计算机硬件技术基础网上作业及答案

第一章 概述

1．下列叙述错误的是（ ） A．目前大多数计算机结构仍属冯· 诺依曼结构 B．计算机的工作原理基于“程序存储和控制”

C．计算机的速度取决于CPU的主频，主频高的CPU速度快 D．计算机系统包括硬件、软件两部分

2．用于科学计算的计算机，标志系统性能的主要参数是（ ） A．时钟频率 B．主存容量 C．MFLOPS D．MIPS 3．第一台电子计算机ENIAC所用的主要元件是_______。 A．集成电路 B．晶体管 C．电子管 D．都不是 4．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 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．CPU主要包括（ ）

A．控制器 B．控制器、 运算器、Cache C．运算器和主存 D．控制器、ALU和主存 7. 系统总线中地址线的功能是（ ）

A. 用于选择主存单元地址 B. 用于选择进行信息传输的设备 C.用于选择外存地址 D.用于指定主存和I/O设备接口电路的地址 8．冯· 诺依曼机工作方式的基本特点是（ ）

A．多指令流单数据流 B．按地址访问并顺序执行指令 C．堆栈操作 D．存储器按内容选择地址 9． 完整的计算机系统应包括_______。

A．程序和数据 B．整机和电源 C．主机和外设 D．硬件和软件

10．计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构上来看，至今绝大多数计算机仍属于______型计算机。

A．实时处理 B．智能化 C．并行 D．冯.诺依曼 11．所谓n位的CPU，n是指_______。

A．地址总线位数 B．数据总线位数 C．控制总线位数 D．I/O位数

12．第一台电子计算机ENIAC所用的主要元件是_______。 A．集成电路 B．晶体管 C．电子管 D．都不是 13．计算机硬件能直接执行的只有______。

A．符号语言B．机器语言C．汇编语言 D．机器语言和汇编语言 14. 简述冯·诺依曼计算机的基本特点。

15. 什么是指令流？什么是数据流？在计算机中CPU是如何区别指令和数据的?

第三章作业（运算方法和运算器） 一、选择题

1. 算术/逻辑运算单元74181可完成_______。

A.16种算术运算功能 B．16种逻辑运算功能

C.16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D．4位乘法运算功能 2. 四片74181和一片74182相配合，具有（）传递功能。

A．行波进位 B．组内行波进位，组间先行进位 C．组内先行进位，组间先行进位 D．组内先行进位，组间行波进位 3.下列_______属于有权码。

A．8421码 B．余3码 C．ASCⅡ码 D．没有

4.在定点二进制运算中，减法运算一般通过_______来实现。

A．原码运算的二进制减法器 B．补码运算的二进制减法器 C．补码运算的十进制加法器 D．补码运算的二进制加法器

5．假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是_____。

A．11001011 B．11010110 C．11000001 D．11001001

6.用一位奇偶校验位，能检测出一位存储器错的百分比为（ ）

A．0% B．25% C．50% D．100%

7．负数（补码表示）规格化浮点数尾数M的表示范围为_______。 A．-1

A．原码 B．补码 C．反码 D．移码 9．下列等式中，不成立的等式是（ ）

A．[－0]补=[＋0]补 B．[＋0]原=[＋0]补 C．[＋0]原=[＋0]反 D．[－0]原=[－0]补

10. 若X为大于-0.5的负小数，[X]补=1．X1X2X3，则（ ）

A．X1必须为1，X2X3至少有一个为1 B．X1必须为1，X2X3任意

C．X1必须为0，X2X3至少有一个为1 D．X1必须为0，X2X3任意

11．5. 下列无符号数中，其值最大的数是_______。

A. (123)8 B. (95)10 C. (1101101)2 D. (76)16 12．全加器比半加器多一根输入线，该输入线是（）。

A．本位进位 B．低位进位 C．加数 D．被加数 13．在浮点运算中，对阶操作是指（）。

A．小阶增大，尾数右移 B．大阶减小，尾数右移 C．小阶增大，尾数左移 D．大阶减小，尾数右移 14．当采用双符号位时，发生负溢的特征是双符号位为（）

A．00 B．01 C．10 D．11

15．已知[X]补=11111010，[Y]补=00010110，计算[2X－]补为（ ）

A．10010111 B．11101001

C．01111111 D．01101001

16．若某个8位二进制数的[X]补和[X]原表示形式相同，则该数是（ ）

A．只能为正数 B．只能为0

C．为－0 D．为正数或某个特定的负数

17．一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量xyz，其中x和z是int型，y为 short型。当x=127，y= －9时，执行赋值语句z=x＋y后，xyz的值分别是

A．X=0000007FH，y=FFF9H，z=00000076H B．X=0000007FH，y=FFF9H，z=FFFF0076H C．X=0000007FH，y=FFF7H，z=FFFF0076H D．X=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H

18.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R B．数据总线 C．ALU D．地址R

二、已知x=-0.01111,y=+0.11001,求[x]补、[-x]补、[y]补、[-y]补、[x+y]补、[x-y]补。

三、某机器字长32位，浮点表示时，阶码占8位，尾数24位，各包含一位符号位，问：

① 带符号定点小数的最大表示范围是多少？ ② 带符号定点整数的最大表示范围是多少？ ③ 浮点表示时，最大的正数是多少？ ④ 浮点表示时，最大的负数是多少？

四、有一计算机字长32位，数符位是第31位，单精度浮点数格式为： 数符1位，阶码8位（包括1位阶符），尾数23位。

对于二进制数1000 1111 1110 1111 1100 0000 0000 0000 ① 表示一个补码整数，其十进制是多少？ ② 表示一个无符号整数，其十进制是多少？

③ 表示一个IEEE754标准的单精度浮点数，其值是多少？

五、某机器字长16位，问下列几种情况下所能表示的范围是多少？

(1)无符号整数 (2)原码定点小数 (3)补码定点小数 (4)补码定点整数

(5)下述格式的浮点数(基为2)

数符 阶码 尾数 1位 8位移码 7位原码 六、如果采用奇校验，写出下述数据的校验位。

(1)0101010 (2)1010000 (3)0100111 第四章 存储器 一、选择题

1、断电后，下列说法中，正确的是( )。

A．ROM中的数据仍然存在 B．DRAM中的数据仍然存在 C．SRAM中的数据仍然存在D．CD-ROM中的数据会丢失

2、一个8位的微型机系统以16位来表示地址，则该计算机系统有( )个地址空间。

A．128 B．256 C．1024 D．65536

3、主存储器和CPU之间增设高速缓冲器的目的是（ ） A. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B. 扩大主存储的容量

C. 扩大CPU中通用寄存器的数量

D. 扩大CPU中通用寄存器的数量和主存储器的容量

4、某计算机的字长为16位，它的存储容量为64KB，若按字寻址，其寻址范围是( )

A. 0～32KB B.0～32K-1 C.0～64KB D.0～64K-1 5、静态存储器的功耗和集成度比动态存储器要（）。 A、大、小 B、大、大 C、小、小 D、小、大 6、在三层次存储系统中不包括（ ）。

A、辅助存储器 B、主存储器 C、寄存器 D、Cache 7、存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于（ ） A．存放程序B．存放软件C．存放微程序D．存放程序和数据 8、采用虚拟存储器的主要目的是（ ） A．提高主存储器的存取速度

B．扩大主存储器空间，并能进行自动管理 C．提高外存储器的存取速度 D．扩大外存储器的存储空间 9、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．可擦除可编程的只读存储器

10、若RAM中每个存储单元为16位，则下面所述正确的是（ ） A. 地址线也是16位 B．地址线与16无关

C．地址线与16有关 D．地址线不得少于16位

11、某芯片,其容量512×8位,除电源和接地端,该芯片引出线的最小数目应为（ ）

A. 23 B. 25 C. 50 D. 19 12、在RISC计算机中，大部分指令在（ ）机器周期内完成。 A、一个 B、小于一个 C、一个或小于一个 D、大于一个 13、在一般微处理器中，( )包含在CPU中。 A．主内存 Ｂ．外存Ｃ．主存储器 Ｄ． Cache

14、DRAM是指( )。

A．随机访问存储器 Ｂ．顺序访问存储 Ｃ．动态随机访问存储器 Ｄ．静态随机访问存储器

15、计算机中的地址总线共有24位，则该机器可访问的内存最大为( )。 A．1MB Ｂ．24MB Ｃ．4MB Ｄ．16MB 16、CPU不能直接访问的是( )。 A．RAM Ｂ．ROM Ｃ．内存 Ｄ．外存 17、SRAM是指( )，

A．随机访问存储器 B．顺序访问存储器 C．动态随机访问存储器 D．静态随机访问存储器 18、计算机中的存储器系统是指( )。 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 19、“640K存储器”是指下列( )。

A.40×23Bytes的存储器 B．640×23 Bits的存储器 C．640×210Bits的存储器 D．640×210Bytes的存储器 20、需要进行刷新处理存储器的是（ ）

A. ROM B. EPROM C. DRAM D. SRAM 二、填空题

1、EPROM是指 。

2、动态RAM靠电容存储电荷存贮信息, 使用时需不断 才能使信息保持。 3、层次化存储体系涉及到主存、辅存、Cache和寄存器，按存取时间由短至长的顺序是 。

4、设Cache的存取时间为tc，命中率为h，主存的存取时间为tm，则平均存取

时间为 。

5、对存储器的访问包括读、 两类。

6、从计算机指令系统设计的角度，可将计算机分为复杂指令系统计算机（CISC）和 。 三、简答题

1、比较SRAM和DRAM。

2、什么叫刷新？动态存储器为什么需要刷新？ 3、简述Cache中的三种地址映像方式及各自特点。

4、比较“主存—辅存”、“Cache—主存”层次的不同点。 四、综合题

1、某SRAM芯片有17位地址线和4位数据线,用这种芯片为32位字长的处理器构成1M*32位的存储器,并采用模块结构。问： ⑴ 若每个模块为256*32位,共需几个模块？

⑵ 每个模块内需多少片这样的芯片？

⑶ 所构成的存储器共需多少片这样的芯片？ 2、已知某存储器芯片容量为4K×4bit，问： ⑴ 该存储器芯片的引脚最少为多少？

⑵ 构成32K×8bit的存储系统需多少块该芯片？ 3、有一Cache的容量为2K字,每块为16字,问: ⑴ 该Cache可容纳多少块?

⑵ 如果主存的容量是256K字,则有多少块?

⑶ 主存的地址有多少位? Cache的地址有多少位?

⑷ 在直接映射方式下,主存中的第i块映射到Cache中哪一块?

4、设某磁盘有两个记录面，存储区内圈直径为2.36英寸，外圈直径为5英寸，道密度1250道/英寸，内圈的位密度为52400位/英寸，转速为2400rpm（转/分）。请计算：

⑴ 每面有多少磁道，每磁道能存储多少字节？ ⑵ 数据传输率是多少？

⑶ 平均等待时间是多少？ 第五章 指令系统 一、选择题

1、在相对寻址方式中，若指令中地址码为X，则操作数的地址为（ ） A．X B.（PC）+X C．X+段基址D．变址寄存器+X 2、寄存器间接寻址方式中，操作数存放在（ ）中。 A．通用寄存器 B．主存单元 C．程序计数器 D．堆栈 3、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于（ ）

A．基址寄存器内容加上形式地址 B．堆栈指示器内容加上形式地址 C．变址寄存器内容加上形式地址 D．程序计数器内容加上形式地址

4、运算型指令的寻址与转移型指令的寻址不同点在于（ ） A．前者取操作数,后者决定程序转移地址 B．后者取操作数,前者决定程序转移地址 C．前者是短指令，后者是长指令 D．后者是短指令，前者是长指令

5、转移指令执行时，只要将转移地址送入（ ）中即可 A. 地址寄存器 B. 指令寄存器 C. 程序计数器 D. 变址寄存器

6、如果指令中的地址码部分就是操作数的有效地址，这种寻址方式是（ ）

A. 寄存器寻址方式 B. 直接寻址方式 C. 立即寻址方式 D. 间接寻址方式

7、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

8、机器指令是用来描述计算机基本操作的，在指令中一般不会含( )信息。 A．操作的类型 B．操作数的存储位置 C．操作结果的存储位置 D．PC指针的位置

9、设机器数字长为8位（含1位符号位），那么机器数DAH（H表示十六进制数）算术右移一位的结果为（ ）

A. 6DH B. EDH C. B4H D. B5H 10、指令系统可由若干类指令组成，移位指令属于（ ）类指令。

A．输入/输出 B．传送 C． 运算 D．控制 二、填空题 1、指令格式是指令用二进制代码表示的结构形式，通常由操作码和 组成。

2、若指令中的形式地址为D，那么相对寻址中有效地址为 。 3、转子指令实现了 。 三、综合题

1、某计算机指令字长16位，地址码6位，指令有一地址和二地址两种格式。 (1)画出指令格式。

(2)设共有N条(N<16)二地址指令,分析一地址指令最多可以有多少条? 2、某机器字长为16位,存储器按字编址，访内存指令格式如下: 15 11 10 8 7 0

OP M A 其中OP是操作码,M是定义寻址方式，A为形式地址。设PC和Rx分别为

程序计数器和变址寄存器，字长16位，问： （1）该指令能定义多少种指令?

（2）表中各种寻址方式的寻址范围为多少?

（3）写出下表中各种寻址方式的有效地址EA的计算公式。

寻址方式 立即寻址 直接寻址 间接寻址 有效地址EA的计算公 寻址范围 式 变址寻址 相对寻址 3、有一计算机指令字长12bit，试提出一种方案，使得该指令系统有4条三地址指令，8条两地址指令，150条单地址指令。

OP

A1 A2 A3 3位 3位 3位 3位

参 考 答 案

作业1：

C C C C D B D B D D B C B

作业2：

一、选择题

C C A D D D C B D A D B A C B D D D 二、

[x]原=1.01111 [x]补=1.10001 所以[-x]补=0.01111

[y]原=0.11001 [y]补=0.11001 所以[-y]补=1.00111 [x]补 = 11.10001 + [y]补 = 00.11001 [x+y]补 = 00.01010 所以 x+y=+0.01010 [x]补 = 11.10001 + [-y]补 = 11.00111 [x-y]补 = 10.11000

因为符号位相异，所以结果发生溢出。

三、 (1) -1 ~ 1-2-31 (2) -2-31 ~ 2-31-1 (3) 2127 * ( 1-2-31) (4) 非规格化： -2-31 *2-128=2-151 规格化：- (2-1+2-31) *2-128 四、 (1) 真值： -70104000H

(2) 无符号整数： (3) - (0.1110111111) *2-95

五、(1) 0~ 65535 (2) -(1-2-15 ) ~ 1-2-15 (3) -1~ 1-2-15 (4) -32768~ 32767 (5) -(1-2-7 ) *2+127 ~ (1-2-7 ) *2+12

六、0、1、1

七、X+Y=- (0.101010) *2-100 X-Y=(0.110000) *2-010 第四章 存储器参考答案

一、选择题

A D A B A C D B D B D C D C D D D D D C 二、填空题

1、可擦写可编程只读存储器 。 2、刷新。

3、寄存器，Cache，主存，辅存 。 4、h*tc+(1-h)*(tc+tm) 。 5、 写 。

6、精简指令系统计算机（RISC）。 三、简答题（略） 四、综合题 1、

（1）(1024K/256K)*(32/32)=4 （2）(256K/27K)*(32/4)=2*8=16 （3）4*16=64 2、

（1）12根地址线，4根数据线，1根片选线，1根读写控制线，电源线2根，至少20根。 （2）（32K/4K）*（8bit/4bit）=16 3、

（1）Cache的块数：211/24=27=128 （2）主存的块数：218/24=214=16K

（3）主存的地址和Cache的地址位数分别为：18、11 （4）i mod 128

4、（1）每面磁道数：1250*(5-2.36)/2=1250*2.64/2=1650

每磁道的容量：52400*3.14*2.36/8=48538B

（2）48538*2400/60=1941524.8B=1.85MB/s（3）1/(2*40)=1/80s 指令系统 参考答案 一.选择题

1.B 2.B 3.C 4.A 5.C 6.B 7.C 8.D 9. B 10.C 二.填空题

1.地址码 2.（PC）+ D 3. 指令的转移 三.综合题 控制器 参考答案 一.选择题

1.B 2.C 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.B 9. C 10. B 11.A 12.C 13.C 14.A 15.D 16.B 17.B 18.A 二.填空题

1. PC 2. 保存运算结果的状态 3. 存放下一条要执行的指令地址 4. IR 5. 水平型 6. 微命令 7. 时钟周期 8. 垂直型 9. 控M 10. 硬布线 三.综合题

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