计算机组成原理参考答案

习题1参考答案 一、选择题

1．微型计算机的分类通常是以微处理器的 D 来划分。

A．芯片名 C．字长

B. 寄存器数目 D. 规格

2. 将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称为 A 。

A．数据处理 C．实时控制

B. 辅助设计 D. 数值计算

3．计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循这一位科学家提出的基本原理 D 。

A.爱因斯坦 B. 爱迪生 C.

牛顿 D. 冯·诺伊曼

4．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是 A 。

A．按地址访问并顺序执行指令 B．堆栈操作

C．选择存储器地址 D．按寄存器方式工作 5．目前的CPU包括_A_和cache。

A. 控制器、运算器 B. 控制器、逻辑运算器 C. 控制器、算术运算器 D. 运算器、算术运算器 二、填空

1. 数字式电子计算机的主要外部特性是快速性、准确性、通用性、逻辑性。 2. 世界上第一台数字式电子计算机诞生于 1946 年。

3. 第一代电子计算机逻辑部件主要由 电子管 组装而成。 第二代电子计算机逻辑部件主要由 晶体管 组装而成。 第三代电子计算机逻辑部件主要由 集成电路 组装而成。 第四代电子计算机逻辑部件主要由 大规模集成电路 组装而成。

4. 当前计算机的发展方向是 网络化计算机系统、分布式计算机系统和智能化计算机系统等方向发展。

5. 电子计算机与传统计算工具的区别是 自动化程度高 。

6.冯·诺依曼机器结构的主要思想是 1.采用二进制代码表示数据和指令；2．采用存储程序的工作方式 ；3．计算机的硬件系统由五大部分组成。

7. 冯·诺依曼机器结构由 控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部分组成。 8. 中央处理器由 运算器和控制器 两部分组成。

9. 计算机中的字长是指机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数）。 10. 运算器的主要部件是算术逻辑运算单元ALU。

11. 控制器工作的实质是 指挥和协调机器各个部件有条不紊 工作。 12. 存储器在计算机中的主要功能是存储程序和数据 。

13. 计算机的兼容性是指：一台计算机上的程序不加任何修改可在另一台计算机上正确运行的特性 。

1

14.表示计算机硬件特性的主要性能指标有:字长、主频 、存储容量 、兼容性、数据处理速度、可靠性、数据传送速率。（填5个以上）

15．可由硬件直接识别和执行的语言是机器语言 。

16．与机器语言相比汇编语言的特点是 编程容易、修改调试方便 。 17．计算机系统的软硬件界面是 指令系统 。

18．软硬件逻辑功能等效是指计算机系统的某功能可以由硬件实现也可以由软件实现，在逻辑功能上是等价的。由硬件实现功能的特点是速度快、价格高 。由软件实现功能的特点是灵活性好、但速度较慢 。

19．计算机厂家在发展新机种时，遵循 兼容 的原则。

20．计算机的字长决定 寄存器 、 运算部件 和 数据总线 的位数。 习题2参考答案 一、 选择题

1．下列数中，最小的数是 A 。

A．(101001)2 B．(52)８ C．(2B)16 D．45 2．下列数中，最大的数是 D 。

Ａ．(101001)2 Ｂ．（５２）８ Ｃ．（２Ｂ）16 Ｄ．45 3．计算机中表示地址时使用__D____

A.原码 B.补码 C.反码 D.无符号数

4．字长16位，用定点补码小数表示时，一个字能表示的范围是__A___

A．-1～（1-2） B．0～（1-2） C．-1～+1 D．-（1-2）～（1-2） 5．若X补=10000000，则十进制真值为___C___。

A、-0

B、-127 D、-1

-15

-15

-15

-15

C、-128

6．定点整数16位，含1位符号位，原码表示，则最大正数为___C___

A、2

1516

B、2 D、2-1

16

15

C、2-1

7.当-1

A.x B.1-x C.4+x D.(2-2)-1*1

8．8位反码表示数的最小值为__A_____，最大值__A____。

A.-127，+127 B.-128，+128 C.-256，+256 D.-255，+255 9．N+1位二进制正整数的取值范围是____C___

A．0～2-1 B．1～2-1 C．0～2-1 D．1-2-1

2

n+1

n+1

n

n

n

10．浮点数的表示范围和精度取决于___A____

A.阶码的位数和尾数的位数

B.阶码的位数和尾数采用的编码

C.阶码采用的编码和尾数采用的编码 D.阶码采用的编码和尾数的位数 11.在浮点数编码表示中，___C___在机器数中不出现，是隐含的。

A.尾数 B.符号 C.基数 D.阶码

12．移码和补码比较，只有____C___不同，其他都相同。

A．正号 B．负号 C．符号 D．标志

13．一个24×24点阵的汉字，需要___B_____字节的存储空间。

A．62 B．72 C．64 D．32 14．62个汉字的机内码需要 C

A．62字节 B．32字节 C．124字节 D．248字节 15．ASCII码是对____A____进行编码的一种方案

A．字符、图形符号 B．汉字 C．数字 D．声音 16．D/A转换是___C___

A.把计算机输出的模拟量转化为数字量

B.把模拟量转化为数字量，把数字量输入到计算机 C.把数字量转化为模拟量，把转化结果输出计算机 D.把计算机输出的模拟量转为数字量

17．在大量数据传送中常用且有效的检验法是__D___

A．奇偶校验法 B．海明码校验 C．判别校验 D．CRC校验 二、填空题

1．二进制中的基数为2 ，十进制中的基数为10 ，八进制中的基数为8 ，十六进制中的基数为16 。 2．（27．25）10转换成十六进制数为（1B．4）16。 3．（0．65625）10转换成二进制数为(0．10101）2。

4．在原码、反码、补码三种编码中，补码 数的表示范围最大。

5．在原码、反码、补码三种编码中，符号位为0，表示数是正的 。符号位为1，表示数是负的。 6．0的原码为 000?000 或 100?00 ；0的补码为 000? 00 。0的反码为 000?000 或 111?11 。

7. 在补码、移位码表示的机器数中，零的表示形式是唯一的。

8．-11011011的补码为 100100101，原码为111011011，反码为 100100100。

3

9．11001010的补码为011001010，原码分别为011001010，反码为011001010。

10．浮点数的表示范围由浮点数的 指数 部分决定。浮点数的表示精度由浮点数的尾数部分决定。 11．在浮点数的表示中，基数 部分在机器数中是不出现的。

12．浮点数进行左规格化时，尾数左移1位,阶码-1；浮点数进行右规格化时，尾数右移1位,阶码+1。 13．真值为－100101的数在字长为８的机器中，其补码形式为11011011。 14．浮点数一般由 指数部分和尾数部分 两部分组成。

15．在计算机中，“A”与“a”的ASCII是 41H 与 61H （或65；97） 。

16．在计算机中，一个字母或数字用 8 位ASCII表示（或7位二进制，且占一个字节）。 17．某信息在传送没有出现错误，奇偶校验码101011011，应为 偶 编码。 18．某信息在传送没有出现错误，奇偶校验码101111011，应为 奇 编码。 19．X=1011001,它的偶校验码为 0 。

20．X=n4n3n2n1,它的奇校验码表达式为 n4 ⊕n3⊕n2⊕n1⊕1 。 21．下列数据代码设为偶校验，请在括号内填写相应的偶校验位。

A、（1）1101011

B、（0）0101101

22．下例数据代码设为奇校验，请在括号中填入相应的奇校验位。

A．（ 0 ）1101011

B．（ 1 ）0101101

23．表示一个数据的基本要素是 计数进位制 、 小数点位置 、 符号 。 24．在计算机内部信息分为两大类，即 控制信息 ， 数据信息 。

25．不同进位制之间相互转换的根据是 整数部分和小数部分分别对应相等 。

26．机定点整数格式字长为8位（包含1位符号位），若x 用补码表示，则[x]补的最大正数是 127 ，最小负数是 -128 。（用十进制真值表示）

27．已知下列数字的ASCII码，8421码和余三码，请在括号内写明他们是何种代码。

2：0101（余三码 ） 0110010（ ASCII ） 0010（8421 ） 9：0111001（ ASCII ） 1100（ 余三码 ） 1001（ 8421 ）

三、解答题

1．将二进制数-0.0101101用规格化浮点数格式表示。格式要求：阶码4位，含1位符号位；尾数8位，含1位符号位。阶码和尾数均用补码表示，阶码以2 为底。 解：首先规格化：-0.0101101=-0.101101×2=-0.1011010×2

尾数的补码：[-0.1011010]补=1.0100110 阶数的补码：[-1]补=[-001]补=1111 阶码3位 111 尾符一位 1 尾数7位 0100110 -1

-1

阶符一位 1

2．将二进制数+1101.101用规格化浮点数格式表示。格式要求：阶码4位，含1位符号位；尾数8位，

4

含1位符号位。阶码和尾数均用补码表示，阶码以2为底。 解：首先规格化： 1101.101=0.1101101×2

尾数的补码：[0.1101101]补=0.1101101 阶数的补码：[4]补=0100 阶码3位 100 尾符一位 0 尾数7位 1101101 4

阶符一位 0

3．什么是机器数？

答：计算机可以直接识别的数称为机器数。

4．数值数据的三要素？

答：计数进位制；小数点位置 ； 符号。

5．在计算机系统中，数据主要包括？数值数据的特点是？非数值数据的特点是？ 答：数据主要包括数值数据和非数值数据。

数值数据的特点是有数的大小，可以在数轴找到依对应点。非数值数据的特点是无数量的大小，它仅仅是表示某个物理量的编码。

习题3参考答案 一、选择题

1．组成一个运算器需要若干个部件，但下面所列 A 不是组成运算器的部件。

A．地址寄存器 C．ALU

B. 数据总线

D. 状态寄存器

2．ALU属于_A__部件。

A．运算器 B. 控制器 C．存储器 D. 寄存器 3．加法器中进位产生函数是_D__。

A．Ai + Bi C．Ai - Bi

B．Ai⊕Bi D．AiBi

4．在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有溢出判断电路，它一般用__D__

A.或非门 B.移位电路 C.译码电路 D.异或门 5．运算器的主要功能是进行__C__

A.算术运算

B.逻辑运算

C.逻辑运算和算术运算 D.加法运算

5

15.构成控制信号序列的最小单位是微命令。

16．硬布线器的设计方法是：先画出指令执行的流程图，再利用流程图找出函数关系并写出综合逻辑表达式，然后用门电路等器件实现。

17．硬布线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是指令操作码的译码输出、时序信号和状态信号的逻辑函数。

18．在硬布线控制器中，把控制部件看作为产生微命令信号的逻辑电路。

19．控制器的控制方式有_同步,_异步 和_联合_三种形式。其中_异步_方式最节省时间，同步方式最浪费时间，而_联合_方式介于两者之间。

20．在硬布线控制器中，某一微操作控制信号由微命令信号发生器产生。

21．微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行。

22．采用微程序控制方法，使原来的组合逻辑变成了存储逻辑。 23．微程序是若干条微指令的有序集合。

24．与微程序控制相比，组合逻辑控制的速度较快 。

25．计算机的核心部件是CPU，控制着计算机内 信息流 和 数据流 的操作。

26．现代计算机的运算器结构一般使用总线来组织，基本分为 单总线、双总线、 多总线 三种结构形式。其中多总线 操作速度最快，而 单总线 操作速度最慢。

27．根据机器指令与微指令之间概念上的某种对应关系，请在下面括号种填入适当名称。

指令 微指令 命令 （ 微命令 ） （ 程序 ） 微程序

主存 （ 控制存储器 ） 地址 （微地址 ） （指令寄存器IR） 微命令寄存器

三、 简答题

1．什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？

答：指令周期是执行一条指令的时间。执行一条指令的时间又用若干个CPU周期（机器周期）来表示，如FT，ST，DT，ET。一个CPU周期又分为若干个时钟周期（节拍脉冲）。

2．微程序控制器有何特点（基本设计思想）？

答：设计比较规范，容易扩充，修改方便，由于用软件的方法实现，执行速度较慢。

3．什么叫组合逻辑控制器？它的输入信号和输出信号有哪些？

答：完全有硬件电路实现的（组合逻辑电路）的控制器称为组合逻辑控制器。输入信号有：指令译码器的输出；时序信号；由PSW给出的标志。输出信号：微操作控制信号（即微命令），如Write 、Read

16

以及CPU内部各种控制信号。

4．以模型机组成为背景，试分析下面指令，写出指令的操作流程。 （1）.

SUB

R1 ， X（R3）

解：FT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC READ M→MDR→BUS→IR ST：R1→BUS→SR

DT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC

READ M→MDR→BUS→X（ALU的A端） R3→BUS，ADD ，ALU→Z→BUS→MAR READ M→MDR→BUS→DR

ET：DR→BUS→X（ALU的A端） SR→BUS（ALU的B端）

SUB ALU→Z→BUS→MDR （2）.

ADD X(R1), (R2) WRITE M

解：FT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC READ M→MDR→BUS→IR

ST：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC

READ M→MDR→BUS→X（ALU的A端） R1→BUS，ADD ，ALU→Z→BUS→MAR READ M→MDR→BUS→SR DT：R2→BUS→MAR

READ M→MDR→BUS→MAR READ M→MDR→BUS→DR

ET：DR→BUS→X（ALU的A端） SR→BUS（ALU的B端） （3）.

NEG @（R6）+ ADD ALU→Z→BUS→MDR WRITE M

解：FT：PC→BUS→MAR

17

|→PC+1→PC READ M→MDR→BUS→IR

DT：R6→BUS→MAR

|→R6+1→R6

READ M→MDR→BUS→MAR READ M→MDR→BUS→DR

ET：/DR→BUS（ALU的B端）CLEAR X（ALU的A端置0） （4）.

ADD （R2）+ ， R3

1→C0 ADD ALU→Z→BUS→MDR WRITE M

解：FT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC READ M→MDR→BUS→IR

ST：R2→BUS→MAR

|→R2+1→PC

READ M→MDR→BUS→SR

DT：R3→BUS→DR

ET：SR→BUS →X（ALU的A端） DR→BUS（ALU的B端） （5）.

DEC X（R6） ADD ALU→Z→BUS→R3

解：FT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC READ M→MDR→BUS→IR

DT：PC→BUS→MAR

|→PC+1→PC

READ M→MDR→BUS→X（ALU的A端） R6→BUS，ADD ，ALU→Z→BUS→MAR READ M→MDR→BUS→DR

ET： DR→BUS（ALU的B端）CLEAR X（ALU的A端置0）

习题7参考答案

18

1→C0 SUB ALU→Z→BUS→MDR WRITE M

一、选择题

1．总线__A__技术可以使不同的信号在同一条信号线上传输，分时使用。

A. 复用 B. 分时 C. 分频 D. 带宽

2．在菊花链方式下，越接近控制器的设备优先级__A__

A. 越高 B. 越低 C. 越困难 D. 越容易

3．根据连线的数量，总线可分为串行总线和__A__总线

A.并行 C.控制

B.多 D.地址

4．总线控制方式可分为集中式和__B_（A也是对的）式两种

A.分散 C.控制

B.分布 D.遥测

5．串行总线与并行总线相比__A__

A．并行总线成本高，速度快

B. 并行总线成本低，速度慢

C. 串行总线成本高，速度快 D.串行总线成本高，速度慢

6．为协调计算机系统各部分工作，需有一种器件提供统一的时钟标准，这个器件是__B__。

A.总线缓冲器 B.时钟发生器 C.总线控制器

D.操作指令产生器

7．总线的电气特性包括每一条信号线的信号传递方向，信号的时序特性和__A__特性。

A.电平 B.时间 C.电流 D.安全

8．串行传送方式中，一个数据的帧通常包括起始位、数据位、__C__、结束位和空闲位。

A.检测位 B.查询 C.校验位 D.控制位

9．PC机中PCI总线的数据通道宽度是__A__位的。

A.32 C.8

B.64

D.16

10．双向传输的总线，又可分为__C__。

A．信号和全双工 B．信息和半双工 C．全双工和半双工 D．信息和PC

二、填空题

1．系统总线是一组传输公共信息信号线的集合。

2．总线的共享性，即总线所连接的部件都可通过它传递信息。

3．总线协议一般包括：信号线定义、数据格式、时序关系、信号电平、控制逻辑等。

4．总线的物理特性是指总线的物理连接方式 ，包括总线的根数，总线的插头、插座的形状和引脚线

19

的排列方式。

5．衡量总线性能的重要指标是总线带宽 。

6．系统总线由一组导线和相关的控制驱动电路组成。 7．总线带宽是总线本身所能达到的最高传输速率 。 8．总线的时间特性定义了每根线在什么时间起作用。

9．对总线通信进行定时可以分为同步和异步两种数据传送方式。

10．按总线所处的位置不同可以分为片内总线，片间总线，内总线，外总线。

11．按总线传送信息的类型可将总线分为：地址线，数据线，控制线，电源线和地线。 12．按数据传送格式，可将总线分为并行总线与串行总线。

13．串行总线有两根数据线，分别实现两个方向的数据传输，称为双工通信。 14．按时序控制方式，可分为同步总线与异步总线。

15．外总线较多采用串行总线，以节省通信线路的成本、实现远距离传输。

16．根据连接方式不同，常见的计算机系统总线结构可分为单总线结构、双总线结构和三总线结构（多总线结构）。

17．双总线结构中有两组总线。一组总线是CPU与主存储器之间进行信息交换的公共通路，称为存储总线。

18．面向主存储器的双总线结构它保留了单总线结构的优点，即所有设备和部件均可通过系统总线交换信息。

19．三总线结构是指在计算机系统中各部件用主存总线，I/O总线，DMA总线三条各自独立的总线构成信息通路。

20．DMA总线，即直接主存访问总线，它负责高速外部设备与主存的信息传送。 21．总线结构对计算机系统性能的影响有最大存储容量 、指令系统和吞吐量三个方面。 22．计算机系统的吞吐量是指流入处理和流出系统的信息的速率。 23．系统总线包括地址线、数据线、控制线和各种电源线。

24．现在的微机中最流行、最常见的系统总线有ISA总线、PCI总线（PCIE）和AGP总线。

25．系统总线已成为整个计算机系统的通信瓶颈，这是因为：①微处理器运行速度不断提高，超过了系统总线提供的通信能力；②先进的存储器和外设接口极大地提高了数据传输率；③越来越多的外围设备需要高速系统总线支持，如网络适配器、硬盘驱动器、图形适配器及各种专用。 26．在集中式总线仲裁中，独立请求方式响应时间最快。 27．在集中式总线仲裁中，菊花链方式对电路故障最敏感。

28．同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信不需要应答信号。 29．异步控制常用于单总线结构计算机中访问主存与外围设备的系统中，作为其主要控制方式。 30．总线控制方式分为集中方式与分布方式两类。

31．集中式总线控制主要有菊花链查询方式、定时计数器查询方式、独立请求方式。 32．总线通信分为同步和异步两种。

33．菊花链式查询的主要优缺点是控制简单，对电路故障最敏感且设备的优先级是固定的。 34．主控部件与被控部件采用同一定时系统称为同步通信。

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