深入理解计算机系统和计算机组成原理

LAB1实验报告

实验目的：

使用课程知识拆除一个“Binary Bombs”来增强对程序的机器级表示、汇编语言、调试器和逆向工程等理解。

实验简介：

一个“Binary Bombs”（二进制炸弹，简称炸弹）是一个Linux可执行C程

序，包含phase1~phase6共6个阶段。炸弹运行各阶段要求输入一个字符串，若输入符合程序预期，该阶段炸弹被“拆除”，否则“爆炸”。实验目标是你需要拆除尽可能多的炸弹。

运行结果：

成功运行结果截图：

通关密码储存在0014301-151420131.txt文件中。

实验中的六组密码：

PHASE1：字符串比较

本关比较简单，根据课件中的提示用GDB将最先压栈的那个字符串常量打印

出来，然后将其作为密码输入，比较成功后即通关。

08048ab2 :

8048ab2: 83 ec 14 8048ab5: 68 04 9f 04 08 8048aba: ff 74 24 1c 8048abe: e8 4d 04 00 00

sub $0x14,%esp push $0x8049f04 pushl 0x1c(%

Chapter 1

1.1.0 字母a的ASCII码为97，那么love中各字母ASCII码之和是（） A、99 B、520 C、438 D、360

1.2.0_1 在编译过程中，hell.c经过汇编阶段后生成文件为（） A、hell.i B、hell.s C、hell.o D、hell.exe

1.2.0_2 在编译过程中，hell.c经过（）阶段生成hell.s。 A、预处理 B、编译 C、汇编 D、链接

1.4.1 下面哪一项不是I/O设备 A、鼠标 B、显示器 C、键盘

D、《深入理解计算机系统》

1.4.2 数据可以不通过处理器直接从磁盘到达主存吗？DMA又是什么？ A、可以；直接存储器存取 B、可以；动态存储器存取 C、不可以；直接存储器存取 D、不可以；动态存储器存取

Chapter 2

2.1.1_1 二进制串11010110对应的十六进制数是（） A、0xx0 B、0xD6 C、0XC6 D、0Xd5

2.1.1_2 十六进制数0x77对应的十进制数为（） A、77 B、117 C、109 D、119

2.1.3 对于32位机器，char * 的字节数为（） A、1 B、2 C、4 D、8

2.1.4_1

LAB1实验报告

语法检查：

正确性检查：

1. bitAnd 源代码：

return ~(~x|~y);

思路：

可以直接运用摩尔定律，写出与的等价形式。 2. getByte 源代码：

return (x>>(n<<3))&0xff;

思路：

向右移动3n位，再用11111111B按位与，截取出所需要的字节 3. logicalShift 源代码：

int logic=~(((1<<31)>>n)<<1); return logic&(x>>n);

思路：

设置一个变量logic，并通过算数移位将其前n为设置成0，后面32-n位设置为1。利用这个变量按位与移位后的x即可。 4. bitCount 源代码：

int bitCount(intx) { int result;

int half_one=(0x55)|(0x55<<8); int one=(half_one)|(half_one<<16); int half_two=(0x33)|(0x33<<8); int two=(half_two)|(half_two<<16); int half_three=(0x0f)|(0x0f<<8);

int three=(half_three)|(half_three<<16); int four=(0xff)|(0xff<<16); int five=(0xff)|(0xff<<8);

result=(x&one)+((x>>1)&one);

result=(result&two)+((result>>2)&two); result=(result+(result>>4))&three; result=(result+(result>>8))&four; result=(result+(resul

1．第6题

下列____不属于浮点加法的流水段？

A.对阶

B.阶码相加 C.尾数加减

D.规格化及舍入处理

标准答案：B 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

2．第7题

存储器容量为64M字，字长32位，模块数m = 10，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。假定存储周期为T = 200ns，数据总线宽度为32位，总线周期为τ= 20ns。若连续读出10个字，顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是 。

A.320Mb/s，1684Mb/s B.842Mb/s，320Mb/s C.160Mb/s，842Mb/s D.160Mb/s，1600Mb/s

标准答案：C 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

3．第10题

下面哪个标志触发器是CPU是否受理中断或者批准中断的标志____。

A.准备就绪的标志(RD) B.允许中断触发器(EI) C.中断请求触发器(IR) D.中断屏蔽触发器(IM)

标准答案：D 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

4．第16题

微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行

B.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

简答题

第一章 计算机系统概论

1.5冯?诺依曼计算机的特点是什么？P8 解：

?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ?指令和数据以同同等地位存放于存储器内 ,并可按地址寻访。 ?指令和数据均用二进制表示；

?指令由操作码、地址码两大部分组成；操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

?指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；

?机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。

1.7解释下列概念：

主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10

主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成； 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。

存储字：一个存储单元所存二进制

机 密★启用前

大连理工大学网络教育学院

2017年春《计算机组成原理》

期末考试复习题

☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。

一、名词解释

1.汇编语言虚拟机：将汇编语言源程序汇编为机器语言程序，然后在实际机器上执行。

2.高级语言虚拟机：将高级语言程序翻译为汇编语言，然后再翻译为机器语言程序在实际机器上执行。 3.微程序机器：每条机器指令的执行通过一段微程序的执行来实现。 4.存储字：存储单元中二进制代码的组合。 5.存储字长：存储单元中二进制代码的位数。 6.存储容量：大小为字数×字长。 7.PC（程序计数器）：存放当前欲执行指令的地址，具有自动“＋1”功能。 8.IR（指令寄存器）：存放当前欲执行的指令。 9.ID（指令译码器）：分析当前指令的功能。

10.机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 11.MIPS：每秒执行的百万条指令数。 12.FLOPS：每秒执行的浮点指令数。 13.CPI：平均每条指令所需时间。

14.同步通信：发送时钟信号来同步数据传送。 15.异步通信：没有时钟，采用握手信号同步。 16.半同步通信：同步、异步结合，插入等待周期。 17.分离式通信：传输周期划分为功能独

题型：

一、填空题（每空2分，共20分）

1. 为了能实现按地址访问的方式，主存中必须配置两个寄存器MAR和MDR。其中MAR是 存储器地址寄存器 寄存器用来存放欲访问的存储单元的地址，MDR是 存储器数据寄存器 。

2. 计算机的更新换代，主要集中体现在组成计算机的基本电路的电子元件上。

3. 总线按连接部件的不同，可以分为片内总线、系统总线和通信总线。其中， 系统总线 是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。

4. 系统总线按传输信息的不同，可以分为：数据总线、控制总线、地址总线三类。

5. 总线通信控制有四种方式，分别为：同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信。

6. 完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段四个阶段。

7. 异步通信的应答方式可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型

8. 在存储系统层次结构中，缓存－主存层次主要解决的问题是 CPU和主存速度不匹配的问题。主存－辅存层次主要解决的

问题是存储系统的容量问题。

9. 动态RAM中，刷新是按 行 进行的。刷新方式有三种方式，即：集中刷新、分散刷新和异步刷新。

10. 存储容量的扩展方法中， 字扩展

机 密★启用前

大连理工大学网络教育学院

2017年春《计算机组成原理》

期末考试复习题

☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。

一、名词解释

1.汇编语言虚拟机：将汇编语言源程序汇编为机器语言程序，然后在实际机器上执行。

2.高级语言虚拟机：将高级语言程序翻译为汇编语言，然后再翻译为机器语言程序在实际机器上执行。 3.微程序机器：每条机器指令的执行通过一段微程序的执行来实现。 4.存储字：存储单元中二进制代码的组合。 5.存储字长：存储单元中二进制代码的位数。 6.存储容量：大小为字数×字长。 7.PC（程序计数器）：存放当前欲执行指令的地址，具有自动“＋1”功能。 8.IR（指令寄存器）：存放当前欲执行的指令。 9.ID（指令译码器）：分析当前指令的功能。

10.机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 11.MIPS：每秒执行的百万条指令数。 12.FLOPS：每秒执行的浮点指令数。 13.CPI：平均每条指令所需时间。

14.同步通信：发送时钟信号来同步数据传送。 15.异步通信：没有时钟，采用握手信号同步。 16.半同步通信：同步、异步结合，插入等待周期。 17.分离式通信：传输周期划分为功能独

1．第6题

下列____不属于浮点加法的流水段？

A.对阶

B.阶码相加 C.尾数加减

D.规格化及舍入处理

标准答案：B 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

2．第7题

存储器容量为64M字，字长32位，模块数m = 10，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。假定存储周期为T = 200ns，数据总线宽度为32位，总线周期为τ= 20ns。若连续读出10个字，顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是 。

A.320Mb/s，1684Mb/s B.842Mb/s，320Mb/s C.160Mb/s，842Mb/s D.160Mb/s，1600Mb/s

标准答案：C 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

3．第10题

下面哪个标志触发器是CPU是否受理中断或者批准中断的标志____。

A.准备就绪的标志(RD) B.允许中断触发器(EI) C.中断请求触发器(IR) D.中断屏蔽触发器(IM)

标准答案：D 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

4．第16题

微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行

B.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

计算机组成原理

一．选择题

1．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

2. 某机字长32位。其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点整数表示，则最大正整数为______。

A. +(231-1) B. +(230-1) C. +(231+1) D. +(230+1)

3. 假设下列字符码中有奇偶位校验，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 4. 设[x]补 = 1.x1x2x3x4,当满足______时，x>-1/2成立。

A. x1必须为1,x2—x4至少有一个为1 B. x1必须为1，x2—x4任意 C. x1必须为0,x2—x4至少有一个为1 D. x1必须为0，x2—x4任意 5．在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。

A. 增加内存容量