计算机组成与结构练习题(1-7章)确定版

第一章计算机系统概论

一、填空

1．计算机系统主要由（         ）、（       ）两大部分组成。

2．计算机硬件子系统由（         ）、（         ）、（         ）、（         ）、（        ）

3．计算机软件子系统由（         ）、（         ）

4．计算机应用软件由（         ）、（         ）、（         ）、（         ）

5．计算机系统软件由（         ）、（         ）、（         ）、（         ）

6．计算机的主要技术指标（              ）、（             ）、（            ）

7．计算机发展五代主要代表计算机（            ）、（          ）、（           ）、（          ）、（          ）

8．计算机未来发展方向（            ）、（            ）、（            ）、（             ）

9．计算机按功能可分为（            ）、（            ）、（            ）

10. (           )与（           ）、输入输出接口和系统总线合称为计算机主机。

11．用高级语言编写的程序称为（          ）程序，经编译程序或解释程序翻译后成为（           ）程序。

12．程序设计语言一般分为三类(            )、(              )、(              )。

13．数控机床是计算机在（          ）方面的应用，邮局自动分拣信件是计算机在（           ）方面的应用。

14．现代计算机主要采用（           ）结构作为计算机硬件之间的连接方式。

15．用二进制代码表示的计算机语言称为（             ），用助记符编写的语言称为（           ）。

二、选择题

1.“从中间开始”设计的“中间”目前多数在（　　　）

A.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间    B.传统机器语言机器级与微程序机器级之间

C.微程序机器级与汇编语言机器级之间          D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间

2. 计算机系统结构 不包括（　　　）  A. 主存速度     B. 数据表示 C. 信息保护     D. 机器工作状态 

3．在计算机系统设计中，比较好的方法是 (        ) 

A ．从上向下设计     B ．从下向上设计   C ．从两头向中间设计     D ．从中间开始向上、向下设计

4 ．实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（       ） 

A ．编译程序解释     B ．编译程序翻译   C ．汇编程序解释     D ．汇编程序翻译 

5. 计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是（　　　） 

A. 汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级 

B. 汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级 

C. 微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级 

D. 传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级

第二章 计算机的逻辑部件

1、    三态开关的工作原理：  

 DIN     DOUT

E

Din为数据输入端

Dout为数据输出端

E 为控制端高电平有效

2、半加器本位和逻辑表达式 ，半加器进位逻辑表达式，及电路。 

3、    全加器本位和逻辑表达式，全加器向高位进位的逻辑表达式，电路。

4、设计一个具有十个输入端的BCD码编码器？（要求列出真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑框图）

5、设计一个三八译码器：（要求列出真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑框图）

第三章 运算方法与运算部件

1.已知X=21，Y=17，求[X+Y]BCD=？[X+Y]余3=？

2.已知：X=0.1011，Y=0.0101，求[0.5X]补，[0.25X]补，[-X]补，2[X]补，[0.5Y]补，[0.25Y]补，[-Y]补，2[-Y]补。

3.已知：2[X]补=1.0101001，1/2[Y]原=1.01011000，用变形补码计算[X]补+[Y]补，并判断溢出。

4.X=-1101, Y=-1011, 用原码一位乘求X*Y

5.X=-1101, Y=-1011, 用补码一位乘求X*Y

6.求信息1011的海明码

7.信息位8位的海明码，在接收到报文110010100000，求出发送端发送的信息位。

第四章 主 存 储 器 

1.使用多体结构的主存储器的目的？什么是低位地址叉，其优点何在？

(1)使用多体结构的主存储器，是为了使用可以读写的多个主存储器，以提高对它们并行读，快速得到多个数据的能力。缓解单个主存储器读写速度慢的矛盾。

(1)在多体结构的主存储器中，通常多选用把相邻的存储字存放在不同的存储体中，这被称为低位地址交叉的组织形式，它更符合程序运行的局部性原理，有利于同时（或时间上有覆盖）地读写地址相邻的几个存储字。

2、静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？各自主要应用在什么地方？

(1) 

静态存储器读写速度快，生产成本高，通常多用其实现容量可以较小的高速缓冲存储器。

3、存储器按材质分可分为几大类？   可分为三大类： 磁性存储器、半导体存储器、光存储器。

4、存储器的地址线和它容量关系？    静态存储器：容量=2n    n——地址线根数

                                   动态存储：（对行、列选择的）  容量=22n       n——地址线根数

5、存储器的主要技术指标有哪些？   主要技术指标：容量、存取速度、价/位（价格）

6、简述六管静态存储器结构及工作过程？

其结构如下图所示：

工作过程：

    存入“1”

    W=1  T5  T6  开通

    D=1   T6 A T1开通  B=0  T2止   A=1

    W=0后 T5 T6 截止 A=1  B=0  存入“1”

    读出：若原存“1”

    W=1  T5 T6 开通 A=1 T6 D=1 取出。

    保存： W=0 T5 T6 截止，状态不变。

7、如何用2114和8位机CPU连接成一个1K*8的系统？（位扩展）

8、单管动态随机存储器结构及工作过程？

结构如图所示：

  M                       

                  T           

  D                           

                          C

存数：例存“1”

W=1    T开通   1==D T C 充电

W=0    C充上电     VC=E

读出：W=1    T开通    VC D   VC=E 取出“1”  VC =0取出“0”

9、MROM   PROM  EPROM    DRAM   SRAM  各是什么芯片？

MROM：腌膜只读存储器

    PROM：可编程只读存储器

    EPROM：紫外线擦除可擦写只读存储器。

    DRAM：动态随机存储器。

    SRAM：静态随机存储器。

11、提高存储器和CPU传输信息速度的方法？

    采用高速的存储器芯片。

    采用多体并行存储器、扩展字宽提高主存频带宽度（Bm）

    采用多体交叉编址，同时读取多个信息。

采用设置CACHE存储器方式。

12．如何用62和16位机CPU连接成一个16K*16的系统？

第五章 指令系统

1.确定哪些数据类型用数据表示来实现，下面几项中不重要的是：

A.能够缩短程序运行的时间           B.数据表示能够有良好的通用性和利用率

C.尽可能多的用硬件实现，提高性能   D.减少CPU和主存储器之间的通信量 

2．有效的缩短地址码的长度，主要采用的有哪些方法？

（1）用间址寻址方式缩短地址码长度

（2）用变址寻址方式缩短地址码长度

（3）用寄存器间接寻址方式缩短地址码长度是最有效的方法

3.指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？

A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. huffman编码法 D. 以上编码都不是

4、人们根据特定需要预先为计算机编制的指令序列称为（   ）。 A、软件   B、文件   C、集合    D、程序

5、先计算后再访问内存的寻址方式是（   ）。 A、立即寻址  B、直接寻址 C、间接寻址 D、变址寻址

6、以下四种类型指令中，执行时间最长的是（   ）。 A、RR 型  B、RS 型  C、SS 型  D、程序控制指令

8、在计算机中存放当前指令地址的寄存器叫（   ），在顺序执行指令的情况下（存储器按字节编址，指令字长32位），每执行一条指令，使寄存器自动加（      ）；在执行（     ）指令或（     ）操作时，（     ）应接收新地址。

A、指令寄存器   B、地址寄存器   C、程序寄存器    D、转移  E、中断   F、顺序    G、1    H、2    I、4

9、在CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为（），保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（），算术逻辑运算的结果通常放在（ ）或（）中。

A、程序计数器  B、指令寄存器 C、程序状态字 D、通用寄存器  E、地址寄存器   F、数据寄存器  G、累加器

10、下列叙述中，能反映RISC特征的有（）。

A、丰富的寻址方式 B、使用微程序控制器 C、执行每条指令所需的机器周期数的平均值小于2  D、多指令格式

E、指令长度不可变  F、简单的指令系统  G、只有Load/Store指令访问存储器  H、设置大量通用寄存器

I、在编译软件作用下的指令流水线调度

11、设相对转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，其地址是 2000H，第二个字节是相对位移量，那么： 

  (1)若第二个字节的内容为06H，则转移到的地址为 ______ 。  A、2008H  B、2009H  C、1FFCH  D、FFBH 

  (2)若转移到的地址为1FFDH，则第二个字节的内容为 _______。 A、05H   B、FBH    C、FDH    D、FFH

1、一台计算机所有（      ）指令的（    ），称为这台计算机的指令系统。

2、形成指令地址的方式称为（     ）方式，有（      ）寻址和（    ）寻址两种，使用（     ）来跟踪指令地址。

3、RISC指令系统的最大的特点是（     ）；（     ）固定；（     ）种类少；只有（    ）指令访问存储器。

4、不同机器有不同的（      ），RISC指令系统是（     ）指令系统的改进。

5、二地址指令中，操作数的物理位置有三种形式，他们是（      ）型、（     ）型和（    ）型。

6、条件转移指令、无条件转移指令、转子指令、返主指令和中断返回指令都是（         ）指令。这类指令在指令格式中所表示的地址是（      ），而不是（     ）。

7、数据传送指令的功能是实现（       ）和（       ）之间，（       ）和（       ）之间的数据传送。

8、计算机的低级语言分为（        ）和（         ），这两种语言都是面向（        ）的语言，高级语言的语句和用法与具体（      ）的（       ）无关。

9、在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在（       ）中，而操作数存放在（      ）中。

10、根据操作数所在位置指出其寻址方式

（1）操作数在寄存器中为（       ）（2）操作数地址在寄存器中为（        ）（3）操作数在指令中为（         ）

（4）操作数的地址为某一寄存器内容与位移量之和，可以是（       ）、（      ）或（       ）。

6、假设（R）＝1000，（1000）＝2000，（2000）＝3000 若:(PC）＝4000,问在以下寻址方式下访问到的操作数的值什么？ 

 （1）寄存器寻址　　     R                     （2）寄存器间接寻址      （R） 

 （3）直接寻址         1000                      （4）存储器间接寻址    （1000） 

 （5）相对寻址       －2000（PC）                （6）立即数寻址     2000

7、某计算机字长16位，运算器16位，有16个通用寄存器，8种寻址方式，主存客量为k字，指令中地址码由寻址方式字段和寄存器字段组成，试问。 

    （1）单操作数指令最多有多少条? 

    （2）双操作数如指令最多有多少条？ 

    （3）单字长指令间接寻址范围有多大？ 

1．指令按地址码可分为哪几种？     零地址指令，一地址指令，二地址指令，三地址指令，多地址指令

2．  指令按操作码可分为哪几种？     定长码指令，变长码指令

3．  最快的寻址方式是什么？     是立即寻址方式，因为该指令只一次访问存储器，取指令后，便得到了操作数

4．  程序控制类指令中含哪几种？      转移指令，调用指令，返回指令

5． 指令操作分为几步？各步完成什么操作？    指令执行分三步，它们是，取指令，分析指令，执行指令

6．  RISC和CISC代表什么？     RISC：精简指令系统计算机；CISC：复杂指令系统计算机

7．指令兼容有几种形式？各是什么？     指令兼容有两种，一种是向上兼容，另一种是向下兼容

8、将高级语言源程序转换成机器语言程序有哪几种方法？每种方法各有何特点？

高级语言源程序转换成机器语言程序的方法：

 1）编译法：速度快   交互性差，有完整目标程序   2）解释法：速度慢   交互性好  无完整目标程序

9、计算机程序设计语言共分几级？每级各有何特点？

程序设计语言共分三级

       机器语言    快    占空间少    不易懂   不脱机

       汇编语言   较快   占空间较少  较易懂   不脱机

       高级语言    慢    占空间多     易懂    脱机

设计题 （选作题） 

6、设有两种flash芯片，128K×8位8片，512K×8位2片，试用这些芯片构成512K×32位的存储器。

解：要设计512K×32位的存储器必须使用给定的全部存储器芯片，方案是：用2片512K×8位的芯片构成存储器的高16位（位扩展），用8片128K×8位的芯片构成存储器的低16位（复合扩展）。其中后者使用一片2：4译码器。

第六章  处理部件

1．  处理器的四个主要功能是（         ）（         ）（          ）（        ）。

2．  CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为（     ），保存下一条指令地址的寄存器为（   ），保存CPU方寸地址的寄存器为（     ）。

3． CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做（  ），它常用若干个（  ）来表示，而后者又包含若干个（  ）。

4． 一条机器指令的执行可以与一段微指令构成的（     ）相对应，微指令可有一系列（      ）组成。 

5．  一般而言，CPU至少有（    ）、（    ）、（    ）、（    ）、（    ）和（    ）六个寄存器。

6．  指令执行过程中，DBUS→MDR →IR所完成的功能是将从存储器中读取的指令经存储器数据线送入（     ），在通过总线送入（    ）。

7． CPU组成中不包括（   ）。A.指令寄存器  B.指令译码器  C.地址寄存器  D.地址译码器

8．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入（  ）。 A.累加器   B.地址寄存器  C.PC   D.存储器

9．一个节拍脉冲持续的时间长短市（  ）。 A.指令周期  B.机器周期  C.时钟周期  D.以上都不对

10．指令周期是指（  ）。A. CPU从主存取出一条指令的时间B. CPU执行一条指令的时间C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间  D. 时钟周期时间 

11．  将微程序存储在ROM中不加修改的控制器属于（）。A. 组合逻辑控制器 B. 动态微程序控制器

C. PLA控制器  D. 静态微程序控制器

12．某寄存器中的值有时是地址，这只有计算机的（   ）才能识别它。A. 译码器 B. 判断程序 C. 指令 D. 时序信号

13．状态寄存器用来存放（）。A. 算术运算结果B. 逻辑运算结果C. 运算类型D. 算术.逻辑运算及测试指令的结果状态

14． 在计算机中，存放微指令的控制存储器隶属于（）。A. 外存B. 高速缓存 C. 内存储器D. CPU

1．什么是硬布线控制器？它的主要特点？

2．微指令控制码段分段编码的原则？

⑴ 段长可相等，也可不等；

⑵ 相斥性信号放在同一段内；

⑶ 相容性信号放在不同段内。

3．原理性地说明ADD  R0，R1指令的执行步骤。

指令中给出操作码和R0、R1的编号，指令执行步骤：

4．微指令控制码段编码方法有哪几种？

6．画出指令流水操作的流水时空图(取指令部件、分析指令部件、执行指令部件)?

7．微程序的后继微地址有哪些形成方法？

8．解释下列符号的含义：CISC，RISC，IR，ID，CPU

9.  造成流水线阻塞的因素有哪些？

10.  计算机内部有哪两股信息在流动？

11．计算机电源环境改进的措施有哪些？

（1）加交、直流稳压器；（2）加不间断电源UPS；（3）加隔离变压器，产生电源正常信号；

（4）加阻容吸收装置并联在设备上；（5）设置电压测试电路，产生电源正常信号。

第七章 存储系统

1.层次化存储器涉及到主存、辅存、Cache和寄存器，按存取时间由短至长的顺序是（   ）、（   ）、（   ）、（   ）。

2.虚拟存储器是建立在（    ）结构上，用来解决（   ）的问题。

3. Cache介于主存和CPU之间，其速度比主存（ ），容量比主存小得多。它的作用是弥补CPU与主存在（  ）的差异。

4.地址映射是用来确定（      ）地址与（        ）地址之间的逻辑关系。

5.常用的地址映射方法有（           ）、（           ）和组相联映射三种。

6.虚拟存储器指的是（          ）层次，它给用户提供了一个比实际（       ）空间大的多的（      ）空间。

7.CPU能直接访问（    ）和（    ），但不能直接访问磁盘和光盘。

8.建立高速缓冲器的理论依据是（     ）。

9. Cache是一种（       ）存储器，是为了解决CPU了主存之间（           ）不匹配而采用的一项重要的硬件技术，现发展为（           ）体系和（         ）分设体系。

10.相联存储器是按（           ）访问的存储器，在Cache中用来存放（        ），在虚拟存储器中用来存放（        ），在这两种应用中，都需要（         ）查找。

11.双端口存储器和多模块交叉存储器属于（        ）存储器结构。前者采用（    ）技术，后者采用（    ）技术。

12.多用户共享主存时，系统应提供（    ）。通常采用的方法是（    ）保护和（      ）保护，并用硬件来实现。 

13. 计算机的存储器采用分级方式是为了（） 。

A. 减少主机箱的体积B. 解决容量、价格、速度三者之间的矛盾C. 保存大量数据方便D. 操作方便

14.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

15. 在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（）完成地址映射。A 程序员 B 编译器 C 装入程序D 操作系统

16.某计算机字长为32位，其存储器容量为16MB，若按双字编址，它的寻址范围是（  ）。

  A.0～4M   B.0～2M       C.0～4MB       D.0～2MB 

17.在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（  ）完成地址映射。A. 程序员B. 编码器C.装入程序D.操作系统 

18. 双端口存储器所以能高速运行读/写，是因为采用（  ）。

A. 高速芯片B. 两套相互的读/写电路C. 流水技术D. 新型器件

19.存储单元是指（）。A. 存放一个二进制信息位的存储元B. 存放一个机器字的所有存储元集合

C. 存放一个字节的所有存储元集合D. 存放两个字节的所有存储元集合

20.某计算机字长为32位，其存储器容量为MB，若按字节编址，它的寻址范围是（  ）。

  A.0～8M   B.0～16M       C.0～16MB       D.0～8MB 

21.某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源端和接地端外，该芯片引出线的最小数目应为（）。

    A. 23   B. 25       C.50       D.19 

22.模4交叉存储器有4个存储模块，它们有各自的（  ）。A. 地址寄存器B. 地址寄存器和指令寄存器

C. 地址寄存器和数据缓冲寄存器D. 地址寄存器、数据缓冲寄存器和指令寄存器

23.某计算机字长16位，它的存储容量是KB，若按字编址，那么它的寻址范围是（）。

    A.0～K   B.0～32K       C.0～KB       D.0～32KB

24. 某DRAM芯片的存储容量为512K×8，该芯片的地址线和数据线数目分别为（）。 

    A. 8、512   B. 512、8       C.18、8       D.19、8

1.存储系统的概念？设计存储系统的目的？

2.串行存储器分为哪几种？

3.请说明存储器层次结构，各层的用途特点。

4.高速缓冲存储器（cache）的功能？ 

5.请说明cache的工作原理。

6.直接映射方式的有缺点是什么？

7.全相联映射方式的特点是什么？

8.组相联映射方式的特点是什么？ 

8.解释替换算法的概念？

9.FIFO是什么算法，解释该算法？

10.LFU是什么算法，解释该算法？

11.LRU是什么算法，解释该算法？

12.RAND是什么算法，解释该算法？

13.单一cache与双cache（同层）各有什么特点？

14.存储保护主要包括哪些方面？并简要说明。 

15.cache一致性保证措施是如何实现的？

17.相联存储器的概念及组成 

16.请说明虚拟存储器的工作过程。 

17.画出页式虚拟存储器地址映射电路结构框图。 

18.页式虚拟存储器的页表一般包含那几部分及各部分的作用是什么？

21.某半导体存储器容量为14KB，其中0000H～1FFFH为ROM区，2000H ～37FFH为RAM区，地址总线A15 ～A0，双向数据线D7 ～D0，读/写控制线R/W。可选用的存储芯片有EPROM4KB/片，RAM2K×4/片。

（1）画出该存储芯片级逻辑图，包括地址线、数据线、片选信号线（低电平有效）及读/写信号线的连接；

（2）说明加到各芯片的地址范围；

（3）写出各片选信号的逻辑式。

22．说明采用多级结构的存储器系统的每一层存储器所用的存储介质的种类。 

高速缓冲存储器用静态存储器芯片实现，主存储器用动态存储器芯片实现，虚拟存储器使用的是高速磁盘上的一片存储空间。 

23．下表给出的各存储器方案中，哪些是合理？哪些是不合理的？对不合理得如何进行修改？  

26．已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，若使用4K×4位RAM芯片组成该机所允许的最大空间，并选用模块条的形式，问：

（1）若每个模块条为32K×8位，共需几个模块条？

（2）每个模块条内共有多少片RAM芯片？

（3）CPU如何选择各模块条？

27．设存储器容量为32个字，字长位，模块数m=4，请分别画出按顺序方式和交叉方式组织的存储器结构示意图。