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1、第一章计算机系统概述一.填空题 1. 冯.诺伊曼机的设计思想是_ 。2. 在计算机术语中,将 ALU 控制器和_存储器合在一起称为_ 。3. 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级,即微程序设计级(或逻辑电路级) 、一般 机器级、操作系统级、_级、_级。4. 计算机的软件通常分为_和_两大类。5. 计算机系统中的存储器分为内存和_ 。在 CPU 执行程序时必须将指令放存在 _中。6. 用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件_,负责将高级语言 的 源程序翻译成目标程序的软件称为_ 。7. 计算机存储器的最小单位为_。1K 容量的存储器能够存储_个这样的 基本单位。8. 将计算机中一部
2、分软件永恒地存在只读存储器中称为_ 。9. 完整的计算机系统应包括_和_ 。10. 汇编语言是一种面向机器的语言,对_依赖性强,用汇编语言编制的程序的执 行 速度比高级语言_。11. 计算机的硬件包括运算器、控制器,存储器、_ 和_ 五部分12. 计算机硬件的技术指标主要包括_ 、存储容量和_ 。13. 输入输出设备和辅助存储器统称为_。14. 常用的辅助存储设备包有_和_等。15. 计算机能够唯一执行的语言是_ 。解答: 1.2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.二.综合应用题 解答: 三.设计分析 解答: 第二章运算方法和运算器一.填
3、空题 1. 已知x补0100110,则x原_,真值_ _。2. A 的 ASCII 码为 41H,如果用偶校验码校验,最高位为校验位,则编码为_ 。3. 在变形补码进行加减法运算时,若运算结果中两个符号位_,表示发生了溢出。 若结果的两个符号位为 _表示发生了正溢出。4. 已知X补11011010,其中最高位为符号位,则2X补_ _, (1/2)X补_ 。5. 在单符号位进行加减法运算时,若_,表示发生了溢出。6. 数的真值变成机器码可采用原码表示法,反码表示法,_表示法,_表示 法。7. 机器字长为 32 位,定点表示时,数符 1 位,尾数 31 位。则:定点整数表示时,最大正数值= _,
4、最小负数值= _ 。8. 若浮点数的 IEEE754 标准存储格式为(41360000)16,其浮点数的十进制数 值为_。9. (20.59375)10的 IEEE754 标准 32 位浮点数的十六进制存储格式为_ _ 。10. (5/32)10的 IEEE754 标准 32 位浮点数的十六进制存储格式为_ 。11. (4120)10的 IEEE754 标准 32 位浮点数的十六进制存储格式为_ _。12. 将十六进制的 IEEE754 单精度浮点数存储格式 42E48000 转换成十进制数,其十进制数 值 为_ 。13. 假设由 S,E,M 三个域组成的一个 32 位二进制字所表示的非规格化
5、浮点数,真值表示为:(1)s(1.M)2E128它所表示的最大正数为_ 、最小正数为_。14. 假设由 S,E,M 三个域组成的一个 32 位二进制字所表示的非规格化浮点数,真值表示为:(1)s(1.M)2E128它所表示的最大负数为_ 、 最小负数为是多少_。15. 设某机字长为 8 位(含一位符号位),若x补11001001,则 x 所表示的十进 制数的真值为_,(1/4)x 补_ 。16. 带符号位的编码方式中,零的表示唯一的有_码和_ 码。17. 机器数为补码表示,字长 16 位(含一位符号位),用十六进制写出对应整数定点机的最 大 整数补码是_,最小负数补码是_ 。18. 在整数定点
6、机中,采用 1 为符号位,若寄存器的内容为 10000000。当它表示为原码是, 其 对应的真值为_;当它表示为补码时,其对应的真值为_。(答案均用十进 制 表示)19. 一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须_。尾数右移一位,阶 码_ 。20. 机器数字长为 8 位(含 1 位符号位),当 x127(十进制)时,x补_ _, x移_ 。21. 机器数字长为 8 位(含 1 位符号位),若机器数为 81H,当它表示原码时,等价的十进制 整数 为_,当它表示为补码时等价的十进制整数为_。22. 设机器代码为 FCH,机器数为补码形式(1 位符号位),则对应的十进制真值为_ (真值用十
7、进制表示),其原码形式为_(原码用十六进制表示)。23. 设 x25/32 ,则x补_ , (1/2)x补_ _ 。24. 设 x25/32 ,则x补_, (1/4)x补_ _ 。25. 一个具有二级先行进位的 32 位 ALU 电路需要_片 74181 芯片和_片 74182 芯 片。26. 原码的符号位为 1,该数为负数。若补码的符号位为 1,则该数为_;若移码的 符号 位为 1,则该数为 _ 。27. 若x补1.0000000,则 x_,若x补100000 00,则 x_ 。28. 原码的移位规则是符号位不变,数值部分左移或右移,移出的空位填“0” 。 补码的移位规则是补码的左移时符号位
8、不变,数值部分左移,最低位移出的空位填 _;补码右移时符号位不变,数值部分右移,最高位移出的空位填_ 。29. 补码的数值部分不变,符号取反,即得_码,补码包括符号位在内各位取反末 位 加 1 得_。30. 011,110,求和 移_ 。解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.二.综合应用题 1. 已知 x=0.10011101,y=0.1110,用不恢复余数阵列除法器计算 xy。2. 设某机字长为 8 位,
9、给定十进制数:x49,y74。试按补码运算规则计算下列各 题 ,并判断溢出情况。(1)x补y补 (2)x补(1/ 2)x补3. 设 x=15,y=13,输入数据用补码表示,用带求补器的补码阵列乘法器求出乘积xy= ?并用十进制数乘法验证。4. 已知 x0.10011101, y0.1110,用不恢复余数法求 xy(计算出商和余数) 。5. 设 x15,y13,用带求补器的原码阵列乘法器求出两数的乘积xy?。并用十进制数乘法验证。6. 已知 x+0.10101, y+0.11110,请用加减交替法求 xy(计算出商和余数,商值计算 到小数点后面 5 位) 。7. 设20100.11011011,
10、2100(0.10101100),利用 浮点数运算器的运算方法计算 。 (提示:浮点运算器的运算步骤为 0 操作数的检查、比较阶码大小并完成对 阶 、尾数进行加或减运算、结果规格化并进行舍入处理。 )8. 已知 x0.10110, y0.111,请用不恢复余数法计算xy补(计算出商和 余数,商值计算到小数点后面 3 位) 。9. 知 x0.01111,y0.11001,计算 x+y,要写出详细过程步骤,如果有溢出,要进 行 溢出检测。10. 已知 x=0.01111,y=0.11001,求: x补,x补,y补,y补; x y,xy,判断加减运算是否溢出。11. 设有两个十进制数:x0.8752
11、1,y0.62522。 (1)将 x 和 y 的尾数转化为二进制补码形式; (2)设阶码 2 位,阶符 1 位,数符 1 位,尾数 3 位。通过补码运算规则求出 zxy 的 二进制 浮点规格化结果。12. 有两个浮点数 N1=2j1S1,N2=2j2 S2,其中阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示(含 1 位符号位) 。设 j1=(11)2 ,S1=(+0.0110011)2,j2=(-10)2,S2=(+0.1101101)2,求 N1+N2,写出运算步骤及结果。13. 设两个浮点数 N1=2j1S1,N2=2j2 S2,其中阶码 3 位(移码) ,尾数 4 位,数符 1 位。设: j
12、1=(10)2,S1=(+0.1001)2 j2=(10)2,S2=(+0.1011)2求:N1N2,写出运算步骤及结果,积的尾数占 4 位,按原 码阵列乘法器计算步骤求尾数之积。14. 已知二进制数 x0.10110,y0.10011,设计算机字长为 8 位(其中 1 位符号位),试 用 双符号位的补码定点小数计算求 xy,xy 的值,并判断是否溢出。15. 已知 x0.1011,y0.1010,用原码一位乘法求 xy 的值,要求写出计算机中的运算 步 骤。解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.三.设计分析 1. 设计一个
13、无符号位的二位二进制乘法器。可以任意选择若干一位二进制全加器和各种基 本逻辑门电路。2. 有若干 74181 和 74182 器件,可以任意选择以上两种器件设计以下两种方案的 32 位 ALU(只 需画出进位之间的联系),并比较两种方案的速度及集成电路片数。 (1)采用单重分组(组内并行进位,组间串行进位)进位结构; (2)采用双重分组(二级先行进位)进位结构。解答:1. 2.第三章内部存储器一.填空题 1. 一个 4 路组相联 Cache 由 64 个行组成;主存储器包含 4K 个块,每块 128 个字。存储系 统按字 寻址。则内存地址需要 ( )位二进制数来表示、其中标记位有( ) 位。2. 在全相联映射方式中,主存的某一块可以拷贝到 Cache 中的( ) ,Cache 的 命 中率( ) 。3. 存储器和 CPU 连接时,要完成地址总线的连接;( )总线的连接和( ) 控制的连接,方能正常工作。4. 主存储器容量通常以 KB 表示,其中 K=_;硬盘容