计算机组成原理习题解
计算机组成原理习题
一、选择题1.计算机硬件能直接执行的只能是。
A．符号语言B．机器语言C．汇编语言D．机器语言和汇编语言解：答案为B。
2.运算器的核心部件是。
A．数据总线B．数据选择器C．累加寄存器D．算术逻辑运算部件解：答案为D。
3.存储器主要用来。
A．存放程序B．存放数据C．存放微程序D．存放程序和数据解：答案为D。
4.目前我们所说的个人台式商用机属于。
A．巨型机B．中型机C．小型机D．微型机解：答案为D。
5.对计算机软、硬件资源进行管理，是的功能。
A．操作系统B．数据库管理系统C．语言处理程序D．用户程序解：答案为A。
6.CPU中有若干寄存器，其中存放存储器中数据和指令地址的寄存器是，暂存数据和指令的寄存器是，存放CPU将要执行的下一条指令地址的寄存器是。
A．地址寄存器B．程序计数器C．数据寄存器D．指令寄存器解：答案依次为A，C，B。
7.下列各种数制的数中最小的数是。
A．(101001)2 B．（101001）BCD C．(52)8D．(233)H解：答案为B。
8.下列各种数制的数中最大的数是。
A．(1001011)2 B．75 C．(112)8D．(4F)H解：答案为D。
9.1010AH是。
A．表示一个二进制数B．表示一个十六进制数C．表示一个十进制数D．表示一个错误的数解：答案为B。
10.设寄存器内容为80H，若它对应的真值是– 127，则该机器数是A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。
11.计算机中表示地址时，采用______ 。
A．原码；B．补码；C．反码；D．无符号数。
12.在一个8位二进制数的机器中，补码表示数的范围从（1）（小）到（2）（大），这两个数在机器中的补码表示分别为（3）和（4），而数0的补码表示为（5）。
（1）、（2）：A．-256 B．-255 C．-128 D．-127 E．0F．+127 G．+128 H．+255 I．+256（3）、（4）、（5）：A．00000000 B．10000000 C．01111111 D．11111111E．00000000或10000000 F．01111111或11111111G．00000000或11111111 H．10000000或01111111解：答案依次为C，F，B，C，A。
(完整版)计算机组成原理习题答案(蒋本珊)
第一章１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。
２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。
第③点是最主要的一点。
３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。
它们各自的功能是：①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。
②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。
③存储器：用来存放程序和数据。
④运算器：对信息进行处理和运算。
⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。
４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。
解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。
单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。
CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。
５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。
解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。
第０级为硬件组成的实体。
第１级是微程序级。
这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。
第２级是传统机器级。
这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。
计算机组成原理练习题答案
计算机组成原理练习题答案一、填空题1．储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。
为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。
2．系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。
3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。
4．一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。
5．的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。
6．令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。
7．一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中8．点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。
9．数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。
10．DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU 交替访问主存。
11． n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。
12．点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
计算机组成原理重点难点习题解答
计算机组成原理重点难点习题解答计算机组成原理复习题⼀.单项选择题1.计算机中的主机包含( A )。
A.运算器、控制器、存储器B.运算器、控制器、外存储器C.控制器、内存储器、外存储器D.运算器、内存储器、外存储器2.⼆进制数，相应的⼗进制数是（B）（128＋16＋2＝146）3.要使8位寄存器A中⾼4位变0，低4位不变，可使⽤（A）。
逻辑乘A. A∧0FH→ A∨0FH→A C. A∧F0H→ A D. A∨F0H→A4.在计算机内部⽤于汉字存储处理的代码是（B）A.汉字输⼊码B.汉字内码C.汉字字型码D.汉字交换码5.转移指令执⾏时,只要将转移地址送⼊( C.程序计数器 )中即可A.地址寄存器B.指令寄存器C.程序计数器D.变址寄存器6.设机器中存有代码B，若视为移码，它所代表的⼗进制数为（）。
D-1137.将⼗进制数转换成浮点数规格化(⽤补码表⽰),其中阶符、阶码共4位，数符、尾数共8位，其结果为（，）A．0011，，10011011 C.0011，1110 ，11001018.（2000）10化成⼗六进制数是（ B.（7D0）16）。
A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7FO）169. 下列数中最⼤的数是（（）2＝153 ）。
A．（）2 B.（227）8 C。
（98）16 D.（152）1010. （ D. 移码）表⽰法主要⽤于表⽰浮点数中的阶码。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码11. 在⼩型或微型计算机⾥，普遍采⽤的字符编码是（ D. ASCⅡ码）。
D. ASCⅡ码12. 下列有关运算器的描述中，（D. 既做算术运算，⼜做逻辑运算）是正确的。
A.只做算术运算，不做逻辑运算B. 只做加法C.能暂时存放运算结果D. 既做算术运算，⼜做逻辑运算13.控制存储器存放的是(C.微程序 )。
A.微程序和数据B.机器指令和数据C.微程序D.机器指令14. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本⾝的寻址⽅式，称为( B. ⽴即寻址 )。
《计算机组成原理》课后习题答案
第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习：5，6，7，8，101、已知X=19，Y=35，用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。
3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。
试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，阶码和尾数均用补码表示。
它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习：5解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习：4，5，71．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时，各需要多少片?1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位2．现有1024×l的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。
(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。
计算机组成原理习题及答案
简答题1.什么是存储程序原理？按此原理，电脑应具有哪几大功能？1.答：存储程序原理是用户事先编号的程序先存入主存中，然后CPU在从主存中取出指令、运行指令。
按此原理，电脑应具有输入输出设备，即能把程序和数据通过输入输出设备送入主存中；还应具有存储设备，即内存能存储程序和数据；最后应具有控制器和运算器，即CPU能从主存中取出程序和数据，并按顺序一条一条取出、执行。
2.存储器与CPU连接时，应考虑哪些问题？2.答：应考虑〔1〕合理选择存储芯片，要考虑芯片的类型和数量尽量使连线简单方便；〔2〕地址线的连接，将CPU地址线的低位与存储芯片的地址线相连，以选择芯片中的某一单元，儿高位则在扩充存储芯片时用，用来选择存储芯片；〔3〕数据线的连接，CPU的数据线与存储芯片的数据线不一定相等，相等时可直接连接，不相等时要对存储芯片进行扩位，使其相等连接；〔4〕读/写控制线的连接，高电平为读，低电平为写；〔5〕片选线的连接，CPU的高位地址来产生片选信号。
3.什么叫地址重叠区，什么情况下会产生地址重叠区？3.答：存储系统中的某些存储单元有多个地址，这种现象叫地址重叠区。
原因是，存储系统是由多个芯片组成的，在产生片选信号时，如果只用部分高位地址来产生片选信号，则有一部分高位地址线没用，这样这部分地址线的值就不确定，可以为0也可以为1，所以存储芯片的地址空间也不确定了，出现了重复值，产生了地址重叠区。
4.什么叫“对准字”和“未对准字”，CPU对二者的访问有何不同？4.答：CPU访问的数据类型有字节，半字，字和双字。
假设字长为32位，则字节8位，半字16位，字32位，双字64位。
对准字就是存储这四种数据类型时，字节的起始地址任意，半字的起始地址为2的倍数，字的起始地址为4的倍数，双字的起始地址为8的倍数。
未对准字就是四种数据类型在存储时都任意，无论从哪个存储单元开始都可以。
CPU访问对准字只要一个存储周期就行了，因为对准字都在同一行，能同时选中；访问未对准字需要多个存取周期，引文他们对应的存储单元可能不在同一行。
计算机组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案习题解答第一章思考题与习题1．什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
硬件即指计算机的实体部分。
软件是由计算机运行所需的程序及相关文档硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
硬件的主要技术指标：(1) 机器字长：指 CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数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。
主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
《计算机组成原理》第3章习题答案
第3章习题解答1 1．．指令长度和机器字长有什么关系指令长度和机器字长有什么关系??半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么意思么意思? ?解：解：指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度可以等于机器字长，指令长度可以等于机器字长，指令长度可以等于机器字长，也可以大于或也可以大于或小于机器字长。
通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
2 2．．零地址指令的操作数来自哪里零地址指令的操作数来自哪里??一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用什么寻址方式获得寻址方式获得??各举一例说明。
各举一例说明。
解：解：双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。
双操作数的一地址指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式获得，即将另一操作数预先存放在累加器中。
例如，前述零地址和一地址的加法指令。
前述零地址和一地址的加法指令。
3 3．某机为定长指令字结构，．某机为定长指令字结构，．某机为定长指令字结构，指令长度指令长度16位；每个操作数的地址码长6位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。
操作数、单操作数和双操作数三类。
若双操作数指令已有若双操作数指令已有K 种，无操作数指令已有L 种，问单操作数指令最多可能有多少种单操作数指令最多可能有多少种??上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少? ? 解：解：解：X= (2X= (24一K)×26一[L/26]双操作数指令的最大指令数：双操作数指令的最大指令数：双操作数指令的最大指令数：224一1。
单操作数指令的最大指令数：15×2单操作数指令的最大指令数：15×26一l(l(假设双操作数指令仅假设双操作数指令仅1条，为无操作数指令留出1个扩展窗口个扩展窗口))。
计算机组成原理课后习题答案
作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容？答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。
系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。
包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。
输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。
1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。
2) 采用二进制形式表示数据和指令。
3) 采用存储程序方式。
存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。
在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。
1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。
同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。
计算机组成原理第3章习题参考答案解析
计算机组成原理第3章习题参考答案解析第3章习题参考答案1、设有⼀个具有20位地址和32位字长的存储器，问 (1) 该存储器能存储多少字节的信息？(2) 如果存储器由512K ×8位SRAM 芯⽚组成，需要多少⽚？ (3) 需要多少位地址作芯⽚选择？解：(1) 该存储器能存储：字节4M 832220=? (2) 需要⽚8823228512322192020=??=??K (3) ⽤512K ?8位的芯⽚构成字长为32位的存储器，则需要每4⽚为⼀组进⾏字长的位数扩展，然后再由2组进⾏存储器容量的扩展。
所以只需⼀位最⾼位地址进⾏芯⽚选择。
2、已知某64位机主存采⽤半导体存储器，其地址码为26位，若使⽤4M ×8位的DRAM 芯⽚组成该机所允许的最⼤主存空间，并选⽤内存条结构形式，问； (1) 若每个内存条为16M ×64位，共需⼏个内存条? (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯⽚? (3) 主存共需多少DRAM 芯⽚? CPU 如何选择各内存条? 解：(1) 共需条4641664226=??M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=??M M 个芯⽚(3) 主存共需多少1288464648464226=??=??M M M 个RAM 芯⽚，共有4个内存条，故CPU 选择内存条⽤最⾼两位地址A 24和A 25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线⽤于内存条内部单元的选择。
3、⽤16K ×8位的DRAM 芯⽚构成64K ×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5µS ，CPU 在1µS 内⾄少要访问⼀次。
试问采⽤哪种刷新⽅式⽐较合理?两次刷新的最⼤时间间隔是多少?对全部存储单元刷新⼀遍所需的实际刷新时间是多少? 解：(1) ⽤16K ×8位的DRAM 芯⽚构成64K ×32位存储器，需要⽤16448163264=?=??K K 个芯⽚，其中每4⽚为⼀组构成16K ×32位——进⾏字长位数扩展(⼀组内的4个芯⽚只有数据信号线不互连——分别接D 0~D 7、D 8~D 15、D 16~D 23和D 24~D 31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A 0~A 13)作为模块内各个芯⽚的内部单元地址——分成⾏、列地址两次由A 0~A 6引脚输⼊；然后再由4组进⾏存储器容量扩展，⽤⾼两位地址A 14、A 15通过2：4译码器实现4组中选择⼀组。
计算机组成原理习题+参考答案
部分作业参考答案第四章13. 某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？解：（1）218 = 256K，则该机所允许的最大主存空间是256K×8位（或256KB）；（2）模块板总数= 256K×8 / 32K×8= 8块；（3）板内片数= 32K×8位/ 4K×4位= 8×2 = 16片；（4）总片数= 16片×8 = 128片；（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。
21.设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？答：（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：8 7 2 3 2（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。
当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组x号块），主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组x号块）…… 主存读96号单元时，将12号块（96~103）调入Cache（12组x号块）。
共需调100/8 13次，就把主存中的100个数调入Cache。
除读第1遍时CPU需访问主存13次外，以后重复读时不需再访问主存。
计算机组成原理习题答案解析
第一章１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。
２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。
第③点是最主要的一点。
３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。
它们各自的功能是：①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。
②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。
③存储器：用来存放程序和数据。
④运算器：对信息进行处理和运算。
⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。
４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。
解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。
单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。
CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。
５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。
解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。
第０级为硬件组成的实体。
第１级是微程序级。
这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。
第２级是传统机器级。
这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。
计算机组成原理综合习题和解答
1 a
b 1 c 1d 1 dij 操作控制字段
2 efh
顺2 序控制字段
各字段编码分配如下： a —— 0 无操作； b —— 0 无操作； 1 a微命令； 1 b微命令 c —— 0 无操作； g —— 0 无操作； 1 c微命令； 1 g微命令 dij —— 00 无操作； efh —— 00 无操作； 01 d微命令； 01 e 10 i微命令； 10 f 11 j微命令； 11 h 注：每组都应为“无操作”留一种编码。 与采用直接控制法比较： 直接控制法：10个微命令需10位操作控制位； 本方案：10个微命令需8位操作控制位，压 缩了2位。
MM读 PC+1 PC MDR IR OP=？ ADD
1 R +1（可与前一步并行）
MDRo，IRi
ADD R1MAR MM读 MDRC R2MAR MM读 MDRD B
R1o，MARi 1 R
MDRo，Ci R2o，MARi 1 R
MDRo，Di
微指令 I1 I2 I3 I4 I5 I6 a b c d e f g h i j
I7 I8
由表中微命令的分布情况可看出：a、b、 c、d、e微命令的并行性太高，因此不能放在 同一字段中。另外，由分析可知，在2、3、4 分组的互斥组中，3个一组的微命令互斥组对 控制位的压缩作用最明显。因此，应尽可能多 的找出3个一组的互斥组。现找出的互斥组有： cfj，dij，efh，fhi，bgj，ehj，efj……等等。 从中找出互不相重的互斥组有两个：dij， efh。则：微指令操作控制字段格式安排如下：
时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6 =125ns 机器周期=125ns×2=250ns 平均指令周期=250ns×2.5=625ns 平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS 当参数改变后： 机器周期= 125ns×4=500ns=0.5µs 平均指令周期=0.5µs×5=2.5µs 平均指令执行速度=1/2.5µs=0.4MIPS 结论：两个主频相同的机器，执行速度不一 定一样。
计组习题选解
计算机组成原理课程习题选解4.5 有一个512K×16的存储器，由64K×1的2164RAM芯片构成（芯片内是4个128×128结构）问：（1）总共需要多少个RAM芯片？（2）如采用分散刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号的周期是多少？解：（1）所需的芯片数=(512K×16)÷(64K×1)=128(2) 刷新时，按照芯片结构内的行数来进行刷新，与外围扩展的芯片数无关，所以采用分散刷新，刷新信号的周期为：2ms÷128=15.6μs4.12 设某主存储器访问一次存储器的时间如下：传送地址1个时钟周期，读写4个时钟周期，数据传送1个时钟周期，采用下述3种主存结构读写16个字的数据块，各需要多少时钟周期？（1）单字宽主存，一次只能读写一个字；（2）4字宽主存，一次可读写4个字，但CPU与主存的数据传送宽度为1个字；（3）4体交叉存储器，每个存储体为单字宽。
解：（1）单字宽主存，只能采用串行方式进行读写，16个字所需时间为：（1+4+1）×16=96个。
（2）4字宽主存，16个字的读写过程：：传送地址：数据传送所需时间=4*6+3=27(3) 4体交叉存储器，每个存储体为单字宽：所以，所需要的时间为6×4+3=274.6 某机器中，已知道有一个地址空间为0000H—1FFFH的ROM区域，现在再用RAM芯片（8K×4）形成一个16K×8的RAM区域，起始地址为2000H。
RAM芯片有片选端CS和读写控制端WE，CPU 的地址总线为A15---A0,数据总线为D7---D0，控制信号为R/W，MREQ。
要求画出逻辑图。
解：（1）进行CPU地址线的分配根据题意，ROM地址为0000，0000，0000，0000至0001，1111，1111，1111RAM地址起始为：0010，0000，0000，0000 现在RAM的容量为16K×8，字数为16K，即214由此可推断出RAM地址空间的变化为：0010，0000，0000，00004K，212……0010，1111，1111，11110011，0000，0000，00004K，212 ……0011，1111，1111，11110100，0000，0000，00004K，212 ……0100，1111，1111，11110101，0000，0000，00004K，212 ……0101，1111，1111，1111ROM地址： 0000，0000，0000，0000……0001，1111，1111，1111由可见，对于ROM 和RAM来说，可用地址线 A15,A14,A13进行译码选择。
计算机组成原理习题(附参考答案)
计算机组成原理习题（附参考答案）一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、在统一编址方式下，下面的说法( )是正确的。
A、一个具体地址只能对应内存单元B、一个具体地址既可对应输入/输出设备，又可对应内存单元C、一个具体地址只能对应输入/输出设备D、只对应输入/输出设备或者只对应内存单元正确答案：D2、堆栈指针SP的内容是（）。
A、栈顶地址B、栈顶内容C、栈底内容D、栈底地址正确答案：A3、下列不属于程序控制指令的是（）。
A、循环指令B、无条件转移指令C、条件转移指令D、中断隐指令正确答案：D4、计算机的存储系统是指（）。
A、cache，主存储器和外存储器B、主存储器C、ROMD、RAM正确答案：A5、指令是指（）。
A、计算机中一个部件B、发给计算机的一个操作命令C、完成操作功能的硬件D、通常用于构成主存的集成电路正确答案：B6、相对于微程序控制器，组合逻辑控制器的特点是（）。
A、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难正确答案：D7、中断向量可提供（）。
A、主程序的断点地址B、传送数据的起始地址C、被选中设备的地址D、中断服务程序入口地址正确答案：D8、迄今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（）。
A、信息处理方便B、物理器件性能所致C、运算速度快D、节约元件正确答案：B9、相联存储器是按（）进行寻址的存储器。
A、内容指定方式B、地址指定与堆栈存取方式结合C、堆栈存取方式D、地址指定方式正确答案：A10、若SRAM芯片的容量是2M×8位，则该芯片引脚中地址线和数据线的数目之和是（）。
A、29B、21C、18D、不可估计正确答案：A11、若x=103,y=-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时，会发生溢出的是（）。
A、x+yB、-x+yC、-x-yD、x-y正确答案：D12、系统总线是指（）。
计算机组成原理课后习题及解答-唐朔飞(完整版)
• 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；（早期的运
运算。 • ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器
。 • MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 • X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作
第一章 计算机系统概论
• 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件 ？硬件和软件哪个更重要？
• 解：P3 • 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成
的综合体。 • 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置
。 • 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料
。 • 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可
控制器组成。 • PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下
一条指令地址。 • IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。 • CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。 • ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑
计算机组成原理习题与解答第三章
计算机组成原理习题与解答第三章1.8086从功能上分成了EU和BIU两部分。
这样设计的优点是什么答：传统计算机在执行程序时，CPU总是相继地完成取指令和执行指令的动作，即，指令的提取和执行是串行进行的。
而8086CPU在功能上分成了EU和BIU两部分，BIU负责取指令，EU负责指令的执行，它们之间既互相独立又互相配合，使得8086可以在执行指令的同时进行取指令的操作，即实现了取指令和执行指令的并行工作，大大提高了CPU和总线的利用率，从而提高了指令的处理速度。
2.8086CPU中地址加法器的重要性体现在哪里？答：地址加法器是8086CPU的总线接口单元中的一个器件，在8086存储器分段组织方式中它是实现存储器寻址的一个关键器件，地址加法器将两个16位寄存器中的逻辑地址移位相加，得到一个20位的实际地址，把存储器寻址空间从64K扩大到1M，极大地扩大了微型计算机的程序存储空间，从而大大提高了程序运行效率。
3.8086CPU中有哪些寄存器？分组说明用途。
哪些寄存器用来指示存储器单元的偏移地址？答：8086CPU中有8个通用寄存器A某、B某、C某、D某、SP、BP、SI、DI；两个控制寄存器IP、FL；四个段寄存器CS、DS、SS、ES。
8个通用寄存器都可以用来暂存参加运算的数据或中间结果，但又有各自的专门用途。
例如，A某专用做累加器，某些指令指定用它存放操作数和运算结果；C某为计数寄存器，在某些指令中做计数器使用；D某为数据寄存器；B某为基址寄存器，BP为基址指针，SI为源变址寄存器，DI为目的变址寄存器，这4个寄存器在数据寻址中用来存放段内偏移地址（有效地址）或段内偏移地址的一部分；SP为堆栈指示器，用来存放栈顶有效地址。
两个控制寄存器用来存放有关的状态信息和控制信息。
例如，标志寄存器FL用来存放状态标志和控制标志；而指令指针用来存放下一条要取指令的有效地址。
四个段寄存器用来存放段地址。
例如，CS寄存器用来存放代码段的段地址；DS寄存器用来存放数据段的段地址；SS寄存器用来存放堆栈段的段地址；ES寄存器用来存放扩展段的段地址。
计算机组成原理习题解答（任国林）
第7 章1. 解释概念或术语：数据传输率、NRZ、RAID、I/O接口、I/O端口、中断、I/O中断、中断请求、中断响应、中断服务、中断返回、向量中断、中断向量表、中断判优、中断嵌套、中断屏蔽、DMA、周期窃取、DMA预处理、DMA后处理、通道。
答：略。
2. 现代计算机中，为什么I/O设备通常通过总线与主机连接？答：随着计算机应用的普及，现代计算机中I/O设备种类越来越多、速度大不相同，并且要求计算机可随时可接入这些设备。
由于总线连接方式具有可扩展性好、能够实现操作标准化等优点，可以满足相关应用需求，故I/O设备通常通过总线与主机连接。
3. 简述I/O设备有哪两种编址方式？它们对指令系统及总线信号线有哪些影响？答：I/O设备有统一编址和独立编址两种编址方式。
统一编址方式时存储器和I/O设备地址不重叠，只通过地址即可区分这两种部件，故指令系统无需任何变化，总线信号也不受任何影响(只需MEMR#、MEMW#两根控制线)，只是系统可扩展性不够好、指令格式较长；独立编址方式的存储器和I/O设备地址重叠，只通过地址无法区分这两种部件，故指令系统需增设两条I/O指令，总线信号相应地也需增设IOR#、IOW#两根控制线。
4. I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述其特点。
答：I/O设备与主机交换信息时，共有程序查询、程序中断、DMA、通道等4种方式。
程序查询方式中，CPU不停地查询I/O设备状态，只有在设备就绪时才进行信息传送，其特点是I/O设备及主机组成简单，但CPU工作效率较低(CPU与外设串行工作)；程序中断方式中，CPU启动I/O设备后，继续执行现行程序，I/O设备就绪后提出请求时，才响应请求进行信息传送，其特点是CPU工作效率较高（CPU与外设部分并行工作），但I/O设备及CPU需增设与中断相关软硬件；DMA方式中，I/O设备直接与存储器进行信息传送，传送无需CPU干预、只需CPU让出总线使用权，CPU仅负责传送准备及结束处理工作，其特点是CPU工作效率在程序中断方式基础上有进一步提高，但I/O设备硬件组成更复杂、CPU需增设DMA请求/响应机制。
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“计算机组成原理”习题解
第 5 章 存储系统和结构
“计算机组成原理”习题解
第 5 章 存储系统和结构 (教材 P185)
17．用容量为 16K×1 的 DRAM 芯片构成 64KB 的存储器。
（2）设存储器的读、写周期均为 0.5uS，CPU 的 1uS 内至少要访存一次，试问采用那种刷新方 式比较合理？相邻两行之间的刷新时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际时间是多 少？ [解] 因为要求 CPU 在 1uS 内至少要访存一次，所以不能使用集中刷新方式，分散和异步刷新 方式都可以使用，但异步刷新方式比较合理。
16K×1 的 DRAM 芯片需要 14 位地址，所以行地址和列地址各 7 位，芯片存储阵列的行数为 2 =128，列数也是 128。
相邻两行之间的刷新间隔 = 最大刷新间隔时间／行数 = 2mS/128 = 15.625uS 取 15.5uS，即进行读或写操作 31 次之后刷新一行。
对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间 = 0.5uS×128 = 64us。
（每刷一行需占用 0.5uS 的时间，与读写周期相同） 补充 5-1. 有 8K×4 的静态 RAM 芯片，试组成一个 16K×8 的随机存储器，问需要多少芯片？片 选信号怎样产生？若存储芯片的读写采用两条线（RD 和 WR）进行控制，而系统提供的控制信号有 R/W（高为读，低为写）和 MREQ（为低时表示访问内存） ，试画出该存储器的组成逻辑图。
[解] 需要 RAM 芯片 4 片； 各芯片的片内地址线接外部提供的地址线的低 13 位 A12-0； 4 片 RAM 的双向数据线按每两片 （U1 和 U0， U3 和 U2） 组成位扩展的方式分别接入数据线上， U1 和 U0 的片选线及 U3 和 U2 的片选线及其逻辑见存储器的组成逻辑图如下： A12-0
R/W CS1-0 CS3-2 RD WR
7
CS
A12-0 8K×4 U3
D7-4 D3-0 MREQ A13
≥1 ≥1
D3-0
CS
A12-0 8K×4 U2
D3-0
CS
A12-0 8K×4 U1
D3-0
CS
D3-0 A12-0 8K×4 U0
CS1-0 CS3-2
说明: 当 MREQ 为低并且 A13 为低时,产生片选信号 CS1-0; 当 MREQ 为低并且 A13 为高时,产生片选信号 CS3-2 。
1
“计算机组成原理”习题解
第 5 章 存储系统和结构
18．有一个 8 位机，采用单总线结构，地址总线 16 位（A15~A0） ，数据总线 8 位（D7~D0） ，控 制总线中与主存有关的信号有 MREQ（低电平有效允许访存）和 R/W(高电平为读命令，低电平为写 命令)。
主存地址分配如下：从 0~8191 为系统程序区，有 ROM 芯片组成；从 8192~32767 为用户程序 区，最后（最大地址）2K 地址空间为系统程序工作区。
（上述地址均用十进制表示，按字节编址） 。
现有如下存储芯片：8K×8 的 ROM，16K×1、2K×8、4K×8、8K×8 的 SRAM。
请从上述规格 中选用芯片设计该主存储器，画出主存的连接框图，并指以画出片选逻辑及与 CPU 的连接。
[解] 根据 CPU 的地址线、数据线，可确定整个主存空间为 64K×8，系统程序区由 ROM 芯片 组成，用户程序区和系统程序工作区均由 RAM 芯片组成。
共需：8K×8 的 ROM 芯片 1 片，8K×8 的 SRAM 芯片 3 片，2K×8 的 SRAM 芯片 1 片。
主存地址分配如下图所示。
A15 A14 A13 A12 A11 A10 ～ A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 -----------1 -----------0 -----------1 -----------…… 1 1 1 1 1 -----8KB ROM 8KB RAM 8KB RAM 8KB RAM …… 2KB RAM
F800H FFFFH 0000H 1FFFH 2000H 3FFFH 4000H 5FFFH 6000H 7FFFH
主存的连接框图如下图所示。
CS0
R/W
1
片选信号的逻辑： CS0 = A15A14A13 MREQ R/W CS1 = A15A14A13 MREQ CS2 = A15A14A13 MREQ CS3 = A15A14A13 MREQ CS73 = A15A14A13 A14A13MREQ
≥1
CS73
2
“计算机组成原理”习题解
第 5 章 存储系统和结构
25．设某机主存容量为 4MB，Cache 容量为 16KB，每块包含 8 个字，每字 32 位，设计一个四 路组相联映像（即 Cache 每组内共有四个块）的 Cache 组织，要求： （1）画出主存地址字段中各段的位数。
（2）设 Cache 的初态为空，CPU 需依次从主存第 0，1，2，……， （99？）号单元读出 100 个 字（主存一次读出一个字。
） ，并重复按此次序读 8 次，问命中率是多少？ （3）若 Cache 的速度是主存的 6 倍，试问有 Cache 和无 Cache 相比，速度提高多少倍？、 [解] （1）主存容量为 4MB，若按字节编址，则主存地址为 22 位，地址格式如下图所示： 区号 (8 位) （2）Cache 的地址格式为 组号 (7 位) 组内块号 (2 位) 块内地址 (5 位) 主存第 0，1，2，……， （99？）号单元在第 0 区前 0~12 块中，被映射到 Cache 的第 0~12 块（在 0~3 组）中，不存在映射时的组冲突。
（参考教材 P178 图 5-29C） 由于 Cache 起始为空，所以第一遍读时每一块中的第一个单元没命中（此时要把该块的 8 个字 都调入 Cache，这样 CPU 之后再读该块的其它单元就会命中（未考虑块调入过程） ） ，而后面七遍读 取时每个单元均可以命中。
命中率 = Nc/（Nc+Nm）= (100-13 + 7×100) / (8×100) =98.4% （3）设 Cache 的存取周期为 T，则主存的存取周期为 6T。
有 Cache 的访存时间 = H×Tc+ (1-H)×(Tm+Tc) = T+ (1-98.4%)×6T=1.096T 无 Cache 的访存时间为 6T 所以提高后的速度倍数=6/1.096=5.47 倍。
P295（教材第 7 章） 4．若对磁介质存储器写入数据序列 10011，请画出不归零-1 制、调相制、调频制、改进的调频 制等记录方式的写电流波形。
[解] 写电流波形如下图所示： 1 NRZ-1 PE FM MFM 0 0 1 1 组号 (7 位) 组内块号 (2 位) 块内地址 (5 位)
5． 主存储器与磁介质存储器在工作速度方面的指标有什么不同？为什么磁盘存储器采用两个以 上的指标来说明其工作速度？ [解] 主存储器速度指标主要有存取速度和存取周期，而磁介质存储器速度指标为平均存取时 间，这是因为磁盘存储器首先需要将磁头移动到指定的磁道上（该过程可视为随机存取） ，然后等待 记录块（扇区）旋转到磁头的下方才能进行读写，所以磁盘存储器的平均存取时间至少应当包括平 均寻道时间和平均等待时间两部分器。
3
“计算机组成原理”习题解
第 5 章 存储系统和结构
6．某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为 22cm，外径为 33cm，道密度 为 40 道/cm，位密度 400b/cm，转速 2400r/min。
试问： （1）共有多少个存储面可用？ （2）共有多少个圆柱面？ （3）整个磁盘组的总存储器容量有多少？ （4）数据传送率是多少？ （5）如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面 上？为什么？ （6）如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地 址。
[解]（1）6×2=12（面） ，共有 12 个存储面可用。
（2）40×（32-22）/2=220 (道)，共有 220 个圆柱面。
（3）12×22∏×400×220=73×10 (位) （4）数据传送率=（22∏×400）/(60/2400) = 1.1×10 （b/s）= 0.138×10 （B/S） （5）记录在同一圆柱面上。
因为这样安排存取速度快。
（6）直接寻址的最小单位是扇区。
[分配磁盘空间是以簇为单位] 磁盘地址为：驱动器号、圆柱面号、盘面号、扇区号。
6 6 6
4
。