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15级计算机组成原理复习练习题

《计算机组成原理》复习练习题

一、填空

练习题1

1、计算机硬件由_______、_______、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

2、每条指令由两部分组成，即部分和部分。

3、根据目前常用的存储介质将存储器分为___________、_________和光盘存储器三种。

4、RAM是利用触发器电路的两个稳定状态来表示信息“0”和“1”，故在不断开电源时，可以长久保持信息；RAM利用电容器存储的电荷来表示信息“0”和“1”，因此需要不断进行刷新。

5、高速缓冲存储器的地址映像方式有：

、

和三种。

6、某半导体存储器的地址码为16位，因此该机由地址码计算出的主存最大容量为个单元。

7、地址译码的两种方式分别是_______________和_______________。

8、在浮点数运算进行对阶时，采用______阶向______阶看齐的原则，使小阶的尾数向______移位，每移动一位，其阶码加1，直到两数的阶码相等为止。

9、在控制器中，程序计数器（PC）的作用是                   。

10、cache是一种高速缓冲存储器，是为了解决___________和___________之间速度不匹配而采用的一项重要技术。

参考答案：

1、运算器，控制器；2、操作码，地址码；

3、半导体存储器，磁表面存储器；4、静态，动态；

5、直接映像，全相联映像，组相联映像；6、64K

7、单译码方式，双译码方式；8、小，大，右；

9、用来指示指令在存储器中的存放位置；10、CPU，主存储器。

练习题2

1、控制器按照微命令形成方法不同分为：

_______控制器和________控制器。

2、对存储器的要求是_、___和.。

为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。

3、运算器的主要功能是进行。

4、BCD码的含义是二进制编码的，最广泛使用的一种BCD码是。

5、高速缓冲存储器（CACHE）常用的替换算法有、

、和随机替换算法。

6、动态半导体存贮器的刷新方式有、____和___三种方式。

7、对于SRAM，容量为8K*8的芯片共有_______条地址线和8条数据线。

8、指令操作码字段表示指令的                ，而地址码字段表示                     。

9、 1010110的奇校验位为，1010011的偶校验位为。

10、现在所生产的存储器芯片的容量是有限的，在字数或字长方面与实际存储器的要求都有很大差距，所以需要在_______和_________两方面进行扩展才能满足实际存储器的容量要求。

参考答案：

1、组合逻辑，微程序；2、存储容量大，存储速度快，成本价格低；

3、算术运算和逻辑运算；4、十进制数，8421BCD码

5、先进先出算法（FIFO），近期最少使用算法（LRU）；

6、集中刷新，分散刷新，异步刷新；7、13；

8、操作特性与功能，操作数地址或操作数；

9、1，0；10、位数，字数；

练习题3

1.8位二进制补码所能表示的十进制整数范围是至，前者的二进制补码表示为，后者的二进制补码表示为。

2．BCD码的含义是二进制编码的，最广泛使用的一种BCD码是。

3．若浮点数的尾数用补码表示，当运算结果的两位符号位和小数点后的第一位是或时，表明结果是规格化的数。

4. 每条指令由两部分组成，即部分和部分。

5．在补码一位乘法中，如果判断位YiYi-1=10，则下一步（但不是最后一步）的操作是将部分积加上，再向移一位。

（设x为被乘数，y为乘数）

6.计算机操作与时序信号之间的关系称为时序控制方式，时序控制方式可分为和两大类。

7．运算器的主要功能是进行。

8．RAM是利用触发器电路的两个稳定状态来表示信息“0”和“1”，故在不断开电源时，可以长久保持信息；RAM利用电容器存储的电荷来表示信息“0”和“1”，因此需要不断进行刷新。

9．某半导体存储器的地址码为16位，因此该机由地址码计算出的主存最大容量为K个单元。

10．由于一个存储器芯片的容量和位数一般不能满足使用要求，所以通常将若干个芯片按和两种方式相连接。

参考答案：

1.-128，127，10000000，011111112．十进制数，8421BCD码

3．00.1，11.04．操作码，地址码

5．[-X]补，右6.同步控制，异步控制

7．算术运算和逻辑运算8．半导体静态，半导体动态

9．6410．串联，并联

练习题4

1.某机器定点整数格式字长8位（包括1位符号位），用二进制表示最小负数的反码为，最大正数的反码为。

2.在数的表示范围方面，浮点比定点。

在运算规则方面，浮点比定点。

在运算精度方面，浮点比定点。

3.已知字符A的ASCII码为1000001，则字符B的ASCII码为，字符D的ASCII码为。

4.SN74181ALU是一个位运算单元，由它组成16位ALU需使用片SN74181和1片SN74182,其目的是为了实现并行操作。

5.存储器堆栈中，需要一个，用它来指明的变化。

6.半导体动态RAM靠           原理存贮信息，而半导体静态RAM靠            原理存贮息。

7.不同的计算机有不同的指令系统，“RISC”表示的意思是。

8.微程序顺序控制常用的两种方式是方式和方式。

9．微指令分控制字段和控制字段两部分编码。

10.在控制器中，程序计数器（PC）的作用是                     。

参考答案：

1．10000000，011111112．大，复杂，高

3．1000010，10001004．4，4，16位

5．有加减计数功能寄存器作为堆栈指示器SP，堆栈的栈顶位置

6．电容暂存电荷，双稳态电路（内部交叉反馈）7．精简指令系统计算机

8．增量，断定9．操作，顺序

10．存放现行指令的地址，并有计数功能

二、选择题

练习题1

1、若十进制数为57.25，则其二进制数为（）。

A:

111001.1    B:

110001.01  C:

110001.1   D:

111001.01

2、若X补=0.1101010，则X原=（）。

A．1.0010101   B．1.0010110  C．0.0010110   D．0.1101010

3、计算机的存储器系统是指（ ）。

A．主存储器B．cache，主存储器和外存储器C．RAM存储器D．ROM存储器

4、微程序是存放在（）中。

 A．主存贮器  B．高速缓存 C．控制存储器   D．外存

5、计算机在控制硬盘和主机之间的大批数据交换时主要采用（）方式。

A．通道和I/O处理器方式B．程序直接控制方式

C．程序中断控制方式D．DMA方式

6、堆栈是按（）组织的存储区域。

A.最优化原理B.程序存储原理

C.程序访问的局部性原理D.先进后出原则

7、某一SRAM芯片，其容量为1024×8位，其数据线和地址线分别为（    ）。

A．3，10B．10，3C．8，10D．10，8

8、接口是（）的逻辑部件。

 A．CPU与系统总线之间   B．系统总线与I/O设备之间

 C．主存与I/O设备之间  D．运算器与I/O设备之间

9、若标志寄存器中的ZF=1，表明（）。

A．运算结果为负B．运算结果为1C．运算结果为0D．运算结果为正

10、半导体存储器常采用（   ）。

A.直接存取方式 B.顺序存取方式C.半顺序存取方式   D.随机存取方式

参考答案：

1、D；2、D；3、B；4、C；5、D；6、D；7、C；8、B；9、C；10、D。

练习题2

1、若二进制数为1011011.101，则其十进制数为（）。

A.91.3     B.91.625     C.733   D.551.5

2、若X原=1001，则其十进制真值为（）。

   A.-1     B.-9     C.-7      D.9

3、两个采用变型补码表示的数进行加减运算时，发生负溢出的特征是双符号位为（）。

  A.01     B.00     C.10     D.11

4、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是（）。

A.指令寄存器    B.程序计数器  C.地址寄存器 D.状态寄存器

5、动态RAM依靠（    ）存储信息。

A.电源电流      B.电容电荷     C.触发器       D.寄存器

6、为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采用（）。

A.立即寻址   B.变址寻址   C.间接寻址   D.寄存器寻址

7、下列叙述中，能反映RISC特征的有（）。

A．设置大量通用寄存器B．指令长度可变

C．丰富的寻址方式D．使用微程序控制器

8、若浮点数尾数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化表示的方法是（）。

A．阶符与数符相同为规格化表示

B.阶符与数符相异为规格化表示

C．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化表示

D．数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化表示

9、总线的数据通路宽度是指（）。

 A．能一次并行传送的数据位数  B．可依次串行传送的数据位数

 C．单位时间内可传送的数据位数   D．可一次并行传送的数据的最大值

10、运算器的主要功能是进行（      ）。

A.逻辑运算 B.算术运算C.逻辑运算与算术运算 D.初等函数运算

参考答案：

1、B；2、A；3、C；4、B；5、B；6、D；7、A；8、C；9、A；10、C。

练习题3

1、通用寄存器属于（）部分。

A.运算器B.控制器C.存储器D.I/O接口

2、关于数据表示和编码，下列说法正确的是（）。

A.奇偶校验码是一种功能很强的检错纠错码

B.在计算机中用无符号数来表示内存地址

C.原码、补码和移码的符号编码规则相同

D.用拼音从键盘上敲入汉字时，使用的拼音码是汉字的字模码

2、若x补=0.1101010，则x原=（）。

A.1.0010101B．1.0010110C.0.0010110D．0.1101010

4、在cache的下列映射方式中，无需考虑替换策略的是（）。

A.全相联映射B.组相联映射C.段相联映射D.直接映射

5、在指令格式设计中，采用扩展操作码的目的是（）。

A.增加指令长度B.增加地址码数量C.增加指令数量D.增加寻址空间

6、下列关于立即寻址方式操作数所在位置的说法正确的是（）。

A.操作数在指令中B.操作数在寄存器中

C.操作数地址在寄存器D.操作数地址（主存）在指令中

7、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（）。

A．每一条机器指令由一条微指令来执行

B．一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

C.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行

D.一条微指令由若干条机器指令组成

8、构成控制信号序列的最小单位是（）。

A.微程序B.微指令C.微命令D.机器指令

9、若磁盘的转速提高一倍，则（）。

A．平均存取时间减半B．平均找道时间减半

C．平均等待时间减半D．存储密度可以提高一倍

10、为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（）。

A.通用寄存器B.堆栈C.存储器D.外存

参考答案：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

B

D

D

C

A

C

C

C

B

练习题4

1、在机器数中（）的零的表示形式是惟一的。

A.原码B．补码C.反码D．原码和反码

2、某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）。

A．64，16B．16，64C．64，8D．16，16

3、下面描述RISC指令系统中基本概念不正确的句子是（）。

A．选取使用频率高的一些简单指令，指令条数少；B．指令长度固定

C．指令格式种类多，寻址方式种类多；D．只有取数/存数指令访问存储器

4、相联存贮器是按（）进行寻址的存贮器。

A．地址方式B．堆栈方式C．内容指定方式D．地址方式与堆栈方式

5、在集中式总线仲裁中，（）方式响应时间最快。

A．链式查询B.计数器定时查询C．独立请求D．以上三种相同

6、运算器的核心部件是（）。

A.数据总线B．算术逻辑运算单元C.并行进位部件D.通用寄存器

7、程序控制类指令的功能是（）。

A. 进行算术运算和逻辑运算B.进行主存和CPU之间的数据传送

C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送D.改变程序执行的顺序

8、同步控制是（）。

A．只适用于CPU控制的方式   B．只适用于外围设备控制的方式

C．由统一时序信号控制的方式  D．所有指令控制时间都相同的方式

9、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（）。

A．实现存储程序和程序控制 

B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性

C．可以直接访问外存 

D．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

10、算术/逻辑运算单元74181ALU可完成（）。

A．16种算术运算功能    B．16种逻辑运算功能 

C．16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 

D．4位乘法运算功能和除法运算功能

参考答案：

1、B；2、D；3、C；4、C；5、C；

6、B；7、D；8、C；9、B；10、C。

三、是非判断题

练习题1

1．在寄存器间接寻址方式中，指令指定的寄存器中存放的是操作数。

（）

2．一般情况下，用DRAM作主存，用SRAM作CACHE。

（）

3．指令长度与机器字长有简单的倍数关系。

（）

4．提高并行加法器速度的关键是尽量加快各位的计算结果。

（）

5．每条指令的经历第一个机器周期一定是取指周期。

（）

6．采用不译法（直接控制法）实现的微指令执行速度快，并行控制能力强。

（）

7．计算机内部的除法运算可由“加减”和“左移”运算来实现。

（）

8．奇偶校验可以纠正代码中出现的错误。

（）

9．简化地址结构的基本途径是采用隐地址方式。

（）

10．外部中断一旦申请中断，便能立即得到CPU的响应。

（）

参考答案：

1、×；2、√；3、√；4、×；5、√；6、√；7、√；8、×；9、√；10、×。

练习题2

1.原码、补码和反码三种编码表示中，只有补码的“零”的表示是唯一的。

（）

2.程序计数器PC的内容即现行指令代码。

（）

3.在微程序控制方式中，由一条微指令的微操作控制字段产生微命令。

（）

4.在异步通信中，数据传送所需时间由CPU决定。

（）

5.静态RAM中“静态”含意是指：

断电后仍能长期保存信息。

（）

6．总线是一组可由多个部件分时共享的传送信息的公共线路，某一时刻允许多个部件通用过总线发送数据。

（ ）

7.时序电路用来产生各种时序信号，以保证整个计算机协调地工作。

（）

8.串行接口是指：

接口与总线之间串行传送，接口与设备之间串行传送。

（）

9.在常用硬磁盘中，外圈磁道容量与内圈磁道容量相同。

（）

10.并行加法器的运算速度主要取决于进位链的结构。

（）

参考答案：

1、√；2、×；3、√；4、×；5、×；6、×；7、√；8、×；9、√；10、√。

四、简答题

练习题1

1．冯诺依曼的数字电子计算机设计思想包含那些要点？

2．在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?

3．（不算CPU中的寄存器级）存储系统一般由哪三级组成？

画出存储系统的层次结构图，并分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。

参考答案：

1、答：

（1）用二进制代码表示程序和数据；

（2）计算机采用存储程序的工作方式；

（3）计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成。

2、答：

（1）指令系统的完备性，常用指令齐全，编程方便；

（2）指令系统的高效性，程序占用内存空间少，运行速度快。

（3）指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简化，易学易记；

（4）指令系统的兼容性，同一系列的低档计算机的程序能放到新的高档机上直接运行。

3、答:

（1）主存：

存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大；

（2）Cache：

存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。

速度最快，容量较小；

（3）外存：

存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。

容量很大而速度较慢。

作出层次结构图：

练习题2

1、衡量计算机性能的基本指标有哪些？

2、什么是寻址方式？

常见的寻址方式有哪些？

3、动态存储器的刷新方式有哪几种?

它们的优缺点如何?

参考答案：

1、答：

（1）基本字长；

（2）运算速度；

（3）数据通路宽度与数据传输率；（4）存储容量；

（5）外围设备配置；（6）软件配置。

2、答：

指令中以什么方式提供操作数或操作数地址，称为寻址方式，寻址方式是形成操作数有效地址的方法。

常见寻址方式主要有：

立即寻址，直接寻址，间接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，基址寻址，变址寻址，相对寻址，堆栈寻址，隐含寻址等。

3、动态存储器的刷新方式有哪几种?

它们的优缺点如何?

答：

（1）集中式刷新方式，优点：

主存利用率高，控制简单，缺点：

形成一段较大的死区时间；

（2）分散刷新方式，优点：

控制简单，主存工作没有长的死区时间，缺点：

主存利用率低，工作速度约降低一倍；

（3）异步刷新方式，优点：

对主存利用率高，工作速度快，而且没有长的死区，缺点：

控制较复杂。

练习题3

1、什么是总线周期?

它依据具体的操作性质可分为几种类型？

2、动态存储器DRAM和静态存储器SRAM各依靠什么来存储信息?

分别说明它们的优缺点。

3、总线集中式仲裁有哪几种方式?

并说明各自的优缺点。

参考答案：

1、答:

总线周期，通常指的是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输人/输出设备的读写操作所必需的时间。

依据具体的操作性质，可以把一个总线周期分为内存读周期，内存写周期，I/O读周期，I/O写周期4种类型。

2、答：

SRAM依靠双稳态电路（触发器）的两个稳态来存储0和1，其优点是速度高，缺点是价格高、容量小、功耗大。

DRAM：

依靠电容器存储电荷来存储信息，充电至高电平为1，放电至低电平为0。

优点：

容量大、价格低，缺点：

速度慢、需要定时动态刷新。

3、答：

（1）链式查询方式：

通过接口的优先级排队电路来决定设备的优先级。

结构简单，易于扩充，但是对询问链的电路故障很敏感，而且优先级低的设备可能长期不能使用总线。

（2）计数器定时查询方式：

可以通过改变计数起始值来灵活改变设备的优先级，但需增加线数。

（3）独立请求方式：

响应时间快，对优先次序的控制相当灵活，但需增线数。

五、计算题

练习题1

1．将十进制数-23化成二进制数，再写出各自的原码、补码、反码表示（符号位和数值位共8位）。

二进制数原码补码反码

-23

2、已知X=+0.11011,Y=-0.10101,用变形补码求：

[X]补，[Y]补，[-Y]补，X+Y=？

，X-Y=？

，并判断结果是否溢出？

3、用补码一位乘法（比较法）计算X×Y=？

，X=－0.1011Y=0.1101写出规范的运算过程。

4、将4位有效信息1001编成循环校验码（CRC码），选择生成多项式为1011（即：

），写编码过程。

5、某机主存容量为64K×16位，且存储器字长等于指令字长，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。

参考答案：

1、解：

二进制数原码补码反码-23：

-10111100101111110100111101000

2、解：

[X]补=00.11011,[Y]补=11.01011,[-Y]补=00.10101

[X+Y]补=[X]补+[Y]补=00.11011+11.01011=00.00110,

无溢出

X+Y=+0.00110

[X-Y]补=[X]补+[-Y]补=00.11011+00.10101=01.10000

X-Y结果发生正溢出

3、解：

A=00.0000，B=[X]补=11.0101，-B=[-X]补=00.1011C=[Y]补=0.1101

步数条件操作ACCNCN+1

CNCN+100.00000.11010

1）10-B+00.1011

00.1011

->00.010110.1101

2）01＋B+11.0101

11.1010

->11.1101010.110

3）10-B+00.1011

00.1000

->00.01000010.11

4）11->00.001000010.1

5）01+B+11.0101

11.01110001（最后一步不移位）

（XY）补=1.01110001（XY）真值=-0.10001111

4、解：

（1）编码方法

（2）编码后的校验码为：

5、解：

（1）指令字长16位，操作码为7位，寻址特征位2位，地址码7位；

（2）27；

（3）216；

（4）-64~+63。

练习题2

1．将十进制数+43化成二进制数，再写出各自的原码、补码、反码表示（符号位和数值位共8位）。

二进制数原码补码反码

+43

2、已知X=-0.01111,Y=+0.11001,用变形补码求：

[X]补，[Y]补，[-Y]补，X+Y=？

，X-Y=？

，并判断结果是否溢出？

3、用补码一位乘法（比较法）计算X×Y。

已知X=－0.1101，Y=0.1011。

要求写出规范的运算过程。

4、将4位有效信息1100编成循环校验码（CRC码），选择生成多项式为1011（即：

），写编码过程。

5、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85种操作。

操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、基址、变址六种寻址方式。

（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（十进制表示）；

（3）一次间接寻址的寻址范围（十进制表示）；

（4）相对寻址的