广播电视大学《计算机组成形成性考核册》形考作业答案

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1、计算机组成原理 A形考作业一(参考答案)、选择题:1.机器数 中,零的表示形式是唯一的。A.原码B.补码C.移码D.反码答案：B, C2 .某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，则可表示的最大正小数为2最小负小数为A 十。2*B 十2$-1),C 再一D Y2J) ,-(1-2叱CD答案：C3 .加法器采用并行进位的目的是，A.提高加法器的速度B.快速传递进位信号C.优化加法器结构D.增强加法器功能答案：B4 .组成一个运算器需要多个部件，但下面所列 不是组成运算器的部件。A.状态寄存器B.数据总线C. ALUD,地址寄存器答案：D二、判断题：判断下列说法是否

2、正确，并说明理由。1 . ASCII编码是一种汉字字符编码；X答：ASCII编码是西文字符集，共能表示128个字符。2 . 一般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算；X答：补码表示适合于进行加减法运算，对符号位与数值位同等处理，只要结果不超出 机器所能表示的范围， 将直接得到正确的运算结果，并且可以用实现加法运算的电路完成减法运算。3 .在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高；X答：在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值越大；尾数的位数越多，能 表达的数值精度越高。4 .只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。X答：不仅定点数运算可能溢出

3、，浮点数运算也会产生溢出。三、简答题：1 .简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。答：奇偶校验码是一种最简单的数据校验码，可以检测出一位错误（或奇数个位错误），但不能确定出错的位置， 也不能检测出偶数个位出错。 通常是在有效的数据位之外再增加一 个二进制位，称为校验位，通过异或门线路判断数据位中取值为1的位数是奇数和偶数，来决定校验位的值为1或0,使新得到的码字中取值为 1的位数凑成为奇数或偶数， 这项操 作被称为编码过程，凑成奇数的方案称为奇校验，凑成偶数的方案称为偶校验。海明校验码原理：海明码是对多个数据位使用多个校验位的一种检错纠错编码方案。是在k个数据位之外加上 r个校验位，从而形成一

4、个 k+r位的新的码字，使新的码字的码距 比较均匀地拉大。把数据的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中，当某一位出现错误，就会引起相关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发现错误， 还可以指出哪一位出错，并能恢复该出错位的正确值 。2 .简述教材中给出的 MIPS计算机的运算器部件的功能和组成。答：MIPS计算机是上个世纪八十年代中期推出的典型RISC结构、非常成功的系统，国内外许多教材都把 MIPS的指令系统和实现技术选为教学内容。下图是MIPS计算机的运算器部件的内部组成。由图可见，它主要包括两个重要部分，一个是由128个寄存器组成的寄存器堆，另一个是执行数据运算的ALU。这个运

5、算器被用于多周期CPU系统（对不同类型的指令选用不同的周期数）时， ALU既用于计算数据，又 用于计算数据和指令在存储器中的地址，故还需要向ALU提供计算指令地址的相关信息。ALU-una*或.身盘等寄存器堆REGs由4组各32个寄存器组成，有 3个控制端口 （5位）提供寄存器编号,其中的2个（rs、rt）用于读，读出的数据将保存到寄存器A和B。1个（rd）用于写，写入DI 引脚提供，可以是寄存器 C 或从内存读出的内容，寄存器 B 的内容可以写到内存。算逻运算单元 ALU 能完成加、减、与、或、异或等运算，用 ALU-func 信号选择，一路运算数据包括寄存器A 和程序计数器 PC 2 个来

6、源， 用 A-sel 选择， 另一路包括寄存器B 、常数 4 、 两个立即数 Immed-1 和 Immed-2 （两个立即数来自指令寄存器IR 并经过扩展得到） 4 个来源，用 B-sel 选择，产生运算结果R （送到 PC） 或保存到结果寄存器C ，还产生结果为 0 的标志位信息Z 。 ALU 完成数据运算，数据、指令在内存中的地址计算这三种操作。3浮点运算器由哪几部分组成？答： 浮点运算器总是由处理价码和处理尾数的这样两部分逻辑线路组成。 例如： 以 Intel 80827 浮点协处理器为例， 80827 内部有 处理浮点数指数部分的部件和处理尾数部分的部 件，还有加速移位操作的移位寄存

7、器线路以及寄存器堆栈等组成。4假定X = 0.0110011*211 ， Y = 0.1101101*2-10 （此处的数均为二进制） ，在不使用隐藏位的情况下，回答下列问题：（ 1 ）浮点数阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示（含符号位） ，写出该浮点数能表 示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；（ 2 ）写出X 、 Y 的浮点数表示。（ 3 ）计算X+Y（ 1 ）答：阶码用 4 位移码表示、尾数用 8 位原码表示：绝对值最大： 11110 1111111阶码 尾数符号位尾数111111111111绝对值最小： 10000 10000001000110000002 ）答：写出X 、

8、 Y 的浮点数表示。凶浮= 10110 0110011Y浮=01100 11011013 ）答：计算X+YA :求阶差：| 任|二|1011-0110|=0101B:对阶：Y 变为 1 011 0 00000 1101101C :尾数相加：00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101D ：规格化：左规：尾数为 0 1101100 1101 ，阶码为 1010F:舍入处理：采用 0舍1入法处理，则有 00 1101100+1=00 1101101E:不溢出所以， X+Y 最终浮点数格式的结果： 1010 0 1101101 ，即 0.11

9、01101*2 10四、计算题：1 将十六进制数据14.4CH 表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。解： 14.4CH=(10100.01001100)2=(24.23) 8=(20.296875) 102 对下列十进制数表示成8 位(含一位符号位)二进制数原码和补码编码。( 1 ) 17 ；( 2 ) -17 ；解：(1 ) x=17=(10001)2； 则 凶原=0 0010001 ,凶补=0 0010001(2) x=-17=(-10001)2;贝U 凶原=1 0010001 , X补=1 11011113 .已知下列各x原，分别求它们的 冈反和x补。(1)凶原=0.10100

10、 ; (2)冈原=1.00111 ; (3) x原=010100 ; (4)x原=110100 ;解：(1)已知 凶原=0.10100 ;则 凶反=0 10100 ,凶补=0 10100(2)已知X原=1.00111 ;则X反=1 11000 , X补=1 11001(3)已知X原=010100 ;则X反=0 10100 , X补=0 10100(4)已知X原=110100 ;则X反=1 01011 , X补=1 011004 .写出X= 10111101 , Y=- 00101011的双符号位原码、反码、补码表示，并用双符号 补码计算两个数的差。解：X原=00 10111101,X反=00

11、10111101,X补=00 10111101Y原=11 00101011,Y反=11 11010100,Y补=11 11010101X -Y 补=X补+-Y补=00 1011 1101+00 0010 1011= 00 1110 1000注意：补码、移码表示中零是唯一的。计算机组成原理A 形成性考核作业二（参考答案 ）、选择题:1 计算机硬件能直接识别和运行的只能是程序。A 机器语言B 汇编语言 C 高级语言D VHDL答： A2 指令中用到的数据可以来自 （可多选） 。A.通用寄存器 B.微程序存储器C.输入输出接口D.指令寄存器E. 内存单元F. 磁盘答： A 、 C 、 E3 汇编语言

12、要经过的翻译才能在计算机中执行。A.编译程序 B.数据库管理程序C.汇编程序D.文字处理程序答： C4 在设计指令操作码时要做到 （可多选） 。A.能区别一套指令系统中的所有指令B.能表明操作数的地址C.长度随意确定D 长度适当规范统一答： A、 B 、 D5 控制器的功能是。A 向计算机各部件提供控制信号B 执行语言翻译C.支持汇编程序D.完成数据运算答： A6 从资源利用率和性能价格比考虑， 指令流水线方案， 多指令周期方案，单指令周期方案。A.最好 B.次之 C.最不可取D.都差不多答： A、 B 、 C二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由 。1 .变址寻址需要在指令中提供一个寄

13、存器编号和一个数值。V答 : 对的。变址寻址就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加， 从而得到一个操作数的有效地址。 变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元。2 .计算机的指令越多，功能越强越好。 X答 :错的。并不一定，CISC 比 RISC 指令更多，功能更强大，但并不比 RISC 好3 .程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。V4 微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。答 : 错的。正好相反.三、简答题：1 一条指令通常由哪两个部分组成？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？答：一条指令通常由操

14、作码和操作数两个部分组成。指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式。定长操作码的组织方式应用在当前多数的计算机中； 变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。定长操作码的组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度有利。变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中， 既能表示出比较多的指令条数， 又能 尽量满足给出相应的操作数地址的要求。2 如何在指令中表示操作数的地址？通常使用哪些基本寻址方式？答：是通过寻址方式来表示操作数的地址。通常使用的基本寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。3 为读写

15、输入/ 输出设备，通常有哪几种常用的寻址方式用以指定被读写设备？答： 为了便于 CPU 对外部设备的快速识别和选择， 即为读写输入 / 输出设备， 必须对接口中所有可访问的寄存器（ I/O 端口）进行编址。通常有两种常用的编址方式用以指定被读写设备，一是I/O 端口与主存储器统一的编制方式，另一种是I/O 端口与主存储器彼此独立的编制方式。4简述计算机中控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和硬连线的控制器在组成和运行原理方面有何相同和不同之处？答：控制器主要由下面4 个部分组成：4 1 ）程序计数器（ PC ） ，是用于提供指令在内存中的地址的部件，服务于读取指令，能执行内容增量和接收新的指令地址，用于给出下一条将要执行的指令的地址。5 2 ）指令寄存器（IR ） ，是用于接收并保存从内存储器读出来的指令内容的部件，在执行本条指令的整个过程中，为系统运行提供指令本身的主要信息。6 3 ） 指