计算机组成与系统结构袁春风

一、 选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。 （多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。

（冯 诺伊曼 、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。

（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。

（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。 （流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。 （数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。 （指令周期）是取出并执行一条指令的时间。

1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。

1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电路）作为电子器件。 1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）作为电子器件。 Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算

一、 选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选） 1. （CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。 2. （多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。 3. （冯?诺伊曼 、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储

器里。

4. （计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质

是确定计算机系统中软硬件的界面。

5. （控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控

制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。

6. （流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。 7. （数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。 8. （指令周期）是取出并执行一条指令的时间。

9. 1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。

10. 1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电

路）作为电子器件。

11. 1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）

作为电子器件。

12. Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、LRU算法、随机

替换）。

13.

《计算机组成与系统结构》课程练习

一、填空题

1、计算机的运算精度与机器的 ① 有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用__ ②。

答：① 字长 ② 变字长运算

2、计算机硬件直接能执行的程序是 ① 程序，高级语言编写的源程序必须经过__ ②____翻译，计算机才能执行。

答：① 机器语言 ② 语言处理程序

3、 在带符号数的编码方式中，零的表示是唯一的有 ① 和 ② 。 答：① 补码 ② 移码

4、若[x1]补＝10110111， [x2]原＝1.01101 ，则数x1的十进制数真值是 ① ，x2的十进制数真值是 ② 。 答：① -73 ② -0.71875

5、设某浮点数的阶码为8位（最左一位为符号位），用移码表示；尾数为24位（最左一位为符号位），采用规格化补码表示，则该浮点数能表示的最大正数的阶码为 ① ，尾数为 ② ；规格化最大负数的阶码为 ③ ，尾数为 ④ 。（用二进制编码回答） 答：① 11111111 ② 011111111111111111111111 ③ 11111111 ④ 100000000000000000000000

6、设有效信息位的位数为N, 校验位数为K，则能够检测出一位出错并能自动纠错的海明校验

如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！

计算机组成与结构试卷一

问答题

尾数符号1位阶码：8位，用整数、移码表示，基值为2 尾数：23位(另外有1个隐藏位)，用小数、原码表示，基值为2

(1)用16进制分别写出这个规格化浮点数的阶码、尾数和完整的浮点数。

(2)如果采用恒置"1"舍入法，这个规格化浮点数的相对误差是多少？

2、在一台采用指令取消技术的RISC处理机上执行下面一段程序。每条指令的执行过程都要经过"取

指令"和"执行"两个周期，每个周期的延迟时间均为10ns。

MOVE R1，#50000 ；R1←常数50000

LOOP:MOVE R2，A(R1) ；R2←从内存中取一个数

ADD R0，R2 ；R0←(R0)+(R2)

DNE R1，LOOP ；R1←(R1)-1，若(R1)≠0，则转向LOOP

(1)为了采用指令取消技术，改写上面的程序。

(2)计算采用指令取消技术执行上面的程序能够节省多少时间？

3、用16M字×8位的存储芯片构成一个64M字×16位的主存储器。要求既能够扩大存储器的容量，

又能够缩短存储器的访问周期。

(1)计算需要多少个存储器芯片。

(2)存储器芯片和主存储器的地址长度各需要多少位？

(3)画出用存储器芯片构成主存储器的逻辑示意图。

(4)用1

计算机组成与结构试卷 一

问答题

1、把十进制数0.15表示成32位规格化浮点数形式，浮点数的格式如下：

尾数：23位(另外有1个隐尾数符号1阶码：8位，用整数、 移藏位)，用小数、 原码表示，位 码表示，基值为2 基值为2 尾数符号1位 阶码：8位，用整数、 移码表示，基值为2 尾数：23位(另外有1个隐藏位)，用小数、 原码表示，基值为2

(1)用16进制分别写出这个规格化浮点数的阶码、尾数和完整的浮点数。 (2)如果采用恒置\舍入法，这个规格化浮点数的相对误差是多少？

2、在一台采用指令取消技术的RISC处理机上执行下面一段程序。每条指令的执行过程都要经过\取指令\和\执行\两个周期，每个周期的延迟时间均为10ns。

MOVE R1，#50000 ；R1←常数50000

LOOP:MOVE R2，A(R1) ；R2←从内存中取一个数 ADD R0，R2 ；R0←(R0)+(R2)

DNE R1，LOOP ；R1←(R1)-1，若(R1)≠0，则转向LOOP (1)为了采用指令取消技术，改写上面的程序。

(2)计算采用指令取消技术执行上面的程序能够节省多少时间？

3、用16M字×8位的存储芯片构成一个64M字×16

第 1 章 习 题 答 案

5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。 程序 P1 P2 M1 指令条数 200×106 300×103 执行时间(ms) 10000 3 指令条数 150×106 420×103 M2 执行时间(ms) 5000 6 请回答下列问题： （1） 对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？ （2） 在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度

来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？ （3） 假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周

期数CPI各是多少？ （4） 如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，

该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑） （5） 如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时

间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？

参考答案：

（1） 对于P

计算机组成与结构试卷 一

问答题

1、把十进制数0.15表示成32位规格化浮点数形式，浮点数的格式如下：

尾数：23位(另外有1个隐尾数符号1阶码：8位，用整数、 移藏位)，用小数、 原码表示，位 码表示，基值为2 基值为2 尾数符号1位 阶码：8位，用整数、 移码表示，基值为2 尾数：23位(另外有1个隐藏位)，用小数、 原码表示，基值为2

(1)用16进制分别写出这个规格化浮点数的阶码、尾数和完整的浮点数。 (2)如果采用恒置\舍入法，这个规格化浮点数的相对误差是多少？

2、在一台采用指令取消技术的RISC处理机上执行下面一段程序。每条指令的执行过程都要经过\取指令\和\执行\两个周期，每个周期的延迟时间均为10ns。

MOVE R1，#50000 ；R1←常数50000

LOOP:MOVE R2，A(R1) ；R2←从内存中取一个数 ADD R0，R2 ；R0←(R0)+(R2)

DNE R1，LOOP ；R1←(R1)-1，若(R1)≠0，则转向LOOP (1)为了采用指令取消技术，改写上面的程序。

(2)计算采用指令取消技术执行上面的程序能够节省多少时间？

3、用16M字×8位的存储芯片构成一个64M字×16

南京工程学院

计算机工程学院

计算机组成与结构实验报告书

实验学生班级 k多媒体121 实验学生姓名 冯 逸 翔 学 号 240121215 实 验 地 点 信息楼A115

实验三 主存储器扩展实验

同组同学 吴 臻 实验日期 2014.12.04 实验仪器号 一、实验目的

1． 掌握TEC-XP+机的主存储器的组成及地址空间范围。

2． 掌握主存储器扩展的方法；掌握主存储器与CPU的连接方法。 3． 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的同异之处。 4． 加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。 二、实验内容

1. 设计扩展8K字存储器容量的线路图，标明数据线、地址线和控制信号的连接关

系。

2. 扩展教学机的存储器空间，为扩展存储器选择一个地址，并注意读写等控制信号的

正确状态。

3. 用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM（58C65）

在读写上的异同。

4. 用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果

是否正确。

5. 用监

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。

1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。

1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。

略。

1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？

略。

1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？

答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。

1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？

答： 指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速

度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？

答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。

1

它包括主存容量和辅存容量。

主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。

1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短

语只能使用一次。

（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。

1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。

1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。

略。

1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？

略。

1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？

答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。

1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？

答： 指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速

度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？

答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。

1

它包括主存容量和辅存容量。

主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。

1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短

语只能使用一次。

（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形