。 10．浮点数的表示范由浮点数的指数部分决定。浮点数的表示精度由浮点数的尾数部分决定。 11．在浮点数的表示中，基数部分在机器数中是不出的。 12．浮点数行左格化，尾数左移 1 位 ,-1 ；浮点数行右格化，尾数右移 1 位 ,+1。 13．真－ 100101 的数在字８的机器中，其形式 11011011。 14．浮点数一般由指数部分和尾数部分两部分成。

15．在算机中， “ A”与“ a”的 ASCII 是 41H 与 61H （或 65；97）。

3 16．在计算机中，一个字母或数字用 8 位 ASCII 表示（或 7 位二进制，且占一个字节）。

17．某信息在传送没有出现错误，奇偶校验码 101011011，应为偶编码。

18．某信息在传送没有出现错误，奇偶校验码 101111011，应为奇编码。

19． X=1011001, 它的偶校验码为 0 。

20． X=n4 n3 n2n1 , 它的奇校验码表达式为 n 4 ⊕ n3⊕n2 ⊕n1 ⊕1 。 21．下列数据代码设为偶校验，请在括号内填写相应的偶校验位。 A、（1） 1101011 B、（ 0）0101101

22．下例数据代码设为奇校验，请在括号中填入相应的奇校验位。 A．（ 0 ）1101011 B．（ 1 ） 0101101

23．表示一个数据的基本要素是计数进位制、小数点位置、符号。 24．在计算机内部信息分为两大类，即控制信息，数据信息。 25．不同进位制之间相互转换的根据是整数部分和小数部分分别对应相等。 26．机定点整数格式字长为 8 位（包含 1 位符号位），若 x 用补码表示，则 [x] 补的最大正数是 127 ，最小负数是 -128 。（用十进制真值表示）

27．已知下列数字的 ASCII 码，8421 码和余三码，请在括号内写明他们是何种代码。 2：0101 （余三码） 0110010 （ ASCII ） 0010 （ 8421 ） 9：0111001 （ ASCII ） 1100 （余三码） 1001 （ 8421 ）

三、解答题 1．将二进制数 -0.0101101 用规格化浮点数格式表示。格式要求：阶码 4 位，含 1 位符号位；尾数 8 位，含 1 位符号位。阶码和尾数均用补码表示，阶码以 2 为底。

解：首先规格化： -0.0101101= -0.101101 ×2 -1 =-0.1011010 × 2-1 尾数的补码： [ -0.1011010] 补 =1.0100110

阶数的补码： [-1] 补=[-001] 补 =1111

阶符一位阶码 3 位尾符一位尾数 7 位 1 111 1 0100110

2．将二进制数 +1101.101 用规格化浮点数格式表示。格式要求：阶码 4 位，含 1 位符号位；尾数 8 位，含 1 位符号位。阶码和尾数均用补码表示，阶码以 2 为底。

解：首先规格化： 4 1101.101=0.1101101 × 2

尾数的补码： [0.1101101] 补 =0.1101101

阶数的补码： [4] 补 =0100

阶符一位阶码 3 位尾符一位尾数 7 位 4 0 100 0 1101101 3．什么是机器数？答：计算机可以直接识别的数称为机器数。

4．数值数据的三要素？答：计数进位制；小数点位置；符号。

5．在计算机系统中，数据主要包括？数值数据的特点是？非数值数据的特点是？答：数据主要包括数值数据和非数值数据。数值数据的特点是有数的大小，可以在数轴找到依对应点。非数值数据的特点是无数量的大小，它仅仅是表示某个物理量的编码。

习题 3 参考答案一、选择题 1．组成一个运算器需要若干个部件，但下面所列地址寄存器不是组成运算器的部件。

2． ALU属于 _ 运算器 __部件。 3．加法器中进位产生函数是 _ AiBi __ 。 4．在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有溢出判断电路，它一般用 __异或门 _ 5．运算器的主要功能是进行 __ _ 逻辑运算和算术运算 _

二、填空题 1．在补码加、减法器中，符号位作为操作数直接参加运算。 2．在计算机中进行加减运算时常采用补码。 3．补码运算的特点是符号位与数字位一起直接参加运算。 4．已知： X=0.1011 ， Y= — 0.1101 。（ X+Y）补 =１．１１１０。 5．已知： X=－ 0.1011 ，Y= 0.1101 。（ X+Y）补 =０．００１０。 6．已知： X=－ 0.0011 ，Y= —0.0101 。（X+Y）补 = １．１０００。

7．已知： X=－ 0.0111 ，Y= 0.1101 。（ X+Y）补 = ０．０１１０。

8．引入先行进位概念的目的是提高运算速度。 9．先行进位方式通过先行产生进位（或填同时产生进位）来提高速度。 10．先行进位 C n+1 的逻辑表达式为 G n+1 + P n+1 C n 。 11．在原码一位乘法中，符号位不直接参加运算。

12．两个原码数相乘，其积的符号位为相乘两数的符号位之异或。其积的数值为相乘两数的绝对值

之积。 13．在原码除法中，符号位不直接参加运算。其商的符号位为相除两数的符号位之异或。其商的数

值为相除两数的绝对值的商。