计算机组成原理2
计算机组成原理第二章(第三讲)
[例16] 参见图2.6，已知两个不带符号的二进制整 数A ＝ 11011，B ＝ 10101，求每一部分乘积项aibj 的值与p9p8……p0的值。 请同学们自己完成。
本讲总结
1. 溢出及其检测方法 2.基本的二进制加/减法器（难点，熟练掌握）
理解并熟练掌握图2.3
3.十进制加法器 4.原码并行乘法（难点，掌握） 理解并掌握图2.6
[ｘ]补＝0.1011 ， [ｘ ]补 ＋ [ｙ ]补
[ ｘ＋ｙ] 补
无进位
[ｙ]补＝0.1001 0.1011 0.1001 1.0100
有进位
两正数相加，结果为负，显然错误。
－－运算中出现了“上溢”
[又例] ｘ＝＋0.1011, ｙ＝＋0.0010， 求ｘ＋ｙ。
[解:]
[ｘ]补＝0.1011 ， [ｘ]补 ＋ [ｙ]补 无进位
计算机组成原理
3
2.2.3 溢出概念与检验方法
两个正数相加，结果为负（即：大于机器
所能表示的最大正数），称为上溢。 两个负数相加，结果为正（即：小于机器 所能表示的最小负数)，称为下溢。 运算出现溢出，结果就是错误的。
[例12] ｘ＝＋0.1011, ｙ＝＋0.1001，求ｘ＋ｙ。
[解:]
计算机组成原理?第一章计算机系统概论?第二章运算方法和运算器?第三章存储系统?第四章指令系统?第五章中央处理器?第六章总线系统?第七章外围设备?第八章输入输出系统?第九章并行组织目录计算机组成原理3?上一讲回顾1
计算机组成原理
目录
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第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
现在我们计算一个n位的行波进位加法器的时间延迟。 假如采用图2.3(a)所示的一位全加器并考虑溢出检测，那么n 位行波进位加法器的延迟时间ta为 ta＝n·2T＋9T＝(2n＋9)T (2.24) 9T为最低位上的两极“异或”门再加正溢出“异或”门 的总时间，2T为每级进位链的延迟时间。 当不考虑溢出检测时，有 ta＝(n-1)·2T＋9T (2.25) ta意味着加法器的输入端输入加数和被加数后，在最坏 情况下加法器输出端得到稳定的求和输出所需的最长时间。 显然这个时间越小越好。注意，加数、被加数、进位与和数 都是用电平来表示的，因此，所谓稳定的求和输出，就是指 稳定的电平输出。
计算机组成原理(第二版)唐朔飞各章节习题与答案
第一章练习习题（一）2017-04-24马辉安阳师院mh1、通常划分计算机发展时代是以（）为标准的。
A、所用的电子元器件B、运算速度C、计算机结构D、所用语言2、微型计算机的发展以（）技术为标志。
A、操作系统B、微处理器C、磁盘D、软件3、电子计算机技术发展至今，其运行仍遵循一位科学家提出的基本原理，他是（）。
A、牛顿B、爱因斯坦C、爱迪生D、冯诺依曼4、以下说法中，正确的是（）。
A、控制器能理解并执行所有指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元C、所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D、都不对5、电子计算机发展的四代中所用的主要元器件分别是（）A、电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件B、晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质C、电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路D、电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件6、下列选项中不是冯诺依曼机器的最根本特征的是（）。
A、以运算器为中心B、指令并行执行C、存储器按地址访问. word完美格式.D、数据以二进制编码，用二进制运算7、在CPU的组成中不包括（）A、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器8、存储字是指（）A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数9、存储字长是指（）选项同上题10、计算机中数据处理中心是（）A、主机B、运算器C、控制器D、I/O系统11、以下说法错误的是（）A、硬盘是外部设备B、软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的C、硬件实现的功能一般比软件实现具有较高的执行速度D、软件的功能不能由硬件替换12、32位微机是指该计算机所用的CPU（）A、具有32个寄存器B、能同时处理32位的二进制数C、能处理32个字符D、运算的结果最大为2的32次方13、下列选项中，描述浮点数操作速度的指标是（）A、MIPSB、CPI. word完美格式.C、IPCD、MFLOPS14、当前设计高性能计算机的重要技术途径是（）A、提高CPU主频B、采用非冯诺依曼结构C、扩大主存容量D、采用并行处理技术答案：1、A2、B3、D4、B5、C6、B7、B8、A9、B 10、B 11、D 12、B 13、D 14、D第三章练习习题（一）2017-05-04马辉安阳师院mh 1、连接计算机与计算机之间的总线属于（）总线A、片内B、系统C、通信D、都不对2、挂接在总线上的多个部件（）A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线上接收数据B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据3、在总线上，同一时刻（）A、只能有一个主设备控制总线传输操作B、只能有一个从设备控制总线传输操作C、只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作D、可以有多个主设备控制总线传输操作. word完美格式.4、总线是计算机各部件交换信息的公共通路，当使用总线传送数据时在每一时刻在总线上传送（）A、多个部件发送给多个部件的信息B、多个部件发送给一个部件的信息C、一个部件发送给一个部件的多组信息D、一个部件发送给多个部件的一组信息5、系统总线是指（）A、运算器、控制器、寄存器之间的连接部件B、运算器、寄存器、主存之间的连接部件C、运算器、寄存器、外围设备之间的连接部件D、CPU、主存、外围设备之间的连接部件6、系统级的总线是用来连接（）A、CPU内部的运算器和寄存器B、主机系统板上的所有部件C、主机系统板上的各个芯片D、系统中的各个功能模块或设备7、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（）A、地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现B、地址信息和数据信息不能同时出现C、两种信息源的代码在总线中不能同时出现D、都不对8、下面所列的（）不属于系统总线接口的功能A、数据缓存B、数据转换C、状态设置D、完成算术逻辑运算9、地址总线、数据总线、控制总线三类是根据（）来划分的A、总线所处的位置. word完美格式.B、总线传送的内容C、总线的传送方式D、总线的传送方向10、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、用于指定主存或IO设备接口的地址11、CPU的控制总线提供（）A、数据信号流B、所有存储器和IO设备的时序信号及控制信号C、来自IO设备和存储器的响应信号D、包含B和C 12、在系统总线的数据线上，不可能传输的是（）A、指令B、操作数C、握手（应答）信号D、中断类型号答案：1、C2、B3、A4、D5、D6、D7、C8、D 9、B 10、D 11、D 12、C第三章练习习题（二）2017-05-08马辉安阳师院mh1、串行总线主要用于（）A、连接主机与外围设备. word完美格式.B、连接主存与CPUC、连接运算器与控制器D、连接CPU内部各部件2、不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为（）A、并行传输方式B、串行传输方式C、总线复用方式D、分离式通信3、在一个16位的总线系统中，若时钟频率为100MHz，总线周期为5个时钟周期传输一个字，则总线带宽是（）A、4MBpsB、40MBpsC、16MBpsD、64MBps 4、某总线有104根信号线，其中数据总线32根，若总线工作频率为33MHz，则其理论最大传输率为（）A、33MBpsB、64MBpsC、132MBpsD、164MBps5、在链式查询方式下，越靠近控制器的设备（）A、优先级越高，得到总线使用权的机会越多B、优先级越低，得到总线使用权的机会越少C、优先级越低，得到总线使用权的机会越多D、优先级越高，得到总线使用权的机会越少6、若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传输需2个总线时钟周期，则总线数据传输率为（）A、16MbpsB、8MbpsC、16MBpsD、8MBps. word完美格式.7、假设某系统总线在一个总线周期中能并行传输4字节的信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）A、10MBps B、20MBpsC、40MBpsD、80MBps8、设一个32位微处理器配有16位的外部数据总线，若时钟频率为50MHz，若总线传输最短周期为4个时钟周期，则总线的最大数据传输率为（）A、12.5MBpsB、25MBpsC、50MBpsD、16MBps9、在三种集中式总线仲裁中，（）方式对电路故障最敏感A、链式查询B、计数器定时查询C、独立请求D、都一样10、在独立请求方式下，若有N个设备，则（）A、需N个总线请求信号和N个总线响应信号B、有一个总线请求信号和N个总线响应信号C、总线请求信号多于总线响应信号D、总线请求信号少于总线响应信号11、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）A、有N条总线请求信号B、共用一条总线请求信号C、有N-1条总线请求信号D、无法确定答案：. word完美格式.1、A2、C3、B4、C5、A6、D7、B8、B9、A 10、A 11、B第三章练习习题（三）2017-05-09马辉安阳师院mh1、总线主设备是指（）A、掌握总线控制权的设备B、申请作为主设备的设备C、被从设备访问的设备D、总线裁决部件2、总线的从设备是指（）A、申请作为从设备的设备B、被主设备访问的设备C、掌握总线控制权的设备D、总线源设备3、总线上信息的传输总是由（）A、CPU启动B、总线控制器启动C、总线主设备启动D、总线从设备启动4、以下叙述中错误的是（）A、总线结构的传送方式可以提高数据的传输速度B、与独立请求发送相比，链式查询方式对电路的故障更敏感C、PCI总线采用同步传输协议和集中式仲裁方式D、总线的带宽是总线本身所能达到的最高传输速率5、同步控制方式是（）A、只适用于CPU控制的方式. word完美格式.B、只适用于外围设备控制的方式C、由统一时序信号控制的方式D、所有指令执行时间都相同的方式6、同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速度，是因为（）A、同步通信不需要应答信号且总线长度较短B、同步通信用一个公共的时钟信号进行同步C、同步通信中，各部件存取时间比较接近D、以上各项因素的综合结果7、以下各项中，（）是同步传输的特点A、需要应答信号B、各部件的存取时间比较接近C、总线长度较长D、总线周期长度可变8、在同步通信中，一个总线周期的传输过程通常是（）A、先传送数据，再传送地址B、先传送地址，再传送数据C、只传送数据D、都不对9、总线的异步通信方式（）A、不采用统一时钟信号，只采用握手信号B、既采用统一时钟信号，又采用握手信号C、既不采用统一时钟信号，又不采用握手信号D、采用统一时钟信号，不采用握手信号10、下列选项中英文缩写均为总线标准的是（）A、PCI、CRT、USB、EISAB、ISA、CPI、VESA、EISA. word完美格式.C、ISA、SCSI、RAM、MIPSD、ISA、EISA、PCI、PCI-Express11、在目前计算机上广泛使用的U盘，其接口使用的总线标准是（）A、VESAB、USBC、AGPD、PCI答案：1、A2、B3、C4、A5、C6、D7、B8、B9、A 10、D 11、B第四章练习习题（一）2017-05-27马辉安阳师院mh 1、和外存储器相比，内存储器的特点是（）A、容量大、速度快、成本低B、容量大、速度慢、成本高C、容量小、速度快、成本高D、容量小、速度快、成本低2、存储体按照一定的顺序划分成许多存储单元，存储单元有一个编号，称为存储单元的地址，访问存储器必须按照地址进行，存储单元中存放的是（）A、存储器单元的地址编号B、指定单元存放的数据C、将要写入存储单元的内容D、访问存储器的控制命令3、磁盘属于（）类型的存储器. word完美格式.A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器4、某计算机系统，其操作系统保存在硬盘上，其内存储器应该采用（）A、RAMB、ROMC、RAM和ROMD、都不对5、计算机的存储系统是指（）A、RAMB、ROMC、主存储器D、Cache、主存储器和外存储器6、、一般存储系统由三级组成，下列关于各级存储器的作用及速度、容量的叙述中正确的是（）A、主存存放正在CPU中运行的程序，速度较快，容量很大B、Cache存放当前所有频繁访问的数据，特点是速度最快、容量较小C、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很慢D、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很快7、以下器件中存取速度最快的是（）A、CacheB、主存C、寄存器D、磁盘8、在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（）A、主存储器B、磁盘. word完美格式.C、磁带D、光盘9、下列叙述中，（）是正确的A、主存可由RAM和ROM组成B、主存只能由RAM组成C、主存只能由ROM组成D、都不对10、在存储器层次结构中，存储器从速度最快到最慢的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、寄存器-Cache-辅存-主存D、寄存器-Cache-主存-辅存11、在存储器层次结构中，存储器从容量最大到最小的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、辅存-主存-Cache-寄存器D、寄存器-Cache-主存-辅存12、用户程序所存放的主存空间属于（）A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器答案：1、C2、B3、D4、C5、D6、C7、C8、A9、A 10、D 11、C 12、A. word完美格式.第四章练习习题（二）2017-05-31马辉安阳师院mh1、以下（）表示从主存M中读出数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)2、以下（）表示向主存M中写入数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)3、下列说法中正确的是（）A、半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B、DRAM是易失性RAM，而SRAM中的存储信息是不易失的C、半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电，所存信息是不丢失的D、半导体RAM是非易失性的RAM4、下面有关系统主存的叙述中，错误的是（）A、RAM是可读可写存储器，ROM是只读存储器B、ROM和RAM的访问方式相同，都采用随机访问方式进行C、系统的主存由RAM和ROM组成D、系统的主存都是用DRAM芯片实现的5、静态半导体存储器SRAM指（）A、在工作过程中，存储内容保持不变B、在断电后信息仍保持不变. word完美格式.C、不需动态刷新D、芯片内部有自动刷新逻辑6、半导体静态存储器SRAM的存储原理是（）A、依靠双稳态电路B、依靠定时刷新C、依靠读后再生D、信息不再变化7、动态RAM的特点是（）A、工作中存储内容动态地变化B、工作中需要动态地改变访存地址C、每隔一定时间刷新一遍D、每次读出后需根据原存内容全部刷新一遍8、和静态RAM相比，动态RAM具有（）优点A、容量能随应用任务需要动态变化B、成本低、功耗低C、掉电后内容不会丢失D、内容不需要再生9、DRAM的刷新是以（）为单位进行的A、存储单元B、行C、列D、存储元10、某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）A、64、16B、16、64C、64、8D、16、1611、某存储器容量为32K×16位，则（）A、地址线为16根，数据线为32根. word完美格式.B、地址线为32根，数据线为32根C、地址线为15根，数据线为16根D、地址线为15根，数据线为32根12、在存储器芯片中，地址译码采用双译码方式是为了（）A、扩大寻址范围B、减少存储单元数目C、增加存储单元数目D、减少存储单元选通线数目13、在1K×1位的存储芯片中，采用双译码方式，译码器的输出信号有（）条A、1024B、64C、32D、10 答案：1、A2、B3、C4、D5、C6、A7、C8、B9、B 10、D 11、C 12、D 13、B第四章练习习题（三）2017-06-01马辉安阳师院mh1、以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是（）A、DRAMB、SRAMC、FLASHD、EEPROM2、既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又在断电后可不丢失信息的ROM是（）A、EEPROMB、FLASH. word完美格式.C、EPROMD、PROM3、下列存储器中可电改写的只读存储器是（）A、EEPROMB、EPROMC、ROMD、RAM4、下列几种存储器中，（）是易失性存储器A、CacheB、EPROMC、Flash MemoryD、CDROM5、下列各类存储器中，不采用随机方式的是（）A、EPROMB、CDROMC、DRAMD、SRAM6、某内存若为16MB，则表示其容量为（）KBA、16B、16384C、1024D、16000 7、若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址从小到大依次是（）A、12345678B、78563412C、87654321D、341278568、某计算机字长为32位，存储器容量为16MB，CPU按半字寻址时可寻址的单元数为（）A、224B、223C、222D、2219、某计算机字长为16位，存储器容量为64KB，CPU按字寻址，其可寻址的单元数是（）A、64KB、32KBC、32KD、64KB10、4片16K×8位的存储芯片，可设计为（）容量的存储器. word完美格式.A、32K×16位B、16K×16位C、32K×8位D、8K×16位11、16片2K×4位的存储器可以设计为（）存储容量的16位存储器A、16KB、32KC、8KD、2K12、设CPU地址总线有24根，数据总线有32根，用512K×8位的RAM 芯片构成该机的主存储器，则该机主存最多需要（）片这样的存储芯片。
计算机组成原理 第2章
《计算机组成原理与实验》 冶金工业出版社
计算机组成原理——第 2章
原码、反码与补码
• 例2：已知[x]补=11101110，求[-x]补、[x]反、[x]原及真值x。 解：[-x]补=00010010 （[x]补取反加1） [x]反=11101101 （[x]补减1） [x]原=10010010 （[x]原低7位取反） 真值x=-0010010B=-12H=-18D
《计算机组成原理与实验》 冶金工业出版社
计算机组成原理——第 2章
补码表示法
• 对定点整数，补码的定义是： X [X]补= 2n > x 0 （mod 2n+1）
2n+1+x=2n+1-|x|
0 > x -2n
《计算机组成原理与实验》 冶金工业出版社
计算机组成原理——第 2章
补码表示法
• 利用补码可以将减法运算变成加法运算来实现。但是 根据补码定义，求负数的补码要从2减去|X|。为了用加 法代替减法，结果还得在求补码时作一次减法，这显 然是不方便的。可以利用反码的方式解决负数的求补 问题。 • 另一方面，利用补码实现减法运算，可以和常规的加 法运算使用用一加法器电路，从而简化了计算机的设 计。
移码表示法
• 移码的定义：[X]移=2n +X （-2n = <x< 2n）n为阶码数值位 (除符号位)
• 移码的计算：先求出X的补码，再对其符号位取反或直接利用定 义计算。
《计算机组成原理与实验》 冶金工业出版社
计算机组成原理——第 2章
移码的特点
（1）在移码中，最高位为“0”表示负数，最高位为“1”表示正数。 （2）移码为全0时，它所对应的真值最小，为全1时，它所对应的真 值最大。因此，移码的大小比较直观地反映了真值的大小，这有 助于比较两个浮点数阶码的大小。 （ 3 ） 真 值 0 在 移 码 中 的 表 示 形 式 是 唯 一 的 ， 即 [+0] 移 =[-0] 移 = 100…0。 （4）移码把真值映射到一个正数域，所以可将移码视为无符号数， 直接按无符号数规 则比较大小。 （5）同一数值的移码和补码除最高位相反外，其他各位相同。
北航在线作业计算机组成原理答案2
第1题 某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为___。
A、64，16
B、16，64
C、64，8
D、16，16
答案：D
第2题 常用的虚拟存储系统由___两级存储器组成。
A、主存—辅存
A、数据缓存
B、数据转换
C、状态设置
D、完成算术及逻辑运算
答案：D
多项选择题
第13题 在机器数___中，零的表示形式是唯一的。
A、原码和补码
B、反码
C、移码
D、补码
答案情况下，ROM和RAM在存储体中是统一编址的。
正确
错误
答案：正确
第20题 Cache是内存的一部分，它可以由指令直接访问。
正确
错误
答案：错误
正确
错误
答案：错误
第17题 控制存储器是用来存放微程序的存储器，它应该比主存储器速度快。
正确
错误
答案：正确
第18题 因为动态存储器是破坏性读出，所以必须不断地刷新。
正确
错误
答案：错误
第4题 下列元件中存取速度最快的是___。
A、Cache
B、寄存器
C、内存
D、外存
答案：B
第5题 对于没有外存储器的计算机来说，监控程序可以存放在___。
A、DRAM
B、SRAM
C、闪速存储器
D、EPROM
B、左端口与右端口的地址码相同
C、左端口与右端口的数据码不同
D、左端口与右端口的数据码相同
答案：B
第11题 主机、外设不能并行工作的是___。
计算机组成原理章二
2.将十进制数“-27/64”表示成IEEE754标准32位浮点 规格化数。
3.已知X=10111,Y=11011,用变形补码计算X-Y,同时指出 运算结果是否溢出。
4.设标准门的延迟时间为T,与或非门的延迟时间为1.5T, 异或门的延迟时间为3T,写出F2和Cn+4的延迟时间。
3.已知X=10111,Y=11011,用变形补码计算X-Y,同时指出
运算结果是否溢出。
解：[ｘ]补＝0010111
[ｙ]补＝0011011, [-ｙ]补＝1100101[ｘ]补001源自111+ [-ｙ]补
1100101
_________________________________
1111100
两个符号位出现“11”,表示无溢出
[X-Y]补 = 111100, X-Y = -00100
4.设标准门的延迟时间为T,与或非门的延迟时间为1.5T,
异或门的延迟时间为3T,写出F2和Cn+4的延迟时间。
F2 = T + 1.5T + 3T + 3T = 8.5T Cn+4=T + 1.5T + 1.5T + 1.5T = 5.5T
1.设[x]补=1.A000100,A取0或1,若要x>-0.5,求A的取值。
解：（-0.5)10 = (-0.100000)2 [-0.100000]补＝1.100000 若要x>-0.5,A取值1
2.将十进制数“-27/64”表示成IEEE754标准32位浮点规格化数。 解：（-27/64）10 = (-0.011011)2 -0.011011=-1.1011x 2-2 S = 1,E = -2 + 127 = 125 = (01111101)2 M = 1011 IEEE754标准32位浮点规格化数为 1 01111101 10110000000000000000000 = 1011 1110 1101 1000 0000 0000 0000 0000 = （BED80000）16
计算机组成原理第2章 数据的表示方法
• 优点：简单，直观，易懂。 • 缺点：做加减法时，需要将符号位和数值部 分分开处理。
• 原码表示进行加减运算的情况。
指令操作 操作数符1 操作数符2 实际操作 + 加法 + + + + + 减法 + + + + + + -
2、二进制定点数的补码表示
– 只照顾机器 (运算方便、节省存储空间 )，不照顾 人(是否便于理解) 。
• 机器数按小数点位置是否固定分为:
– 定点数 – 浮点数(实数)
2.2.1 无符号数
• 无符号数是指没有符号的数，在计算机中 每一位都是数据。
– 如数据的位数为16位时，无符号数的范围为 0~65535共65536个数（即216）。
• 如8421码，用12(CH)表示正号，用13(DH)表示负 号。
有权码
十进 制数
0 1 2
无权码
4311 码 十进 制数
0 1 2
8421 码
2421 码
5211 码
余3码
0011 0100 0101
格雷码 （1）
0000 0001 0011
格雷码 （2）
0000 0100 0110
0000 0000 0001 0001 0010 0010
• 下面以有权码8421码为例，进行一位BCD码 的加法运算。 1、2+7=9 2、6+8=14 3、9+8=17 0010 0110 1001 0111 1000 1000 1001 1110 修正 10001 修正 0110 0110 10100 10111
《计算机组成原理》2在线作业答案
《计算机组成原理》2在线作业答案一、单选题（共 35 道试题，共 70 分。
）1. 计算机操作的最小单位时间是（）A. 时钟周期B. 指令周期C. CPU周期D. 中断周期正确答案：A 满分：2 分2. 计算机存储数据的基本单位为（）。
A. 比特BitB. 字节ByteC. 字组WordD. 以上都不对正确答案：A 满分：2 分3. 采用虚拟存贮器的主要目的是（）。
A. 提高主存贮器的存取速度B. 扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度C. 提高外存贮器的存取速度D. 扩大外存贮器的存贮空间正确答案：B 满分：2 分4. 若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是（）。
A. 27B. －27C. －101D. 155正确答案：A 满分：2 分5. 直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入（）。
A. PCB. 地址寄存器C. 累加器D. 指令寄存器正确答案：A 满分：2 分6. 下列语句中是（）正确的。
A. 1KB＝10241024BB. 1KB＝1024MBC. 1MB＝10241024BD. 1MB＝1024B正确答案：C 满分：2 分7. 程序员编程所用的地址叫做（）。
A. 逻辑地址B. 物理地址C. 真实地址D. 伪地址答案：A正确答案：A 满分：2 分8. I/O采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是（）。
A. 控制指令B. 访存指令C. 输入输出指令D. 伪指令正确答案：C 满分：2 分9. Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作（）。
A. 直接映像B. 全相联映像C. 组相联映像D. 间接映像正确答案：C 满分：2 分10. 下列描述中（）是正确的。
A. 控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果；B. 一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五个单元；C. 所有的数据运算都在CPU的控制器中完成；D. 以上答案都正确。
计算机组成原理实验二-移位运算实验
《计算机组成原理》实验报告实验二移位运算实验一、实验目的掌握移位控制的功能及工作原理二、实验环境EL-JY-II 型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。
三、实验内容与实验过程及分析（写出详细的实验步骤，并分析实验结果）实验步骤：开关控制操作方式实验本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。
1、按图 2－4 接线：连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。
为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。
2、实验过程：（以左移为例）开始实验前要把所有控制开关电路上的开关置为高电平“1”状态。
拨动清零开关 CLR，使其指示灯灭。
再拨动 CLR，使其指示灯亮。
（1）置数：置C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置 D15---D0= “0000000000000001”，然后置C-G＝0，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，置 S0=1，S1=1，M=1 参考功能表表 2－2 可见，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置 C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。
（2）不带进位移位：置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，参考功能表 2－2，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”，再按一次【单步】，数据总线显示的数据向左移动一位。
连续按【单步】，观察不带进位移位的过程。
如想进行右移，参考表 2－2，置 S0=0，S1＝1，再按【单步】即可实现右移操作。
（3）带进位移位当数据总线显示“0000000000000001”时，置 299-G＝0，S0=1，S1=0，M=1，参考功能表 2－2，此时为带进位循环左移状态。
计算机组成原理实验2
表6-1 累加器A使用法
图6-2是累加器A判零线路
图6-2 累加器A判零线路
此线路利用内存模块中的与门7411(U21) 对或非门7427(U22)的三个输出组合，产生 ZD信号。ZD为1表示累加器A当前的内容为 零。当ZC电平正跳时ZD状态被存人触发器 7474(U19)，信号Z是它的输出。
图6-3是进位发生线路
计算机提供了一系列功能模块，这里逐一 介绍它们的组成和使用。
6.2 运算器模块
运算器模块(ALU)主要由累加器A(74198)运算器 ALU(74181x2)、累加器暂存器ACT(74377)、暂 存器TMP(74373)、输出缓冲器BUFFER(74245)， 以及进位产生线路、累加器判零线路等构成。
运算器模块上的开关KA、KB、KC以及寄存器堆 模块上的开关KR的不同组合，决定了实验计算机的 运算器结构。
从理论上讲， KA、KB、KC和KR可有16种不同 组合，但有实际逻辑意义的组合为以下几种(L表示 置左、R表示置右): (1).KA、KB、KC 、KR置为R、L、L、R，这种组 合的运算器结构如图6-5(a)。如果不使用寄存器堆， 则它简化为如图6-5(e)。
IR2(U10)是三态输出的8位寄存器。当它的接 数控制脉冲端CL出现电平正跳变时接数，当它的输 出控制OI为低电平输出，OI为高电平时IR2输出呈 高阻。
计算机组成原理(第2版)
1.3 计算机硬件的主要技术指标
1.4 本书结构
1.1 计算机系统简介
一、 计算机的软硬件概念
1. 计算机系统
计 算 机 系 统 硬件 计算机的实体， 如主机、外设等 软件 由具有各类特殊功能 的信息（程序）组成
1.1
系统软件 用来管理整个计算机系统
[M] [ACC]
被乘数
MQ X
0
[X]×[MQ]
ACC
ACC∥MQ
④ 除法操作过程
ACC ALU X
运算器
1.2
指令
初态 除 M
MQ
ACC
[M]
被除数
X MQ
[ACC]÷[X]
余数在ACC中
(3)控制器的基本组成
完成 一条 指令 取指令 PC
1.2
取指 访存
执行 访存
CU
分析指令
执行指令
IR
CU
13
1B = 23b
辅存容量
1GB = 230b
1.4 本书结构
计算机
第１篇 概论
1.4 本书结构
计算机
存储器
I/O
第２篇 计算机系统的硬件结构
系统总线
CPU
1.4 本书结构
计算机
存储器
I/O
第３篇 CPU
系统总线
CPU
中央处理器
ALU
CU
CPU 内部互连
寄存器
1.4 本书结构
计算机
存储器
I/O
MIPS CPI
每秒执行百万条指令
执行一条指令所需时钟周期数
FLOPS 每秒浮点运算次数
3.存储容量
经典：计算机组成原理-第2章-运算方法和运算器
第二章：运算方法和运算器
2．1 数据与文字的表示方法 2．2 定点加法、减法运算 2．3 定点乘法运算 2．4 定点除法运算 2．5 定点运算器的组成 2．6 浮点运算方法和浮点运算器
其中尾数域所表示的值是1.M。因为规格化的浮点数的尾数域最
左位（最高有效位）总是1。故这一位经常不予存储，而认为隐藏
在小数点的左边。
64位的浮点数中符号位1位，阶码域11位，尾数域52位，指数偏
移值是1023。因此规格化的64位浮点数x的真值为：
x=(－1)s ×(1.M) × 2E－1023 e=E－1023
[X]反=1.x1x2...xn 对于0，有[+0]反=[-0]反之分：
[+0]反=0.00...0
[-0]反=1.11...1
我们比较反码与补码的公式
[X]反=2-2-n+X
[X]补=2+X
可得到 [X]补=[X]反+2-n
8
若要一个负数变补码，其方法是符号位置1，其余各位0变1，1变 0，然后在最末位（2-n）上加1。
10100.10011=1.010010011*24 e=4 于是得到：S=0,E=4+127=131=10000011, M=010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 0100 0001 1010 0100 1100 0000 0000 0000=（41A4C000）164
计算机组成原理-2
每位取反，末位加 1 [y]补连同符号位在内，
y = （0. y1 y2 … yn + 2-n） 即得[ --y]补 y = 0. y1 y2 … yn + 2-n
14:00:32
[ y]补 = 0. y1 y2 … yn + 2-n
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2. 1. 1 定点数的表示—反码
3 反码
– 原码求补码或由补码求原码的中间过渡。 – 对亍正数，反码不原码和补码相同
5 -2 3
顺时针
可见 2 可用 + 10 代替
减法
14:00:32
5 + 10 15 - 12 3
时钟以 12为模
加法
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2. 1. 1 定点数的表示—补码
称 + 10 是 – 2 以 12 为模的补数
记作 类似 结论： 1. 两个互为补数的数，它们绝对值之和即为 模 数。 2. 一个负数加上 “模” 即得该负数的补数。 3. 正数的补数即为其本身。
如
x = +1010
[x]补 = 0,1010
用 逗号 将符号位 和数值位隔开
14:00:32
= 100000000 1011000 1,0101000
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2. 1. 1 定点数的表示—补码
x 小数
如
1＞x ≥0 0＞x ≥ 1（mod 2）
[x]补 =
2+x
x = + 0.1110 [x]补 = 0.1110
14:00:32
零(0)的原码表示有两个：正零和负零
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2. 1. 1 定点数的表示--原码
原码形式的n位定点整数的表示范围是： (2n–1–1) ～+(2n–1–1) 例如，8位定点整数的表示范围是: (27–1) ～ +(27–1)，即:–127～+127； 16位定点整数的表示范围是: –(215–1) ～ +(215–1)，即:–32767～+32767 原码表示的n位定点小数的表示范围是: – (1–2–(n–1) ) ～ + (1–2–(n–1) ) 。
计算机组成原理的题目(2)答案+解析
1.(单选题) 在计算机组成原理中，Cache缓存的作用是什么？A. 储存CPU指令B. 储存操作系统C. 临时存储CPU频繁访问的数据D. 储存外设驱动程序答案: C解析: Cache缓存用于临时存储CPU频繁访问的数据，以加快CPU的访问速度。
例如，当CPU反复读取同一段数据时，Cache可以直接从高速缓存中读取，而不必每次都访问内存，提高了数据访问效率。
2.(单选题) 什么是冯·诺依曼体系结构中的“存储程序”？A. 指存储计算机程序的光盘B. 将程序和数据存储在同一个存储器中C. 将程序和数据存储在不同的存储器中D. 将程序和数据存储在磁带上答案: B解析: 冯·诺依曼体系结构中的“存储程序”是指将程序和数据存储在同一个存储器中，程序可以像数据一样被读取和写入，实现了程序的灵活性和可修改性。
3.(单选题) 计算机系统中的时钟频率指的是什么？A. CPU执行指令的速度B. 数据传输的速率C. 主存储器的访问速度D. CPU内部时钟发生器的振荡频率答案: D解析: 计算机系统中的时钟频率指的是CPU内部时钟发生器的振荡频率，它决定了CPU 执行指令的速度，是衡量CPU性能的重要指标。
4.(单选题) 在计算机系统中，什么是硬件中断？A. 由软件主动发起的中断请求B. 外部设备发出的中断信号C. 由CPU内部错误引发的中断D. 由硬件故障引发的中断答案: B解析: 硬件中断是由外部设备发出的中断信号，通知CPU需要进行处理。
例如，外部设备完成了数据传输，可以通过硬件中断通知CPU数据已经准备好。
5.(单选题) 在计算机系统中，什么是地址总线？A. 用于传输控制信号的线路B. 用于传输数据的线路C. 用于传输地址信息的线路D. 用于传输时钟信号的线路答案: C解析: 地址总线是用于传输CPU发出的内存地址信息的线路，它决定了CPU可以访问的内存空间范围。
6.(单选题) 在计算机系统中，什么是DMA（直接存储器访问）？A. CPU直接访问主存储器B. 外部设备直接访问主存储器C. CPU直接访问外部设备D. 外部设备直接访问CPU答案: B解析: DMA（直接存储器访问）是指外部设备可以直接访问主存储器，而不需要经过CPU的介入，提高了数据传输的效率。
计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点
__________________________________________________计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点第一章知识总结（一）2017-04-19马辉一个完整的计算机系统包括了硬件和软件两个子系统。
硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件。
它们之间用系统总线进行连接。
系统总线按传输内容分地址总线、数据总线和控制总线三类。
软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语言和高级语言三种计算机语言进行编写。
由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需使用汇编程序、编译程序或解释程序进行翻译。
软件的狭义观点是：软件是人们编制的具有各类特殊功能的程序，广义观点是：软件是程序以及开发、使用和维护程序需要的所有文档。
为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分，通常分为微程序机器、传统机器语言机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚拟机、高级语言虚拟机等。
从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。
虚拟机：依赖于一定的系统软件，所体现出的具有某种结构、功能和使用方法的计算机。
计算机组成原理关注传统机器语言机器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件电路直接实现。
冯诺依曼关于计算机结构的观点：1、计算机由五大功能部件组成。
2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。
3、存储器按地址进行访问。
4、指令由操作码和地址码组成，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。
5、指令在存储器内按顺序存放，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据运算结果或设定的条件改变执行顺序。
6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
现代大部分机器仍采用“存储程序”思想构建，仍属于冯诺依曼结构的计算机。
中国大学慕课计算机组成原理第二章单元测验含答案
中国大学慕课计算机组成原理第二章单元测验含答案一、单选题1.以下哪个选项是计算机执行指令的基本原理？A)输入-处理-输出B)取指令-分析指令-执行指令C)存储-传送-处理D)进程-线程-任务答案：B) 取指令-分析指令-执行指令解析：计算机执行指令的基本原理是从内存中取出指令，对指令进行分析，然后执行指令。
2)以下哪个选项不是计算机中常用的存储设备？A)内存B)硬盘C)键盘D)缓存答案：C) 键盘解析：键盘是输入设备，不属于存储设备。
3)ALU是计算机中的什么部件？A)控制部件B)存储部件C)运算部件D)输入输出部件答案：C) 运算部件解析：ALU（Arithmetic Logic Unit）是计算机中负责进行算术和逻辑运算的部件。
二、多选题1)下列哪些是计算机系统的基本组成部分？（多选）A)中央处理器B)输入输出设备C)控制器D)内存答案：A) 中央处理器，B) 输入输出设备，C) 控制器，D) 内存解析：计算机系统的基本组成部分包括中央处理器、输入输出设备、控制器和内存。
2)下列哪些设备属于输入设备？（多选）A)内存B)键盘C)鼠标D)显示器答案：B) 键盘，C) 鼠标解析：键盘和鼠标属于输入设备，用于向计算机输入数据。
3)下列哪些是计算机的主要性能指标？（多选）A)存储容量B)处理器速度C)屏幕尺寸D)运行内存答案：A) 存储容量，B) 处理器速度，D) 运行内存解析：计算机的主要性能指标包括存储容量、处理器速度和运行内存。
三、判断题1)计算机中的寄存器是存储器的一种。
答案：错误解析：寄存器是计算机中用于暂时存放指令和数据的高速存储器，与主存储器不同。
2)计算机的硬盘是用于存储数据的设备。
答案：正确解析：计算机的硬盘是一种固态存储设备，用于存储数据和程序。
四、简答题1)请简要说明计算机的运算部件和控制部件的功能。
答案：运算部件是计算机的核心部分，负责进行算术和逻辑运算，执行各种数据处理操作。
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上海大学计算机学院
《计算机组成原理实验》报告二
姓名：学号：教师：王雪娟
时间：周三1-3 地点：延长校区行健楼609 机位：7
实验名称:运算器实验
一、实验目的
1.学习数据处理部件的工作方式控制。
2.学习机器语言程序的运行过程。
3.了解在模型机中进行算术、逻辑运算单元的控制方法。
二、实验原理
CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现,包括8种运算功能。
运算先将数据写到寄存器A和寄存器W中，根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。
手动方式下，运算功能通过信号S1，S2，S3选择。
带进位的加减运算还应该另外给出进位CyIN。
实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有：直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN和堆栈寄存器ST。
它们由138译码器的输入信号X2，X1，X0的编码来选择。
三、实验内容
1. 计算37H＋56H后左移一位的值送OUT输出。
2. 把36H取反后同54H相与的值送入R1寄存器。
3*. 计算36H＋45H＋23H的值，并送入PC寄存器。
四、实验步骤
(1).计算37H＋56H后左移一位的值送OUT输出。
第一步、规划实验过程：
1. 实验箱没有一条微命令能完成这个操作任务。
所以要考虑一个微命令序列——微程序来完成任务。
故先把任务分解成有微命令对应的基本操作，并有序排列这些基本操作。
2. 选择基本操作：由背景知识1，可以选用“A+W”微命令；这要求先把值37H送入寄存器A，值56H送入寄存器W；题意没有要求对运算结果做进一步处理，所以直通门D中保存的值是计算结果；把D的值送OUT寄存器输出。
3. 排序选择的基本操作：
① 37H送入寄存器A。
② 56H送入寄存器W。
③ A+W。
④D送入OUT。
第二步、接线：
闭电源。
②用8位扁平线把J3和J1连接。
③用不同颜色的导线分别按下表连接：同一列的连在一起。
④K15～K0放在1位，k23~k16放0位。
⑤检查所有连线和电键位置，确信无误。
第三步、实验：
①注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。
②设置实验箱进入手动模式。
③37H送入寄存器A。
设置K23～K16＝00110111.注视A及DBUS的发光管，按下STEP键，应看到CK灯灭、A旁的灯亮。
记住看到的实际显示情况。
放开STEP 键,应看到CK灯亮、A寄存器显示37。
④56H送入寄存器W。
同上。
⑤计算A+W：按“运算器选择表”置：k4k3k2=100；
⑥直通门D的内容送OUT寄存器。
按“输出寄存器选择表”置：k8k7k6＝100；K9＝0。
置 k0k1＝11（无效）。
⑦用STEP键，产生CK脉冲。
⑧记录实验过程和现象。
(2). 把36H取反后同54H相与的值送入R1寄存器。
①36H送入寄存器A。
将AEN接入，并置0,设置K23～K16＝00110110. 注视A及DBUS的发光管，按下STEP键，应看到CK灯灭、A旁的灯亮。
放开STEP键,应看到CK灯亮、A寄存器显示36,数据打入。
②将WEN接入，并置0，设置K23～K16＝0101 0100，按下小键盘STEP脉冲键，此时寄存器W黄色指示灯亮。
放开STEP键,数据打入寄存器W。
③K1K0=01,K4K3K2=110,K8K7K6=100.将J1与J3相连接，按下STEP脉冲键。
再将J1与J2相连，按下STEP键，A寄存器显示屏显示C9.
④再将J1连回J3。
K4K3K2=011。
K8K7K6=000。
将SA，SB脚接入，SASB=10,使R1进入工作状态，将RRD，RWR接入，RRD置1，RWR置0激活，按下小键盘STEP脉冲键，寄存器R1黄色指示灯亮。
放开STEP键，数据打入寄存器R1。
(3).计算36H＋45H＋23H的值，并送入PC寄存器。
①将AEN接入，并置0，使K23~K16=0011 0110，按下小键盘STEP脉冲键，寄存器A黄色指示灯亮。
放开STEP键，CK信号由灭到亮，数据打入寄存器A。
②将WEN接入，并置0，使K23~K16=0100 0101，按下小键盘STEP脉冲键，寄存器W黄色指示灯亮。
放开STEP键，数据打入选通的寄存器W。
③将AEN置0，WEN置1.将K4K3K2=100，K8K7K6=100。
J1与J3相连接，按下STEP脉冲键。
④再将J1与J2相连，按下STEP键，A寄存器显示屏显示7B。
⑤再将J1连回J3。
再将WEN并置0，AEN置1，使其进入工作状态，使
K23~K16=0010 0011，将K4K3K2=100，K8K7K6=000。
用线将ELP连入，并置0，按下STEP键，数据打入PC寄存器中。
⑥关闭实验箱电源。
⑦整理仪器及导线。
五、实验结论
从这个例子中可以学到的知识：
1. 复杂命令可以通过有序执行一串简单命令来完成。
2. 命令的顺序很重要，不能颠倒。
3. 有些命令相互无关，它们不仅可以颠倒次序，如果有两个处理器的话，还可以让二者在两个不同的处理器中同时进行——命令级并行，在现代的“多核“计算机中就是这样。
4. 改造控制总线，可能使多步操作合成一步。
例如用到控制总线
k4k3k2=101和用到控制总线k8k7k6＝100，两步用到的控制总线没有重复，于是，可以在一步发出：k8k7k6 k4k3k2=100 101，则两步顺序操作在一步内完成。
这些方法和技术在实际系统中都有应用。
六、体会
通过这次实验，我掌握了如何使用实验仪进行基本的算术和逻辑运算。
在这个过程中我遇到了很多问题，不是数据无法写入寄存器，就是无法将D中的数据读出、送回。
在老师和同学的帮助下，我解决了这些问题，提醒自己要注意接线是否准确、可靠，并应该先理解数据如何传送，而不是盲目的去完成实验，一个小小的错误也会导致最后结果的不一致。
七、思考题
如何计算3456H＋12EFH的值？
可以先计算低8位的和，将结果送PC暂存，然后计算高8位，结果在与低8位的和再进行相加。
其中用到CyIN。