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计算机系统结构基础习题

第三、四章习题

一、选择题

1．对真值0表示形式唯一的机器数是__B_______。

A．原码Ｂ．补码和移码Ｃ．反码Ｄ．以上都不对

2．某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是

_______C_____。

A．－127~127B．－128~128C．－128~＋127D.0~255

3．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_A____，它所能表示的小数范围是____D___。

A．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ－１Ｂ．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ＋１－１

C．0≤｜Ｎ｜≤1－２－（ｎ＋１）Ｄ．0≤｜Ｎ｜≤１－２－ｎ

4.设机器数采用补码形式（含1位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为C。

A.-27B.-97

C.-101D.155

5.若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是A移码符号位用1表示正数，用0表示负数。

A.27B.-27

C.-101D.101

6.设寄存器内容为10000000，（移码，符号位为1，表示正0）若它等于0，则为D。

A.原码B.补码

C.反码D.移码`

7.设寄存器内容为10000000，若它等于-128，则为B。

A.原码B.补码

C.反码D.移码

8.设寄存器内容为10000000，若它等于-127，则为C。

A.原码B.补码

C.反码D.移码

9.设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为A。

A.原码B.补码

C.反码D.移码

10.设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为。

A.原码B.补码

C反码D.移码

11.大部分计算机内的减法是用_______实现。

A将被减数加到减数中B从被减数中减去减数

C补数的相加D从减数中减去被减数

12补码加减法是指___________。

A.操作数用补码表示，两数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替

B.操作数用补码表示，符号位和数值位一起参加运算，结果的符号与加减法相同

C.操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成

D.操作数用补码表示，有数符决定两数的操作，符号位单独处理

13在原码一位乘中，符号位单独处理，参加操作的数是__________。

A原码B补码

C绝对值D绝对值的补码

14两补码相加，采用1为符号位，则当________时，表示结果溢出

A最高位有进位

B最高位进位和次高位进位异或结果为0

C最高位为1

D最高位进位和次高位进位异或结果为1

15.在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是________。

A．主存容量不够B.运算结果无法表示。

C．操作数地址过大D.以上都不对

16.在浮点机中，下列说法________是正确的。

A．尾数的第一数位为1时，即为规格化形式。

B．尾数的第一数位与数符不同时，即为规格化形式。

C．不同的机器数有不同的规格化形式。

D．尾数的第一数位为0时，即为规格化形式。

17.在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是________。

A．尾数的符号位与第一数位不同

B．尾数的第一数位为1，数符任意。

C．尾数的符号位与第一数位相同。

D．阶符与数符不同。

18.在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是_________。

A．尾数的第一数位为1，数符任意。

B．尾数的符号位与第一数位相同。

C．尾数的符号位与第一数位不同。

D．阶符与数符不同。

19.设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数BHA为原码，则算术左移一位得________,算术右移一位得____________。

A．F4HEDHB.B4H6DH

C．F4H9DHD.B5HEDH

20.运算器的主要功能是进行__________。

A.算术运算。

B.逻辑运算

C．算术逻辑运算D.初等函数运算

21.运算器由许多部件组成，其核心部分是_____________。

A．数据总线B.算术逻辑运算单元

C．累加寄存器D.多路开关

22.定点运算器用来进行___________。

A．十进制数的加法运算

B．定点运算

C．浮点运算

D．既进行浮点运算也进行定点运算。

23.串行运算器结构简单，其运算规律是________。

A．由低位到高位先行进行进位运算

B．由高位到低位先行进行进位运算

C．由低位到高位逐位运算

D．由高位到低位逐位运算

24.四片74181和一片74182相配合，具有如下_________种仅为传递功能。

A．行波进位

B．组（小组）内并行进位，组（小组）间并行进位

C．组（小组）内并行进位，组（小组）间行波进位

D．组内行波进位，组间并行进位

25.早期的硬件乘法器设计中，通常采用加和移位相结合的方法，具体算法是________，但

需要有___________控制。

A．串行加法和串行移位触发器

B．并行加法和串行左移计数器

C．并行加法和串行右移计数器

D．串行加法和串行右移触发器

25.下面有关浮点运算器的描述中，正确的是_______（多项选择）。

A．浮点运算器可用两个松散连接的顶点运算部件（阶码部件和尾数部件）来实现

B．阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算

C．阶码部件只进行加、减和比较操作

D．尾数部件只进行乘、除操作

26.计算机中表示地址时，采用__________。

A．原码B.补码

C．反码D.无符号数

27.浮点数的表示范围和精度取决于_________.

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

28.在浮点机中____________是隐含的。

A．阶码

B．数符

C．尾数

D．基数

29.ALU属于_______________。

A时序电路B组合逻辑电路

C控制器D寄存器

30.在运算器中不包含___________。

A状态寄存器B数据总线

CALUD地址寄存器

31、下列叙述中正确的是______________。

（多项选择）

A定点补码运算时，其符号位不参加运算

B浮点运算可由阶码运算和尾数运算两部分组成

C阶码部件在乘除运算时只进行加、减操作

D浮点数的正负由阶码的正负符号决定

E尾数部件只进行乘除运算

32加法器采用先行进位的目的是______________。

A优化加法器的结构

B节省器材

C加速传递进位信号

D增强加法器结构

33在定点补码运算器中，若采用双符号位，当_________时表示结果溢出。

A双符号位相同B双符号位不同

C两个正数相加D两个负数相加

34下列说法中___________是错误的。

A符号相同的两个数相见时不会产生溢出的

B符号不同的两个数相加是不会产生溢出的

C逻辑运算是没有进位或错位的运算

D浮点乘除运算需进行对阶操作

35采用规格化的浮点数是为了_________。

A增加数据的表示范围B方便浮点运算

C防止运算时数据溢出D增加数据的表示精度

36.在浮点数加减法的对阶过程中，_____________。

A．将被加（减）数的阶码向加（减）数的阶码看齐

B．将加（减）数的阶码向被加（减）数的阶码看齐

C．将较大的阶码向较小的阶码看齐

D．将较小的阶码向较大的阶码看齐

二、填空题

1.设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数为80H（十六进制），当它分别代表原码、补码、反码、和移码时，等价的十进制整数分别为____A___、____B___、____C___和____D___。

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____A___的位数，精度取决于____B___的位数，____C___确定浮点数的正负。

3.已知寄存器位数为8位，机器数取1位符号位，设其内容为1110101当它代表无符号数时，逻辑左移一位后得____A___，逻辑右移一位后得____B___。

当它代表补码时，算术左移一位后得____C___，算术右移一位后得____D___。

4.浮点运算器由____A___和____B___组成，它们都是____C___运算器。

前者只要求能执行____D___运算，而后者要求能进行____E___运算。

5.现代计算机中，通常将运算器和____A___制作在一个芯片内，称为____B___芯片。

6.先行进位指的是____A___。

7.运算器由许多部件组成，除寄存器外，其核心部件是____A___，记为____B___。

8.若移码的符号为1，则该数为____A___数；若符号为0，则为____B___数。

9.在原码、补码、反码和移码中，____A___对0的表示有两种形式，____B___对0的表示只有中形式。

10.设机器字长位8位，-1的补码在整数定点机中表示为____A___，在小数定点机中表示为____B___。

三、问答题

1.设浮点数字长16位，其中阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符），写出（-29/1024）对应的浮点规格化数的原码、补码、反码、和阶码用移码、尾数用补码形式。

2.已知十进制数x=-41,y=+101,设机器数字长8位（含1位符号位）计算[x+y]补和[x-y]补，并给出相应的Z（零标志）、V（溢出标志）和C（进位标志）。

3.已知十进制数x=25/32,y=-21/64,设机器数字长8位（含1位符号位）计算[x+y]补和[x-y]补，并给出相应的Z（零标志）、V（溢出标志）和C（进位标志）。

4.已知二进制数，，按一位乘法计算x*y，要求列出详细过程，机器数形式自定。

5.设

其阶码5位（含2位阶符），补码表示；尾数7位（含2位数符），补码表示；求X+Y=？

6.在定点机中采用单符号位，如何判断补码加减运算是否溢出，有几种方案？

参考答案

一、选择题

1.B2.C3.①A②D4.C

6.D7.B8.C9.A

11.C12.C13.C14.D15.B

16.C17.B18.C19.C20.C

21.B22.B23.C24.B25.C

26.D27.C28.D29.B30.D

31.BC32.C33.B34.D35.D36.D

二、填空题

1.A.-0B.-128C.-127D.±0

2.A.阶码B.尾数C.数符

3.A.11101010B.01111010C

4.A.阶码运算器B.尾数运算器C.定点D.加减E.加减乘除

5.A.控制器

6.A.高位的进位不必等低位的进位产生后再形成，高位的进位与低位的进位同时产生

7.A.算术逻辑运算单元

8．A.正B.负

9.A.原码、反码B.反码、补吗

三、问答题

1.设：

x=（-29/1024）10=-0.0000011101=2-101×（）

[X]原=1，0101；

[X]补=1，1011；

[X]反=1，1010；1，0001011111

阶码用移码，尾数用补码的机器数形式是0，1011；

2.[X]补=11010111

[Y]补=01100101[-Y]补=10011011

[x+y]补=[X]补+[Y]补=0，0111100，Z=0,V=0,C=A

[x-y]补=[X]补+[-Y]补=0，1110010，Z=0,V=1,C=1

3.[x+y]补，Z=0.V=0,C=1

[x-y]补=1.0001110,Z=0,V=1,C=0（过程略）

4.按原码一位乘做乘法计算[x·y]原=1.01101100,则（过程略）

5.解：

[X]补=00，010；00.11010[Y]补=00,011；

1）对阶：

[△j]补=[jx]补-[jy]补=00,010–00,011=11,111

即△j=-1，则X的尾数右移一位，阶码加1，则[X]’补=00,011；

2）尾数求和

[SX]’补+[SY]补

即[X+Y]补=00，011；。

3）规格化

[X+Y]补是规格化形式。

4）阶符为“00”，不溢出。

则

X+Y=（-0.10001）×2011

6.定点机中采用单符号位判断补码加减运算是否溢出有两种方案。

（1）参加运算的两个操作数（减法时减数需连同符号位在内每位取反，末位加1）符号相同，结果的符号又与操作数的符号不同，则为溢出。

（2）求和时最高位进位与次高位进位异或结果为1时，则为溢出。

第五章习题

一、选择题

1.存取周期是指_________。

A存储器的写入时间

B存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间

C存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间

D以上都不对

2.和辅存相比，主存的特点是_________。

A容量小，速度快，成本高

B容量小，速度快，成本低

C容量大，速度快，成本高

D容量大，速度慢，成本高

3.一个16K*32位的存储器,其地址线和数据线的总和是_____________。

A48B46C36D35

4.一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是__________。

A17B19C27D22

5.某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址，它的寻址范围是__________。

A64KB32KBC32KD16K

6.某一RAM芯片，其容量为512*8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是________。

A21B17C19D18

7.某一RAM芯片，其容量为32K*8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是________。

A25B40C23D24

8.若主存每个存储单元为16位，则_____________。

A其地址线为16根

B其地址线数与16无关

C其地址线数与16有关

D以上描述均错误

9.某存储器容量为32K*16位，则____________。

A地址线为16根，数据线为32根

B地址线为32根，数据线为16根

C地址线为15根，数据线为16根

D地址线为15根，数据线为32根

10.下列叙述中_______是正确的。

A主存可由RAM和ROM组成

B主存只能由ROM组成

C主存只能由RAM组成

D以上描述均错误

11.EPROM是指__________。

A只读存储器

B可编程的只读存储器

C可擦除可编程的只读存储器

D电可擦除可编程的只读存储器

12.下述说法中_________是正确的。

A半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆

B动态RAM是易失性RAM，而静态RAM中的存储信息是不易失的

C半导体RAM是易失性RAM，而静态RAM只有在电源不掉电时，所存信息是不易失的

D动态RAM与静态RAM中的存储信息都是不易失的

13.主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是__________。

A解决CPU和主存之间的速度匹配问题

B扩大主存容量

C既扩大主存容量，又提高存取速度

D解决主存容量不足的问题

14.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由___________。

A操作系统来管理的

B程序员调度的

C由硬件自动完成的

D以上均不正确

15.Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作_____。

A直接映射B全相联映射C组相联映射D部分相联

16.下列器件中存取速度最快的是________。

ACacheB主存C寄存器D硬盘

二、填空题

1.主存、快速缓冲存储器、通用寄存器、磁带都可用来存储信息，按存取时间由快至慢排列，其顺序是___A_____。

2.__A___、___B___和____C____组成三级存储系统，分级的目的是_____D____。

3.半导体静态RAM依据____A____存储信息，半导体动态RAM依据___B_____存储信息。

4.动态RAM依据___A___的原理存储信息，因此一般在____B____时间内必须刷新一次。

5.RAM的速度指标一般用____A___表示。

6.动态半导体存储器的刷新一般有___A__和___B___两种方式，之所以刷新是因为__C___。

7.半导体静态RAM进行读/写操作时，必须先接受___A__信号，再接受___B___和__C___信号。

8.欲组成一个32K*8位的存储器，当分别选用1K*4位，16K*1位，2K*8位的三种不同规格的存储芯片时，各需___A__、___B___和__C___片。

9.欲组成一个64K*16位的存储器，若选用32K*8位的存储芯片，共需___A__片；若选用16K*1位的存储芯片，则需___B___片；若选用1K*4位的存储芯片共需__C___片。

10.主存储器容量通常以KB为单位，其中K=___A____。

硬盘的容量通常以GB为单位，其中G=___B____。

11.主存储器为1MB即等于___A____KB，又可表示为___B____。

12.当我们说16位微机的主存储器容量是640KB时，表示主存储器有___A____字节存储空间，地址号从___B____到___C__（本题均要求写出十进制各位数值）

13.主存和Cache的地址映像方法很多，常用的有___A____、___B____和___C____三种，在存储管理上常用的替换算法是____D____和____E____。

14.Cache的命中率是指___A____，命中率与___B____有关。

15.Cache是一种___A____存储器，用来解决CPU与主存之间___B____不匹配的问题。

现代的Cache可分为___C____和____D____两级，并将____E____和___F___分开设置。

16.计算机系统中常用到的存储器有：

（1）SRAM，

（2）DRAM，（3）Flash，（4）EPROM，（5）硬盘存储器，（6）软盘存储器。

其中非易失的存储器有___A____；具有在线能力的有___B____；可以单字节修改的有___C____；可以快速读出的存储器包括____D____。

17.如果Cache的容量为128块，在直接映像下，主存中第i块映像到缓存第___A____块。

18.在Cache—主存的地址映像中，___A____灵活性强，___B____成本最高。

19.在写操作时，对Cache与主存单元同时修改的方法称为___A____，若每次只暂时写入Cache，直到替换时才写入主存的方法称为___B____。

20.一个n路组相联映像的Cache中，共有M块数据。

当n=1时，该Cache变为___A____映像；当n=M时，该Cache成为___B____映像。

21.层次化存储器结构设计的依据是___A_____。

22.一个四路组相联的Cache共有64块，主存共有8192块，每块32个字。

则主存地址中的主存字块标记为___A_____位，组地址为____B___位，字块内地址为____C__位。

三、问答题

1.试比较RAM和ROM

2试比较静态RAM和动态RAM

3.存储器的主要功能是什么?

如何衡量存储器的性能？

为什么要把存储系统分成若干不同的层次？

主要有哪些层次?

4.什么是刷新？

刷新有几种方式？

简要说明之

5.存储芯片内的地址译码有几种方式？

是分析它们各自的特点及应用场合。

6.简述主存的读/写过程

7.提高访存速度可采取哪些措施？

8.什么是快速缓冲存储器，它与主存有什么关系？

9.什么是“程序访问的局部性”？

存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？

10.使用4K*8位的RAM芯片组成一个容量为8K*16位的存储器，画出结构框图，并标明途中信号线的种类、方向和条数。

11.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用

作为访存控制信号（低电平有效），用

作为读/写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列存储芯片：

1K*4位RAM，4K*8位RAM，2K*8位ROM以及74138亿马奇和各种门电路，如图所示。

画出CPU与存储芯片的连接图，要求：

（1）主存地址空间分配：

8000H-87FFH微系统程序区；8800H-8BFFH为用户程序区。

（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片。

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑。

12.在32题给出的条件下，画出CPU与存储芯片的连接图，要求；

（1）主存地址空间分配：

A000-A7FFH微系统程序区；A800H-AFFH为用户程序区。

（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片，并写出每片存储芯片的二进制地址范围。

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑。

13某计算机的主存容量为256K字，cache的容量为2K字，每个字块为16字，访存地址为字地址，问：

（1）该cache可以容纳多少个块？

（2）主存的地址有多少位？

（3）在二路组相联映像方式下，设计主存的地址格式，画出主存地址格式图。

14.某计算机的cache的容量为2K字，每块为16字。

问：

❶该cache可以容纳多少个块？

❷若主存容量是256K字，则有多少个块？

❸主存的地址有多少位？

❹在直接地址映像方式下，主存中的第129块映像到cache中的哪一块？

❺画出主存地址格式图。

参考答案

一、选择题

1.C2.A3.B4.C5.C6.C7.A8.B

9.C10.A11.C12.C13.A14.C15.B16.C

二、填空题

1.A.通用寄存器、快速缓冲存储器、主存、磁盘、磁带

2.A.CacheB.主存C.辅存D.提高访问速度、扩大存储容量

3.A.触发器原理B.电容存储电荷原理

4.A.电容存储电荷

5.A.存取周期

6.A.集中刷新B.分散刷新C.存储电荷的电容放电

7.A.地址B.片选C.读/写

8.A.64B.16C.16

9.A.4B.64C.256

10.A.1024B.230

11.A.1024B.220B

12.A.655360B.0C.655359

13,A.直接映像B.全相联映像C;.组相联映像

D.先进先出算法（FIFO）E.近期最少使用算法（LRU）

14.A.CPU要访问的信息已在Cache中的比率

B.Cache的块长和容量

15.A.高速缓冲B.速度C.片载CacheD片外CacheE.指令CacheF.数据Cache

16.A.③④⑤⑥B.①②③⑤⑥