第4章冯诺依曼计算机机器级程序及其执行练习题答案解析.docx
- 文档编号:27384127
- 上传时间:2023-06-30
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:208.82KB
第4章冯诺依曼计算机机器级程序及其执行练习题答案解析.docx
《第4章冯诺依曼计算机机器级程序及其执行练习题答案解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第4章冯诺依曼计算机机器级程序及其执行练习题答案解析.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第4章冯诺依曼计算机机器级程序及其执行练习题答案解析
第4章冯.诺依曼计算机:
机器级程序及其执行
1、关于“图灵机”,下列说法不正确的是_____。
(A)图灵机给出的是计算机的理论模型;
(B)图灵机的状态转移函数,其实就是一条指令,即在q状态下,当输入为X时,输出为Y,读写头向右(R)、向左(L)移动一格或不动(N),状态变为p;
(C)图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路;
(D)凡是能用算法方法解决的问题也一定能用图灵机解决;凡是图灵机解决不了的问题人和算法也解决不了;
(E)上述有不正确的。
答案:
E
解释:
本题考核基本的图灵机模型。
20世纪30年代,图灵提出了图灵机模型,建立了指令、程序及通用机器执行程序的理论模型,奠定了计算理论的基础,因此(A)正确;选项(B)是图灵机的五元组形式的指令集,是一个行动集合,又称状态转移函数,因此正确;图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路,一个问题的求解可以通过构造其图灵机(即算法和程序)来解决,因此(C)正确;(D)为图灵可计算性问题,正确。
综上,本题答案为(E)。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
2、关于“图灵机”和“计算”,下列说法不正确的是_____。
(A)计算就是对一条两端可无限延长的纸带上的一串0和1,一步一步地执行指令,经过有限步骤后得到的一个满足预先规定的符号串的变换过程;
(B)“数据”可被制成一串0和1的纸带送入机器中进行自动处理,被称为数据纸带;处理数据的“指令”也可被制作成一串0和1的纸带送入机器中,被称为程序纸带;机器一方面阅读程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸带上的数据进行变换处理。
(C)计算机器可以这样来制造:
读取程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸带上的数据做相应的变换,这就是图灵机的基本思想;
(D)上述有不正确的。
答案:
D
解释:
本题考核对图灵机思想的理解。
(A)(B)(C)均叙述正确,(D)错误。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
3、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中B为空白字符;状态集合{S1,S2,S3,S4,S5},其中S1为起始状态,S5为终止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如
该图灵机的功能是_____。
(A)识别是否如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同;
(B)识别是否如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串;
(C)将形如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同,转换为XYXY,XYXYXYXY的形式;
(D)将形如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串转换为XXXYYY,XXXXYYYY的形式。
答案:
D
解释:
本题考核图灵机模型及其应用。
根据本题中
接着,具体来看S1、S2、S3的转移,一个串从S1开始,当遇到第一个0,将0转换成X,然后向右移一位,进入状态S2,该状态检测下一位是否为1,当不是的话,什么都不做,直接向右移一位,知道遇到第一个1,遇到以后,将1转换成Y,向左移动,进入到状态S3,该状态回溯0、1串,直到遇到X,然后指向在其右侧的符号,返回到S1状态。
这个过程即为一个左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串,每次都寻找排在最前面的一个0和一个1,将它们分别转换成X,Y,直到所有的0和1转换为X和Y。
因此,答案(D)正确。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
4、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中B为空白字符;状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6},其中S1为起始状态,S6为终止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如
该图灵机的功能是_____。
(A)识别是否如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同;
(B)识别是否如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串;
(C)将形如0101,01010101的0、1串,即一个0接续一个1,且0的个数和1的个数相同,转换为XYXY,XYXYXYXY的形式;
(D)将形如000111,00001111的0、1串,即左侧连续0的个数和右侧连续1的个数相同的0、1串转换为XXXYYY,XXXXYYYY的形式。
答案:
B
解释:
本题考核对图灵机思想的理解。
该图灵机由上题衍生出来,即类似(A)(C)中的间隔字符串无法通过S4,而类似(B)(D)中的字符串可以运行至S4将0、1串变更为X、Y串,但在S5状态中图灵机又将X、Y串变回0、1串,因此该图灵机不是用来转换字串的,该图灵机是用来检验字串的,因此(B)正确。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
5、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空格”,;};状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7},其中S1为起始状态,S7为终止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如
该图灵机的功能是_____。
(A)能够识别“V=C+C;”形式的符号串;
(B)能够识别“V=C;”形式的符号串;
(C)能够将符号串中的空格去除掉;
(D)上述全部能够识别。
答案:
D
解释:
本题考核图灵机模型及其应用。
选项(A)的状态转移顺序为S1->S2->S3->S4->S5->S6->S7;选项(B)为S1->S2->S3->S4->S7;选项(C)从每个状态中可以看出,遇到空格不做工作,直接指向下一符号,即跳过空格。
因此选项(A)(B)(C)均正确,本题答案为(D)。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
6、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空格”,;};状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7},其中S1为起始状态,S7为终止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如
关于该图灵机的功能,说法不正确的是_____。
(A)既能够识别“V=C+C;”形式的符号串,又能识别“V=V+C;”形式的符号串;
(B)既能够识别“V=C;”形式的符号串,又能识别“V=V;”形式的符号串;
(C)既能够识别“V=V+C;”形式的符号串,又能识别“V=C+V;”形式的符号串;
(D)上述说法不正确,即有该图灵机不能识别的符号串形式。
答案:
D
解释:
本题考核对图灵机思想的理解。
该图灵机由上题衍生出来,因此可以识别“V=C+C;”、“V=C;”再分别将“V=V+C;”、“V=V”、“V=C+V;”代入图灵机,也均可正常运行至终结状态,因此(A)(B)(C)正确,所以(D)不正确。
具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。
7、关于“存储程序”,下列说法不正确的是_____。
(A)将“指令”和“数据”以同等地位保存在存储器中,以便于机器自动读取自动处理;
(B)之所以将“程序”和“数据”事先存储于存储器中,是因为输入的速度满足不了机器处理的速度,为使机器连续自动处理,所以要“存储程序”;
(C)依据“存储程序”原理,机器可由四大部分构成:
运算器、存储器、输入设备和输出设备;
(D)冯.诺依曼计算机的本质就是“存储程序、连续自动执行”。
答案:
C
解释:
本题考核程序和数据如何被存储、如何被执行的。
指令和数据以同等地位保存在存储器中,可以便于机器自动读取自动处理。
因为输入的速度满足不了机器处理的速度,所以将“程序”和“数据”事先存储于存储器中,方便机器连续自动处理。
冯.诺依曼计算机的本质就是“存储程序、连续自动执行”。
依据“存储程序”原理,机器可由五大部件构成,为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备,C选项缺少控制器所以错误。
具体内容请参考第四章视频之“冯·诺依曼计算机:
思想与构成”及“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
8、关于“冯.诺依曼计算机”的结构,下列说法正确的是_____。
(A)冯.诺依曼计算机仅需要三大部件即可:
运算器、控制器和存储器;
(B)一般,个人计算机是由中央处理单元(CPU)、存储器、输入设备和输出设备构成,没有运算器和控制器,所以它不是冯.诺依曼计算机;
(C)以“运算器”为中心的冯.诺依曼计算机和以“存储器”为中心的冯.诺依曼计算机是有差别的,前者不能实现并行利用各个部件,受限于运算器;后者可以实现并行利用各个部件;
(D)冯.诺依曼计算机提出“运算”和“存储”完全没有必要。
答案:
C
解释:
本题考核冯.诺依曼计算机的思想及构成。
冯.诺依曼计算机需要五大部件:
运算器、控制器、存储器、、输入设备、输出设备。
个人计算机中同样包含运算器和控制器。
并且以“运算器”为中心的冯.诺依曼计算机和以“存储器”为中心的冯.诺依曼计算机确实是有差别的,前者不能实现并行利用各个部件,受限于运算器;后者可以实现并行利用各个部件。
所以C选项正确。
具体内容请参考第四章视频之“冯·诺依曼计算机:
思想与构成”以及第四章课件。
9、下图是一个存储器的简单模型。
围绕该存储器模型,回答下列问题。
(1)下列说法不正确的是_____。
(A)该存储器可存取4个4位的存储单元;
(B)该存储器其中的一个存储单元的内容是1010;
(C)该存储器既可读出,又可写入;
(D)该存储器的地址码分别是00,01,10和11。
答案:
C
解释:
本题考核存储器内部的实现。
该存储器只可读出,无法写入,所以C错误。
该存储器可存取4个4位存储单元。
内容分别为1001、0111、1010、0101。
地址码分别为00、01、10、11.
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
(2)内容为1010的存储单元的地址编码A1A0是_____。
(A)00;(B)01;(C)10;(D)11;(E)没有该存储单元。
答案:
C
解释:
本题考核存储器内部的实现。
根据2-4地址译码器的应用,当地址线和数据线间连接有二极管时,则存储的是1,否则,存储的是0。
1010的存储单元对应W2地址编码为C选项10。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
(3)A1A0为01的存储单元,其内容D3D2D1D0是_____。
(A)0101;(B)1010;(C)0111;(D)1110;(E)没有该存储单元。
答案:
C
解释:
本题考核存储器内部的实现。
根据2-4地址译码器的应用,当地址线和数据线间连接有二极管时,则存储的是1,否则,存储的是0。
01的存储单元W1由图可知内容为C选项0111。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
10、下图是一个存储器的简单模型。
围绕该存储器模型,回答下列问题。
(1)当A1A0=10时,D5D4D3D2D1D0的内容是_____。
(A)100101;(B)011101;(C)101010;(D)010101;(E)都不对。
答案:
C
解释:
本题考核存储器内部的实现。
根据2-4地址译码器的应用。
当地址线和数据线间连接有二极管时,则存储的是1,否则,存储的是0。
A1A2=10时为W2,由图可知为C选项101010。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
(2)当存储单元的内容是100101时,其存储单元的地址编码A1A0是_____。
(A)00;(B)01;(C)10;(D)11;(E)没有该存储单元。
答案:
A
解释:
本题考核存储器内部的实现。
根据2-4地址译码器的应用,当地址线和数据线间连接有二极管时,则存储的是1,否则,存储的是0。
存储单元内容为100101时,对应的地址编码为W0,所以为A选项00。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
11、下图是一个存储器的简单模型-与或阵列图。
请回答下列问题。
(1)围绕该存储器模型,请写出由A1、A0产生W3、W2、W1、W0的逻辑表达式,书写正确的是_____。
(A)W00=(NOTA1)OR(NOTA0);
(B)W01=(NOTA1)ANDA0;
(C)W10=A1OR(NOTA0);
(D)W11=A1AND(NOTA0)。
答案:
B
解释:
本题考核存储矩阵的逻辑控制关系。
同一地址线上各连接点之间是“与”关系。
所以B选项正确。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
(2)围绕该存储器模型,请写出由W3、W2、W1、W0产生D4、D3、D2、D1、D0的逻辑表达式,书写不正确的是_____。
(A)D4=W00ORW01ORW11;
(B)D3=W10ORW11;
(C)D2=W01ORW10;
(D)D1=W00ORW01ORW11;
(E)D0=W00ORW10;
答案:
D
解释:
本题考核存储矩阵的逻辑控制关系。
同一条数据线上各连接点之间是“或”关系。
所以应为D1=W00ORW10ORW11。
D选项错误。
具体内容请参考第四章视频之“自动存取:
存储器的工作原理”以及第四章课件。
12、已知一个存储器芯片M的4位二进制地址编码为A3A2A1A0,其8条数据线为D7D6D5D4D3D2D1D0,回答下列问题。
(1)下列说法正确的是_____。
(A)该存储器共有28即256个存储单元;
(B)该存储器共有24即16个存储单元;
(C)该存储器存储单元的位数,即字长为4位;
(D)该存储器的存储容量为248字节。
答案:
B
解释:
本题的考查点是:
存储器存储数据的方式,以及字节的概念。
地址编码相当于“房间”的钥匙,,一个地址编码对应一个“房间”,即一个存储单元。
四位的地址编码就对应了24=16个存储单元,故B正确,A不正确。
数据线相当于“房间”内的床位。
8条数据线就对应了8个“床位”,即字长为8位,故C不正确。
16个房间,每个房间8个床位,一共可以存储16*8位的数据。
8位数据为一个字节,故一共可以存储16*8/8=16个字节的数据。
故D不正确。
具体内容请参考第四章视频“3.自动存储,存储器的工作原理”以及第四章课件。
(2)如果需要构造256个存储单元且每个存储单元的字长为16位的存储器,问下列说法正确的是_____。
(A)总计需要M芯片16个;
(B)总计需要M芯片8个;
(C)总计需要M芯片32个;
(D)总计需要M芯片64个。
答案:
C
解释:
本题的考查点是:
存储器存储数据的方式。
一个M芯片可以存储24*8=128位的数据。
想要构造的存取器一共可以存储256*16位数据。
所以一共需要256*16/128=32个M芯片。
所以C正确。
具体内容请参考第四章视频“3.自动存储,存储器的工作原理”以及第四章课件。
(*3)如果需要构造64个存储单元且每个存储单元的字长为16位的存储器,该存储器的6位二进制地址编码线为B5B4B3B2B1B0,16条数据线为E15~E0,问下列说法正确的是_____。
(A)总计需要M芯片8个;将B3B2B1B0分别连接到8个M芯片的A3A2A1A0上;将B5B4用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每一条控制两个M芯片;将8个芯片任意分成两组,将E15~E8和E7~E0分别连接到这2个组中的每个芯片的D7~D0上。
(B)总计需要M芯片16个,分成8组,每组两个;将B3B2B1B0分别连接到16个M芯片的A3A2A1A0上;将B5B4B3用一个3-8译码器进行译码形成8条控制线,每一条控制一组中的两个M芯片;将E15~E8分别连接到这8个组中的第一个芯片的D7~D0上,而将E7~E0分别连接到这8个组中的另一个芯片的D7~D0上。
(C)总计需要M芯片8个,分成4组,每组两个;将B3B2B1B0分别连接到8个M芯片的A3A2A1A0上;将B5B4用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每一条控制一组中的两个M芯片;将E15~E8分别连接到这4个组中的第一个芯片的D7~D0上,而将E7~E0分别连接到这4个组中的另一个芯片的D7~D0上。
(D)总计需要M芯片8个,分成2组,每组4个;将B3B2B1B0分别连接到8个M芯片的A3A2A1A0上;将B5B4用一个2-4译码器进行译码形成4条控制线,每2条控制线控制一组M芯片;将E15~E8分别连接到第一组每个芯片的D7~D0上,而将E7~E0分别连接到第2组每个芯片的D7~D0上。
答案:
C
解释:
本题的考查点是:
存储器存储数据的方式。
64个存储单元且每个存储单元的字长为16位的存储器一共可以存储64*16位的数据,一个M芯片可以存储128位数据,故需要64*16/128=8个M芯片。
B不正确。
M的字长为8位,想要构成16位的字长,则必须两个M芯片为一组,一共分为四组。
故D不正确。
一个M芯片有24=16个存储单元,相当于4位地址编码,对应B3B2B1B0。
剩下的B5B4组成译码器,可以组成2*2=4条控制线,每一条控制线控制了24个地址编码。
4条控制线就控制了4*24=64个地址编码,即形成了64个存储单元。
满足了题目的要求。
故C正确,A不正确。
具体内容请参考第四章视频“3.自动存储,存储器的工作原理”以及第四章课件。
13、已知某机器的指令集合及指令格式如下表示意。
机器指令
对应的功能
操作码
地址码
取数
将号存储单元的数,取出送到运算器的寄存器A中;是任何一个十位的存储单元的地址;
000001
0000000100
存数
将运算器的寄存器A中的数,保存到号存储单元中;是任何一个十位的存储单元的地址;
000010
0000010000
加法
将运算器中寄存器A的数,加上号存储单元的数,结果保留在运算器的寄存器A中;
000011
0000001010
乘法
将运算器中寄存器A的数,乘以号存储单元的数,结果保留在运算器的寄存器A中。
000100
0000001001
打印
打印指令
000101
0000001100
停机
停机指令
000110
0000000000
已经编制好并存储在存储器中的一段程序如下表示意,请阅读这段程序,并回答下述问题。
对应的十进制地址
存储单元的地址
存储单元的内容
操作码
地址码
0
0000000000000000
000001
0000001000
1
0000000000000001
000100
0000001001
2
0000000000000010
000011
0000001010
3
0000000000000011
000100
0000001000
4
0000000000000100
000011
0000001011
5
0000000000000101
000010
0000001100
6
0000000000000110
000101
0000001100
7
0000000000000111
000110
8
0000000000001000
0000000000000111
9
0000000000001001
0000000000000010
10
0000000000001010
0000000000000110
11
0000000000001011
0000000000000011
12
0000000000001100
(1)关于存储器存放的内容,下列说法正确的是_____。
(A)3号存储单元存放的是数据,而8号存储单元存放的是指令;
(B)3号存储单元存放的是数据,而8号存储单元存放的是数据;
(C)3号存储单元存放的是指令,而8号存储单元存放的是数据;
(D)3号存储单元存放的是指令,而8号存储单元存放的是指令。
答案:
C
解释:
本题的考查点是:
机器指令的格式。
3号单元存储的内容为0001000000001000,其中前6位为000100,为操作码,表示乘法指令,因此三号存储单元存储的是指令。
而三号存储单元中存储的地址码为000001000,换成十进制为8,指向8号存储单元。
查阅乘法指令的功能,发现3号存储单元里的乘法指令是将运算器中寄存器A的数,乘以8号存储单元的数,结果保留在运算器的寄存器A中。
。
由此可知,8号存储单元存储的是数据。
另外,单看8号存储单元的内容,发现没有操作码,由此也可以判断其为数据。
故C正确。
具体内容请参考第四章视频以及第四章课件。
(2)存储器1号存储单元中存放的指令功能是_____。
(A)将运算器中寄存器A的数,加上9号存储单元的数2,结果保留在运算器的寄存器A中;
(B)将运算器中寄存器A的数,乘以9号存储单元的数7,结果保留在运算器的寄存器A中;
(C)将运算器中寄存器A的数,乘以10号存储单元的数6,结果保留在运算器的寄存器A中;
(D)将运算器中寄存器A的数,乘以9号存储单元的数2,结果保留在运算器的寄存器A中。
答案:
D
解释:
本题的考查点是:
机器指令的格式。
1号单元存储的内容为:
000100000
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 章冯诺依曼 计算机 机器 程序 及其 执行 练习题 答案 解析