计算机组成原理练习题答案

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1、计算机组成原理复习题答案- 1 -一、选择题1、 完整的计算机系统应包括 运算器、存储器、控制器。一个完整的计算系统应该是:硬件系统和软件系统,硬件系统应该包括运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备,软件系统包括系统软件和应用软件.而你给的答案中 B 和 D 是可以排除的,也就是不能选,A 和 C 两个中 A 的可能性最大,答案只能选 A.3、 冯. 诺依曼计算机工作方式的基本特点是 按地址访问并顺序执行指令。4、 移码 表示法主要用于表示浮点数中的阶码。5、 动态 RAM 的刷新是以 行 为单位的。8、 在定点运算器中产生溢出的原因是 运算的结果的超出了机器的表示范围。10、 在指令的地

2、址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为 立即寻址。11、 目前的计算机，从原理上讲 指令和数据都以二进制形式存放。13、 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 冯 . 诺依曼。16、 在 CPU 中，跟踪后继指令地址的寄存器是 程序计数器。20、系统总线中地址总线的作用是 用于选择指定的存储单元或外设。 21、 计算机中的主机包含 运算器、控制器、存储器。23、 原码一位乘运算，乘积的符号位由两个操作数的符号进行 异或运算。24、 对于真值“0”表示形式唯一的机器数是 移码和补码 。25、 若X补=0.0100110，则X反

3、= 0.0100110。-x 为正数26、在 CPU 中，存放当前执行指令的寄存器是 指令寄存器。保存当前正在执行的指令的寄存器称为（指令寄存器） 。指示当前正在执行的指令地址的寄存器称为（程序计数器或指令计数器） 。27、 下列编码中通常用作字符编码的是 ASCII 码。ASCIIASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准 ISO/IEC 646。28、 在下列存储器中，半导体存储

4、器 可以作为主存储器。 30、在 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是 PC。 31、 EPROM 是指 光擦除可编程的只读存储器。计算机组成原理复习题答案- 2 -EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦除可编程 ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了 PROM 芯片只能写入一次的弊端。EPROM 芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM 擦除器。 EPROM 内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯

5、片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12 24V，随不同的芯片型号而定） 。EPROM 的型号是以 27 开头的，如 27C020(8*256K)是一片 2M Bits 容量的 EPROM 芯片。EPROM 芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 EPROM 芯片在空白状态时（用紫外光线擦除后） ，内部的每一个存储单元的数据都为1（高电平） 。33、CPU 主要包括 控制器、运算器（不含主存） 。36、存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于 存放程序和数据。37、在计算机中，普遍采用的字符编码是 ASC码。39、设变址寄存器为 X，

6、形式地址为 D， （X）表示寄存器 X 的内容，这种寻址方式的有效地址为 EA=(X)+D。41、微程序存放在 控制存储器。CPU 内部有一个控制存储器,里面存放着各种程序指令对应的微程序段.当 CPU 执行一句程序指令里,会从控制存储器里取一段与该程序指令对应的微程序解释执行,从而完成该程序语句的功能.45、存储单元是指 存放一个机器字的所有存储元。46、下列有关运算器的描述中，既做算术运算，又做逻辑运算 是正确的。指令周期指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。CPU 从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。 指令不同，

7、所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。 从指令的执行速度看，单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期，三字节指令都是双机器周期，只有乘、除指令占用 4 个机器周期。 计算机组成原理复习题答案- 3 -因 此 在 进 行 编 程 时 ， 在 完 成 相 同 工 作 的 情 况 下 ， 选 用 占 用 机 器 周 期 少 的 命 令 会 提 高程 序 的 执 行 速 率 ， 尤 其 是 在 编 写 大 型 程 序 程 序

8、 的 时 候 ， 其 效 果 更 加 明 显 ！47、 寄存器间接寻址方式中，操作数处在 主存单元。50、指令周期是指 CPU 从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间55、 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过 补码运算的二进制加法器 来实现。 举例说明：减法 5-3 相当于加法 5+（-3）被加数 5 的二进制代码为 0000 0101加数-3 的二进制代码为 1000 0011-3 的二进制反码为 1111 1100-3 的二进制补码为 1111 1101即 5-3 相当于 5+（-3）=0000 0101+1111 1101=0000 0010=2其中最高位为 0 表示正数 最高数为

9、 1 表示负数，正数的补码为其本身，负数的补码为取反加 1由此可见 减法相当于补码运算的二进制加法器57、 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 隐含寻址方式。58、 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为 寄存器直接 寻址。59、 运算器虽有许多部件组成，但核心部分是 算术逻辑运算单元。71、 采用 DMA 方式传送数据时，每传送一个数据就要占用 CPU 一个存储周期 的时间。73、 中断响应时，保存 PC 并更新 PC 的内容，主要是为了 能进入中断处理程字并能正确返回原程序。79、在计算机硬件系统中，在指令的操作数字段中所表示的内存地址被称为

10、 形式地址 。81、 Cache 是 为提高存储系统的速度。82、计算机中，执行部件根据控制部件的命令所作的不可再分的操作称为 微命令。83、对组合逻辑的控制器，指令不同的执行步骤是用 节拍发生器 给出的85、 指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现 程序的条件转移或无条件转移。95、 PROM 是指 可编程的只读存储器。计算机组成原理复习题答案- 4 -二、填空题2、DMA 方式中，周期窃取是指窃取一个 存储周期。 3、计算机系统总线根据传送的信息不同，可分为 地址总线，控制总线，数据总线。5、指令格式通常由 操作码 字段和 地址码 字段组成。6、动态半导体存储器的刷

11、新一般有 集中刷新、分散刷新、异步刷新 三种方式，之所以要刷新是因为 动态存储器依靠电容电荷存储信息，时间一长，电荷可能泄放。10、主存和 Cache 的地址映射方法有很多，常用的有 全相联映射、直接相联映射 和 组相联映射 三种，其中灵活性最强的是 全相联映射，成本最高的是 全相联映射。12、Cache 中数据块常用的替换算法有 先进先出（FIFO）和 最近最少使用（LRU ） 两种。13、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为 集中式 仲裁和 分布式 仲裁。14、寄存器直接寻址操作数在 寄存器 中；寄存器间接寻址操作数在 主存 中。17、RISC 的中文含义是 精简指令集计算机 ，CISC 的

12、中文含义是 复杂指令系统计算机。RISC（ reduced instruction set computer，精简指令集计算机）CISC（ Complex Instruction Set Computer，复杂指令系统计算机）18、计算机软件一般分为两大类：一类叫 系统软件，另一类叫 应用软件，操作系统属于 系统软件 类。19、目前主流的 CPU 包括 运算器、控制器 和 Cache.20、主存储器容量通常以 KB 表示，其中 K= 2 的 10 次方 ；硬盘容量通常以 GB 表示，其中 G= 2 的 30 次方 。21、存储器和 CPU 连接时，要完成 地址线 的连接；数据线 的连接和 控制

13、线 的连接，方能正常工作。23、常见的集中式总线控制方式有 链式查询、计数器定时查询 和 独立请求 三种，其中 链式查询 对电路故障最敏感。 25、存储器的技术指标有 存储容量 和 存取时间。27、一个定点数由 符号位 和 数值域 两部分组成。29、运算器的两个主要功能是：算术运算，逻辑运算。30、完整的计算机系统包括 硬件，软件 ；在计算机中用二进制的理由是 便于实现。31、直接内存访问（DMA）方式中，DMA 控制器从 CPU 完全接管对 总线 的控制，数据计算机组成原理复习题答案- 5 -交换不经过 CPU,而直接在内存和 I/O 设备 之间进行。32、外围设备主要可以分为 输入设备 和

14、 输出设备 。外围设备计算机系统中除主机外的其他设备。包括输入和输出设备、外存储器、模数转换器、数模转换器、外围处理机等。是计算机与外界进行通信的工具。 例如打印机、磁盘驱动器或键盘。33、CPU 能直接访问 cache 和 主存 ，但不能直接访问磁盘和光盘。35、为了解决多个 主设备 同时竞争总线 控制权，必须具有 总线仲裁部件 部件。 36、在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为 总线 。就其所传送信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括数据、地址 、控制 信息。37、指令操作码字段表征指令的 操作特性与功能 ，而地址码字段指示 参与操作的操作数的地址。38、CPU 中，

15、保存当前正在执行的指令的寄存器为 指令寄存器 IR，保存当前正在执行的指令的地址的寄存器为 程序计数器 PC，保存 CPU 访存地址的寄存器为 内存地址寄存器MAR。39、DMA 技术的出现使得 外围设备 可以通过 DMA 控制器 直接访问 内存；与此同时，CPU 可以继续执行其它任务。40、一个浮点数由 尾数 和 阶码 两部分组成。三、问答题3、CPU 中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能（至少 5 个） 。 3. 解：(1)指令寄存器（IR ）：用来保存当前正在执行的一条指令。(2)程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。(3)地址寄存器（AR）：用来保存当前 CPU 所访问的内

16、存单元的地址。(4)缓冲寄存器（DR）：作为 CPU 和内存、外部设备之间信息传送的中转站。补偿 CPU 和内存、外围设备之间在操作速度上的差别在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为 操作数寄存器。计算机组成原理复习题答案- 6 -(5)通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为 ALU 提供一个工作区。(6)状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条 件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息， 以便使 CPU 和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。5、在寄存器寄存器型，寄存器存储器型和存储器存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？5. 寄存器-寄存器型执行速度最快 ,存储器- 存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。7、说明计算机存储系统的层次结构。 8、中断处理过程包括哪些操作步骤？