计算机组成原理

1、海明校验码的编码规则有哪些？

答：海明码的码位有n+k位，n为有效信息位数，k为奇偶校验位位数，k满足：2^k>=n+k+1；位号恰好等于2的权值的那些位均可用做奇偶校验位。

2、假定被校验的数据M(x)=1100B，生成多项式为G(x)=x^3+x+1,则其CRC校验码是什么

解：①G(x)= x^3+x+1=1011②M(x) X x^3 =1100000③M(x) X x^3/G(x)=1100000/1011=1110+010/1011④CRC为1100010

3、说明总线结构对计算机系统性能的影响？

答：(1)简化了硬件的设计。从硬件的角度看，面向总线是由总线接口代替了专门的I/O接口,由总线规范给出了传输线和信号的规定，并对存储器、I/O设备和CPU如何挂在总线上都作了具体的规定，所以，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作CPU插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线即可工作，而不必考虑总线的详细操作。

(2)简化了系统结构。整个系统结构清晰，连线少，底板连线可以印刷化。

(3)系统扩充性好。一是规模扩充,二是功能扩充。规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件；功能扩充仅仅需要按总线标准设计一些新插件。插件插入机器的位置往往没有严格的限制。这就使系统扩充既简单又快速可靠,而且也便于查错。

(4)系统更新性能好。因为CPU、存储器、I/O接口等都是按总线规约挂到总线上的，因而只要总线设计恰当，可以随时随着处理器芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，新的插件插到底板上对系统进行更新，而这种更新只需更新需要更新的插件，其他插件和底板连线一般不需更改。

4、画出独立请求方式优先级判决逻辑电路图。

5、中央处理器中有那几个主要寄存器？试说明它们的结构和功能。

答：CPU中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果以及控制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。通用寄存器可用来存放原始数据和运算结果。有的还可以作为变址寄存器、计数器、地址指针等。专用寄存器是专门用来完成某一种特殊功能的寄存器。如，程序寄存器用来存放正在执行的指令地址或接着要执行的下一条指令地址，指令寄存器用来存放从存储器中取出的指令，存储器数据寄存器用来暂时存放主存储器读出的一条指令或一个数据，存储器地址寄存器用来保存当前CPU所访问的主存单元的地址，状态标志位用来存放程序状态字。

6、以一条典型的单地址指令为例，简要说明下列部件在计算机的取指周期和执行周期的作用。

(1)PC; (2)IR; (3)ALU; (4)MDR (4)MAR.

PC：存放指令地址；IR：存放当前指令；ALU：进行逻辑运算；MDR：存放写入或读出的数据或指令；MAR：存放写入或读出的数据或指令的地址。

以单地址指令加1为例（INC A），该指令分为三个周期：取指周期、分析周期、执行周期。

取指周期分析周期执行周期

PC (PC)→MAR -- --

IR 指令→MDR→IR -- --

ALU (PC)+1 -- (A)+1

MAR 指令地址→MAR A→MAR --

MDR 指令→MDR (A)→MDR (A)+1→MDR

7、某计算机字长16位，主存容量为64KB，指令格式为单字长，地址共有64条指令。问：

答：(1)若采用直接寻址方式，地址码部分为10位，指令能访问的主存单元数为2^10=1K字。(2) 若采用直接/间接寻址方式，将增加了一位直接/间接标志，地址码部分分为9位，指令直接寻址的范围为2^9=0.5K字，指令可寻址范围为整个主存空间2^16=64K字。(3) 若采用页面寻址方式，将增加一位Z/C标志，所有指令直接寻址范围仍为2^9=0.5K字，指令寻址范围仍为2^16=64K字。(4) 采用(2)(3)两种方式结合，将需要@和Z/C两个标志位，所有指令直接寻址范围为2^8=0.25K字，指令的可寻址范围仍为2^16=64K字。

8、已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下：

其中：OP 为操作码，R 为通用寄存器地址。试说明下列各种情况下能访问的最大主存区域有多少机器字？

(1)A 为立即数。(2)A 为直接主存单元地址。(3)A 为间接地址（非多重间址）。(4)A 为变址寻址的形式地址，假定变址寄存器为R1（字长为16位）。

解：(1) 1个机器字。(2)256个机器字。(4)65536个机器字。(5)65536个机器字。

9、设机器数字长为16位，写出下列各种情况下它能表示的数的范围。设机器数采用1位符号位，答案均采用十进制数表示。(1)无符号数。(2)原码表示的定点小数。(3)补码表示的定点小数。(4)补码表示的定点整数。(5)原码表示的定点整数。(6)浮点数的格式为阶码6位(含1位阶符)，尾数10位(含1位数符)。分别写出正数和负数的表示范围。(7)浮点数同(6)，机器数采用补码规格化形式，分别写出其对应的正数和负数的真值范围。

10、

11、某8位微型计算机地址码为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？

答：（1）地址码为18位的8位机的最大主存空间是256K×8位。（2）共需8个模块板。（3）每个模块板内有16片RAM 芯片。（4）共有128片RAM。（5）A0~A11作为4K×4位RAM芯片本身的地址线；A12~A14作为模块板内的片选地址。采用3—8译码器，共8个输出，每个输出选择2片RAM芯片；A15~A17作为模块板的地址。采用3-8译码器，其每个输出分别选择8个模块板中的某一块。