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计算机组成原理参考答案教学文稿

计算机组成原理参考答案

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第一章计算机系统概述

1.目前的计算机中，代码形式是______。

A．指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放

B．指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放

C．指令和数据都以二进制形式存放

D．指令和数据都以十进制形式存放

2.完整的计算机系统应包括______。

A.运算器、存储器、控制器

B.外部设备和主机

C.主机和实用程序

D.配套的硬件设备和软件系统

3.目前我们所说的个人台式商用机属于______。

A.巨型机B.中型机C.小型机D.微型机

4.Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。

Ａ．１６　　　　Ｂ．３２　　　　Ｃ．４８　　　　Ｄ．６４

5.下列______属于应用软件。

A.操作系统B.编译系统C.连接程序D.文本处理

6.目前的计算机，从原理上讲______。

A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放

B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放

C.指令和数据都以二进制形式存放

D.指令和数据都以十进制形式存放

7.计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是______。

A.巴贝奇B.冯.诺依曼C.帕斯卡D.贝尔

8.通常划分计算机发展时代是以（）为标准

A.所用的电子器件B.运算速度

C.计算机结构D.所有语言

9.到目前为止，计算机中所有的信息任以二进制方式表示的理由是（）

A.节约原件B.运算速度快

C.由物理器件的性能决定D.信息处理方便

10.冯.诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）

A.指令操作码的译码结果B.指令和数据的寻址方式

C.指令周期的不同阶段D.指令和数据所在的存储单元

11.计算机系统层次结构通常分为微程序机器层、机器语言层、操作系统层、汇编语言机器层和高级语言机器层。

层次之间的依存关系为（）

A.上下层都无关

B.上一层实现对下一层的功能扩展，而下一层与上一层无关

C.上一层实现对下一层的功能扩展，而下一层是实现上一层的基础

D.上一层与下一层无关，而下一层是实现上一层的基础

12.指令流通常是（）

A.从主存流向控制器

B.从控制器流向主存

C.从控制器流向控制器

D.从主存流向主存

13.以下叙述中正确的是（）

A.寄存器的设置对汇编语言程序是透明的

B.实际应用程序的预测结果能够全面代表计算机的性能

C.系列机的基本特征是指令系统向后兼容

D.软件和硬件在逻辑功能上是等价的

14.存储A.__程序____并按B.__地址____顺序执行,这是冯•诺依曼型计算机的工作原理。

15.有一台40MHz的处理器执行标准测试程序，它包含的混合指令数和响应所需的时钟周期见表1-1.求有效的CPI、MIPS速率和程序的执行时间（I为程序执行的条数）

指令类型

CPI

指令混合比

算术和逻辑

1

60%

高速缓存命中的访存

2

18%

转移

4

12%

高速缓存失败的访存

8

10%

16.两台计算机A和B采用不同主频的CPU，而片内逻辑电路相同。

（1）若A机的主频为8MHz，B机为12MHz，则两机的CPU时钟周期各为多少？

（2）如果A机的平均指令执行速度为0.4MIPS，那么A机的平均指令执行时间是多少？

（3）B机的平均指令执行速度MIPS是多少？

第二章数据的表示和运算

1.算术右移指令执行的操作是______。

A．符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

B．符号位不变，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

C．进位标志位移至符号位，顺次右移1位，最低位移至进位标志位

D．符号位填1，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

2.定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示的整数范围是______。

A．-215─215-1B．-215-1─215-1C．-215+1─215D．-215─215

3.设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（一位符号位），对应于十进制数-27，寄存器内为______。

A．（27）16B．（9B）16C．（E5）16D．（5A）16

4.机器数______中,零的表示形式是唯一的。

A.原码B.补码

C.移码D.反码

5.已知X<0且[X]原=X0.X1X2…Xn，则[X]补可通过______求得。

A．各位求反，末位加1B．求补C．除X0外求补D．[X]反-1

6.设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X>-1/2成立。

Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意

Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意

7.（2000）10化成十六进制数是______。

A．（7CD）16B。

（7D0）16C。

（7E0）16D。

（7FO）16

8.用32位字长（其中1位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是______。

A.0≤│N|≤1-2-32B.0≤│N|≤1-2-31

C.0≤│N|≤1-2-30D.0≤│N|≤1-2-29

9.下列数中最小的数为______。

A.（101001）2B.（52）8

C.（101001）BCDD.（233）16

10.下列数中最大的数是______。

A．（10011001）2B。

（227）8C。

（98）16D。

（152）10

11.______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。

A.原码B.补码C.反码D.移码

12.在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。

A.BCD码B.16进制C.格雷码D.ASCⅡ码

13.下列有关运算器的描述中，______是正确的。

A.只做算术运算，不做逻辑运算B.只做加法

C.能暂时存放运算结果D.既做算术运算，又做逻辑运算

14、用1位奇偶效验能检测出1位主存错误的百分比为（）

A.0%B.100%C.50%D.无法计算

15.在CRC中，接收端检测出某一位数据错误后，纠正的方法是（）

A.请求重发B.删除数据C.通过余数值自行纠正D.以上均可

16.“春”字的机内码为B4BAH，由此可以推算他在GB2312-80国家标准中所在的区号是（）

A.19区B.20区C.3区D.35区

17.在大量数据传送中常用且有效的检验法是（）

A.海明码B.偶校验C.奇校验D.CRC校验

18、如果某单精度浮点数、某原码、某补码、某移码的32位机器数均为0xF0000000。

这些数从大到小的顺序是（）。

A.浮原补移B.浮移补原

C.移原补浮D.移补原浮

19.计算机在进行浮点数的加减运算之前先进行对阶操作，若x的阶码大于y的阶码，则应将（）。

A.x的阶码缩小至与y的阶码相同，且使x的尾数部分进行算术左移

B.x的阶码缩小至与y的阶码相同，且使x的尾数部分进行算术右移

C.y的阶码扩大至与x的阶码相同，且使y的尾数部分进行算术左移

D.y的阶码扩大至与x的阶码相同，且使y的尾数部分进行算术右移

20.移码表示法主要用于表示浮点数的A.___阶___码，以利于比较两个B.___指___数的大小和进行C.___对阶___操作。

21.按IEEE754标准，一个浮点数由A.__数符S____、B.__阶码E____、C.__尾数m____三个域组成。

22.汉字的A.___输入码___、B.___机内码___、C.___字模码___是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

23.运算器的两个主要功能是：

A.___逻辑运算___，B.___算术运算___。

24.一个定点数由A.___符号位___和B.___数值位___两部分组成。

25.已知：

X=0.1011,Y=－0.0101,求[X/2]补,[X/4]补[－X]补及[Y/2]补,[Y/4]补[－Y]补

以及CRC、海明码、原码1位乘法、补码一位乘法的求解

解：

[X]补=0.1011[X/2]补=0.01011[X/4]补=0.001011[－X]补=1.0101

[Y]补=1.1011[Y/2]补=1.11011[Y/4]补=1.111011[－Y]补=0.0101

第三章存储系统的层次结构

1.计算机的存储器系统是指______。

A．RAM存储器B．ROM存储器C．主存储器D．主存储器和外存储器

2.常用的虚拟存储系统由______两级存储器组成。

A．主存—辅存B．快存—主存C．快存—辅存D．通用寄存器—主存

3.某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是______。

A．0─4MBB．0─2MBC．0─2MD．0─1M

4.存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来______。

A.存放数据B.存放程序

C.存放数据和程序D.存放微程序

5.某计算机的字长16位,它的存储容量是64K,若按字编址,那么它的寻址范围是

______。

A.0~64KB.0~32K

C.0~64KBD.0~32KB

6.双端口存储器所以能高速进行读写，是因为采用______。

A．高速芯片B．两套相互独立的读写电路C．流水技术D．新型器件

7.一个256KB的DRAM芯片，其地址线和数据线总和为

A．16B．18C．26D．30

8.EPROM是指______。

A.读写存储器B.只读存储器

C.可编程的只读存储器D.光擦除可编程的只读存储器

9.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。

A.增加内存容量B.提高内存可靠性

C.解决CPU和主存之间的速度匹配问题D.增加内存容量，同时加快存取速度

10.某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用______作为存储芯片。

A.SRAMB.闪速存储器C.cacheD.辅助存储器

11.下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（）。

A.EPROMB.CD-ROM光盘，串行存取方式C.DRAMD.SRAM

12.主存储器速度的表示中，存取时间（Ta）和存取周期（Tc）的关系表述正确的是（）。

A.Ta>TcB.Ta

D.Ta>Tc或者Ta

13.若某存储器存储周期为250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传输率是（）。

A.4*106B/sB.4MB/sC.8*106B/sD.8MB/s

解：

计算的是存储器的带宽，每个存储周期读出16bit=2B，故而数据传输率是2B/（250×10-9s），即8×106B/s。

本题中8MB/s是8×1024×1024B/s

14.某一SRAM芯片，其容量为1024*8位，除电源和接地线外，该芯片的引脚的最小数目为（）。

A.21B.22C.23D.24

【A】芯片容量为1024×8位，说明芯片容量为1024B，且以字节为单位存取。

也就是说地址线数要10位。

而数据线要8bit来传输1字节。

加上片选线和读/写控制线（读控制为RD或OE），故而为10+8+1+1+1=21根线

15.DRAM的刷新是以（）为单位的。

A.存储单元B.行C.列D.存储字

16.下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是（）。

Ⅰ.RAM是易失性存储器，ROM是非易失型存储器

Ⅱ.RAM和ROM都是采用随机存取的方式进行信息访问

Ⅲ.RAM和ROM都可用做Cache

Ⅳ.RAM和ROM都需要刷新

A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅱ和Ⅲ

C.仅Ⅰ和Ⅱ和ⅢD.仅Ⅱ和Ⅲ和Ⅳ

【A】一般Cache采用高速的SRAM制作，比ROM速度快很多，因此III是错误的，用排除法即可选A。

RAM需要刷新，而ROM不需要刷新。

17.在存储器芯片中，地址译码采用双译码方式是为了（）。

A.扩大寻址范围B.减少存储单元数目

C.增加存储单元数目D.减少存储单元选通线数目

18.下列关于闪存（FlashMemory）的叙述中，错误的是（）。

A.信息可读可写，并且读、写速度一样

B.存储元由MOS管组成，是一种半导体存储器

C.掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器

D.采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器

19.某计算机存储器按字节编址，主存地址空间大小为64MB，现用4M*8位的RAM芯片组成32MB的主存储器，则存储器地址寄存器MAR的位数至少是（）。

A.22位B.23位C.25位D.26位

按字节编址，64MB的主存地址空间，故而MAR的寻址范围是64M，故而是26位。

而实际的主存的空间不能代表MAR的位数

20.若内存地址区间为4000H~43FFH，每个存储单元可存储16位二进制数，该内存区域用4片存储器芯片构成，则构成该内存所用的存储器芯片的容量是（）。

A.512*16bitB.256*8bitC.256*16bitD.1024*8bit

【C】43FF-4000+1=400H，即内存区域为1K个单元，总容量为1K×16。

现有4片存储芯片构成，则芯片容量为256×16bit

21.假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成，某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失（未命中）50次，则Cache的命中率是（）。

A.5%B.9.5%C.50%D.95%

【D】命中率=Cache命中的次数/所有访问次数，有了这个公式这道题就很容易计算出答案。

要注意的一点是仔细审题，题中说的是缺失50次，而不是命中50次。

仔细审题是做对题的第一步

22.闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及A.__瞬间启动____能力，因此作为B.__固态盘____用于便携式电脑中。

23.主存储器的性能指标主要是A.__存储容量____、B.__存储时间____、存储周期和存储器带宽。

24.CPU能直接访问A._cache_____和B.__主存____,但不能直接访问磁盘和光盘。

25.广泛使用的A.___SRAM___和B.___DRAM___都是半导体随机读写存储器，前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。

它们共同的缺点是C.__断电后不能保存信息____。

26.什么是闪速存储器？

它有哪些特点？

解：

闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。

从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。

因而它是一种全新的存储器技术。

闪速存储器的特点：

（1）固有的非易失性，

（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。

27.存储器容量为32字，字长64位，模块数m=8，用交叉方式进行组织。

存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位，总线传输周期τ=50ns。

问该存储器的带宽是多少？

解：

连续读出m=8个字的信息量是：

q=64位×8=512位

连续读出8个字所需的时间是：

t=T+（m–1）τ=200+7×50=5.5×10-7s

交叉存储器的带宽是:

W=q/t=512/（5.5×10-7s）≈93×107位/s

28.有一个1024K×32位的存储器，由128K×8位的DRAM构成。

问：

（1）总共需要多少DRAM芯片

（2）采用异步刷新，如果单元刷新间隔不超过8ms，则刷新信号周期是多少？

解：

（1）DRAM芯片容量为128K×8位=128KB

存储器容量为1024K×32位=1024K×4B=4096KB

所需芯片数4096KB÷128KB=32片

（2）对于128K×8位的DRAM片子，选择一行地址进行刷新，取刷新地址A8—A0，则8ms内进行512个周期的刷新。

按此周期数，512×4096=128KB，对一行上的4096个存储元同时进行刷新。

采用异步刷新方式刷新信号的周期为8ms÷512=15.6μs

29.提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。

答：

采用cache；

采用高速器件；

采用多体交叉存储器；

采用双端口存储器；

采用相联存储器；

加长存储器字长。

30.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框图。

答：

存储器容量为64K×16位，其地址线为16位（A15—A0），数据线也是16位（D15—D0）

SRAM芯片容量为16K×8位，其地址线为14位，数据线为8位，因此组成存储器时须字位同时扩展。

字扩展采用2：

4译码器，以16K为一个模块，共4个模块。

位扩展采用两片串接。

图C1.1

31.用64K*1位的DRAM芯片构成256k*8位的存储器，假定芯片内部只有一个位平面。

回大如下问题：

（1）计算所需芯片数

（2）采用异步刷新方式，如每单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？

（3）如采用集中刷新方式，存储器刷新一次需要用多少读/写周期？

第四章指令系统

1.用于对某个存储器中操作数的寻址方式称为______寻址。

A.直接B.间接

C.寄存器直接D.寄存器间接

2.程序控制类指令的功能______。

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

3.单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。

A．堆栈寻址方式B．立即寻址方式C．隐含寻址方式D．间接寻址方式

4.指令系统中采用不同寻址方式的目的是（）。

A.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

B.可缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程的灵活性

C.实现程序控制

D.三者都正确

5.某机器指令字长为16位，主存按字节编址，取指令时，每取一个字节PC自动加1。

当前指令地址为2000H，指令内容为相对寻址的无条件转移指令，指令中的形式地址为40H。

那么取指令后及指令执行后PC内容为（）。

A.2000H，2042H

B.2002H，2040H

C.2002H，2042H

D.2000H，2040H

6.在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为______。

A.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址

7.下列关于ＲＩＳＣ说法中，错误的是（）。

A.ＲＩＳＣ普遍采用微程序控制器

B.ＲＩＳＣ大多数指令在一个时钟周期内完成

C.ＲＩＳＣ的内部通用寄存器数量相对ＣＩＳＣ多

D.ＲＩＳＣ的指令数、寻址方式和指令合适种类相对于ＣＩＳＣ少

8.假设寄存器R中的数值为200，主存地址为200和300的地址单元中存放的内容分别为300和400，则（）方式下访问到的操作数为200。

A.直接寻址200B.寄存器间接寻址（R）

C.存储器间接寻址（200）D.寄存器寻址R

9.指令格式是指令用A._二进制代码__表示的结构形式,通常格式中由操作码字段和B.__地址码____字段组成。

10.条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于A.__程序控制____类指令，11.这类指令在指令格式中所表示的地址不是B.__操作数____的地址，而是C.__下一条指令____的地址。

RISC机器一定是A.___流水____CPU,但后者不一定是RISC机器,奔腾机属于B.__CISC_机器。

12.堆栈是一种特殊的A.___数据___寻址方式，它采用B.___先进后出___原理。

按构造不同，分为寄存器堆栈和C.___存储器___堆栈。

13.若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。

答：

操作码需用6位，操作数地址码需用10位。

格式如下

6101010

OP

D1

D2

D3

OP:

操作码6位

D1：

第一操作数地址，10位

D2：

第二操作数地址，10位

D3：

第三操作数地址，10位

14.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框图。

答：

存储器容量为64K×16位，其地址线为16位（A15—A0），数据线也是16位（D15—D0）

SRAM芯片容量为16K×8位，其地址线为14位，数据线为8位，因此组成存储器时须字位同时扩展。

字扩展采用2：

4译码器，以16K为一个模块，共4个模块。

位扩展采用两片串接。

图C1.1

15.指令格式结构如下所示，试分析指令格式特点。

1512119865320

OP

寻址方式

寄存器

寻址方式

寄存器

源地址目标地址

答：

（1）OP字段指定16种操作

（2）单字长二地址指令

（3）每个操作数可以指定8种寻址方式

（4）操作数可以是RR型、RS型、SS型

16.若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。

答：

操作码需用6位，操作数地址码需用10位。

格式如下

6101010

OP

D1

D2

D3

OP:

操作码6位

D1：

第一操作数地址，10位

D2：

第二操作数地址，10位

D3：

第三操作数地址，10位

第五章中央处理器

1.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方式是采用______。

A.通用寄存器B.堆栈

C.存储器D.外存

2.描述流水CPU基本概念中，正确表述的句子是______。

A.流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器

B.流水CPU一定是RISC机器

C.流水CPU一定是多媒体CPU

D.流水CPU是一种非常经济而实用的时间并行技术

3.由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用______来规定。

A．主存中读取一个指令字的最短时间B．主存中读取一个数据字的最长时