习题(系统结构)
(完整版)计算机系统结构(课后习题答案)
第一章计算机系统结构的基本概念1. 有一个计算机系统可按功能分成4 级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M 倍，即第i 级的一条指令能完成第i-1 级的M 条指令的计算量。
现若需第i 级的N 条指令解释第i+1 级的一条指令，而有一段第 1 级的程序需要运行Ks ，问在第 2 、3 和 4 级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2 级上等效程序需运行：(N/M)*Ks 。
第 3 级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks 。
第4 级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks 。
note: 由题意可知：第i 级的一条指令能完成第i-1 级的M 条指令的计算量。
而现在第i 级有N 条指令解释第i+1 级的一条指令，那么，我们就可以用N/M 来表示N/M 表示第i+1 级需(N/M) 条指令来完成第i 级的计算量。
所以，当有一段第 1 级的程序需要运行Ks 时，在第 2 级就需要(N/M)Ks ，以此类推2. 硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS 操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡(硬件)上，而随着CPU硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3. 试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。
(1) 计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。
如IBM370 系列有115、125 、135、158 、168 等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/ 主存，通道、设备控制器，外设 4 级构成。
08系统结构练习题
第一章、概论1、在计算机系统的层次结构中，从低层到高层，各层相对顺序正确的是（ ）。
A ．汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级B ．微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级C ．传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级D ．汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级2、直接执行微指令的是（ ）。
A ．汇编程序B ．编译程序C ．硬件D ．微指令程序3、在计算机的系统结构设计中，提高硬件功能实现的比例会（ ）。
A ．提高硬件利用率B ．提高系统的运行速度C ．减少需要的存储器量D ．提高系统的性能价格比4、在计算机的系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会（ ）。
A ．提高解题速度B ．减少需要的存储器量C ．提高系统的灵活性D ．提高系统的性能价格比5、在CISC 中，各种指令的使用频度相差悬殊，大致有以下的结果。
大约有 （比例）的指令使用频度较高，占据了 （比例）的处理机时间。
名词解释：CPI 、 Amdahl 定律、局部性原理、透明性1、 计算机系统的Flynn 分类法是按什么来分类的，共分为哪几类，简要说明各类的特征。
2、如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N 条指令解释。
若执行第一级的一条指令需K ns 时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需用多少时间。
4、用一台40MHZ 处理机执行标准测试程序，它含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如下：求有效CPI 、MIPS 速率和程序的执行时间。
5、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率为90%，那么采用Cache 后能使整个存储系统获得多高的加速币？6、如果某计算机系统有3个部件可以改进，则这三个部件经改进后的加速比分别为：S1=30，S2=20，S3=10。
（1）如果部件1和部件2改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例都为30%，那么，部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少，才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn 达到10？36%（2）如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比例分别为30%、30%和20%，那么，3个部件都改进后系统的加速比是多少？未改进部件执行时间在改进后的系统执行时间中占的比例是多少？4.1，0.82指令类型 指令数 时钟周期数 整数运算 45000 1 数据传送 32000 2 浮点 15000 2 控制传送 8000 21、RISC思想的精华是。
(完整版)计算机系统结构复习题(附答案)范文
计算机系统结构复习题和重点（附答案）一、单项选择题1．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2．系列机软件必须保证（）A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容3．浮点数尾数基值r m=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）A．56个B．63个C．64个D．84个4．在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（）A．“执行”指令B．“程序调用”指令C．“比较与交换”指令D．“测试与置定”指令5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线6．磁盘外部设备适合于连接到（）A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映象B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制9．间接二进制n方体网络是一种（）A．多级立方体网络B．多级全排列网络C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。
计算机系统结构习题解答
1. 假设一条指令的执行过程分为“取指令”、“分析”和“执行”三段;每一段的时间分别是△t 、2△t 和3△t..在下列各种情况下;分别写出连续执行n 条指令所需要的时间表达式.. ⑴ 顺序执行方式..⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠.. ⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠.. 答：⑴ 顺序执行方式12......12 12T ＝∑=++n1i i i i )t t t (执行分析取址＝n △t ＋2△t ＋3△t ＝6n △t⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠12......12 12T ＝6△t ＋∑=+1-n 1i i i )t t (执行分析＝6△t ＋n-12△t ＋3△t ＝5n ＋1△t⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠△2△t3△t△2△t3△t1 2 34......1 234 1234T ＝6△t ＋∑=1-n 1i i )t (执行＝6△t ＋n-13△t ＝3n ＋3△t2. 一条线性流水线有4个功能段组成;每个功能段的延迟时间都相等;都为△t..开始5个任务;每间隔一个△t 向流水线输入一个任务;然后停顿2个△t;如此重复..求流水线的实际吞吐率、加速比和效率.. 答：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15...1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23我们可以看出;在7n+1Δt 的时间内;可以输出5n 个结果;如果指令的序列足够长n →∞;并且指令间不存在相关;那么;吞吐率可以认为满足：加速比为：从上面的时空图很容易看出;效率为：3. 用一条5个功能段的浮点加法器流水线计算∑==101i i A F ..每个功能段的延迟时间均相等;流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路;而且设置有足够的缓冲寄存器..要求用尽可能短的时间完成计算;画出流水线时空图;计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率..答：首先需要考虑的是“10个数的和最少需要做几次加法”;我们可以发现;加法的次数是不能减少的：9次；于是我们要尽可能快的完成任务;就只有考虑如何让流水线尽可能充满;这需要消除前后指令之间的相关..由于加法满足交换律和结合律;我们可以调整运算次序如以下的指令序列;我们把中间结果寄存器称为R;源操作数寄存器称为A;最后结果寄存器称为F;并假设源操作数已经在寄存器中;则指令如下：I1：R1←A1+A2I2：R2←A3+A4I3：R3←A5+A6I4：R4←A7+A8I5：R5←A9+A10I6：R6←R1+R2I7：R7←R3+R4I8：R8←R5+R6I9：F←R7+R8这并不是唯一可能的计算方法..假设功能段的延迟为Δt..时空图如下图中的数字是指令号：1234567891234567891234567891234567891 2 3 4 5 6 7891 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21整个计算过程需要21Δt;所以吞吐率为： 加速比为： 效率为：4. 一条线性静态多功能流水线由6个功能段组成;加法操作使用其中的1、2、3、6功能段;乘法操作使用其中的1、4、5、6功能段;每个功能段的延迟时间均相等..流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路;而且设置有足够的缓冲寄存器..用这条流水线计算向量点积i 60i i b a B A ⨯=⨯∑=;画出流水线时空图;计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率.. 答：我们安排运算次序如下：把中间结果寄存器称为R;源操作数寄存器称为A 、B;最后结果寄存器称为F;并假设源操作数已经在寄存器中;则指令如下：I1： R0←A0B0 I8： R7←R0+R1 I2： R1←A1B1 I9：R8←R2+R3I3： R2←A2B2 I10： R9←R4+R5 I4： R3←A3B3 I11： R10←R6+R7 I5： R4←A4B4 I12： R11←R8+R9 I6： R5←A5B5I13： F ←R10+R11I7： R6←A6B6假设功能段的延迟为Δt..时空图如下图中的数字是指令号：1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12138 9 1011 12131 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 整个计算过程需要24Δt;所以吞吐率为： 加速比为： 效率为：5. 一条有三个功能段的流水线如下图..每个功能段的延迟时间均相等;都为△t..其中功能段S 2的输出要返回到它自己的输入端循环一次..⑴ 如果每间隔一个△t 向流水线的输入端连续输入新任务;问这条流水线会发生什么情况⑵ 求这条流水线能够正常工作的最大吞吐率、加速比和效率.. ⑶ 有什么办法能够提高这条流水线的吞吐率;画出新的流水线.. 答：△t △t △t⑴如果每间隔一个△t向流水线的输入端连续输入新任务;流水线S2功能段存在资源冲突..见下表：⑵每间隔两个△t向流水线的输入端连续输入新任务如见下表所示可获得最佳性能..我们可以看出：在2n+2Δt的时间内;可以输出n个结果;如果指令的序列足够长n→∞;并且指令间不存在相关;那么;吞吐率为：加速比为：效率为：⑶如要提高这条流水线的吞吐率;可采用：将功能段S2重复设置一次;见下图：6. 一条有4个功能段的非线性流水线;每个功能段的延迟时间都相等;都为20ns;它的预约表如下：⑴ 写出流水线的禁止向量和初始冲突向量.. ⑵ 画出调度流水线的状态图..⑶ 求流水线的最小启动循环和最小平均启动距离.. ⑷ 求平均启动距离最小的恒定循环.. ⑸ 求流水线的最大吞吐率..⑹ 按照最小启动循环连续输入10个任务;求流水线的实际吞吐率.. ⑺ 画出该流水线各功能段之间的连接图.. 答： ⑴禁止向量F=6;4;2；冲突向量C=101010..输入△t⑵⑶∴流水线的最小启动循环为：1;7或3;5或5;3;最小平均启动距离为4..⑷由上表可知：平均启动距离最小的恒定循环为5..⑸采用最小平均启动距离为4的最小启动循环可获得流水线的最大吞吐率;以1;7为例：其他类似;最大吞吐率皆相同当任务数为偶数2n 时： 当任务数为奇数2n+1时： ∴ 流水线的最大吞吐率为：)s /(M 5.12ns2041t 41任务=⨯=∆ ⑹10个任务的实际吞吐率：利用上式可得偶数个任务TP 10=1/4△t=12.5M 任务/s.. ⑺该流水线的连接图为：7.一条由4个功能段组成的非线性流水线的预约表如下;每个功能段的延迟时间都为10ns..47⑴ 写出流水线的禁止向量和初始冲突向量.. ⑵ 画出调度流水线的状态图..⑶ 求流水线的最小启动循环和最小平均启动距离..⑷ 在流水线中插入一个非计算延迟功能段后;求该流水线的最佳启动循环及其最小平均启动距离..⑸ 画出插入一个非计算延迟功能段后的流水线预约表5行8列.. ⑹ 画出插入一个非计算延迟功能段后的流水线状态变换图.. ⑺ 分别计算在插入一个非计算延迟功能段前、后的最大吞吐率.. ⑻ 如果连续输入10个任务;分别计算在插入一个非计算延迟功能段前、后的实际吞吐率.. 答： ⑴禁止向量F=5;2;1；冲突向量C=10011..⑵⑶i=466最小启动循环为3;最小平均启动距离为3..⑷插入一个非计算延迟功能段后;最小平均启动距离为2因为预约表中每行至多2个×;相应地可改进最小启动循环为2..⑸⑹流水线的禁止向量为1;3;7;流水线的冲突向量为1000101;流水线的状态图如下：6C0-C065C0-C2-C255;4C0-C2 4.55;6C0-C2 5.5流水线的最小启动循环为2;最小平均启动距离为2..⑺插入前：插入后：⑻连续输入10个任务;插入前的实际吞吐率为：连续输入10个任务;插入后的实际吞吐率为：8. 在流水线处理机中;有独立的加法操作部件和乘法操作部件各一个;加法操作部件为4段流水线;乘法操作部件6段流水线;都在第一段从通用寄存器读操作数;在最后一段把运算结果写到通用寄存器中..每段的时间长度都相等;都是一个时钟周期..每个时钟周期发出一条指令..问可能发生哪几种数据相关写出发生相关的指令序列;分析相关发生的原因;并给出解决相关的具体办法..答：可能的数据相关性有：⑴“先写后读”RAW相关Read After 加法写..原因：还没有写好就已经读取寄存器中的数据了..DADD R1;R2;R3 ；R2＋R3→R1DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4Read After 乘法写..原因：还没有写好已经读取寄存器中的数据了..DMUL R1;R2;R3 ；R2×R3→R1DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4本相关在流水线顺序执行和乱序执行时都可能发生..解决的方法是：利用编译程序调整指令的次序方法；延迟执行是避免数据相关最简单的方法；建立寄存器之间的专用路径..⑵“写—写”WAW相关Write After 乘法写..原因：后写的反而早执行乘法所化的时间长;后面一个写任务反而先完成;使最后写入的内容不正确..DMUL R1;R2;R3 ；R2×R3→R1DSUB R1;R4;R5 ；R4－R5→R1本相关只有在流水线乱序执行时才可能发生..解决的方法是：寄存器换名..⑶“先读后写”WAR相关Write After 任何读..原因：前面的读操作因为某种原因被推迟;要读的内容被后面的写操作修改了..DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4DADD R1;R2;R3 ；R2＋R3→R1本相关只有在流水线乱序执行时才可能发生..解决的方法是：寄存器换名..9. 在下列不同结构的处理机上运行8×8的矩阵乘法C=A×B;计算所需要的最短时间..只计算乘法指令和加法指令的执行时间;不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间..加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期;另外;加法指令和乘法指令还要经过一个“取指令”和“指令译码”的时钟周期;每个时钟周期为20ns;C 的初始值为“0”..各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端;在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器..⑴处理机内只有一个通用操作部件;采用顺序方式执行指令..⑵单流水线标量处理机;有一条两个功能的静态流水线;流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期;加法操作和乘法操作各经过3个功能段..⑶多操作部件处理机;处理机内有独立的乘法部件和加法部件;两个操作部件可以并行工作..只有一个指令流水线;操作部件不采用流水线结构..⑷单流水线标量处理机;处理机内有两条独立的操作流水线;流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期..⑸超标量处理机;每个时钟周期同时发射一条乘法指令和一条加法指令;处理机内有两条独立的操作流水线;流水线的每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期..⑹超流水线处理机;把一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件的延迟时间都为6个流水级;每个时钟周期能够分时发射两条指令;即每个流水级能够发射一条指令..⑺超标量超流水线处理机;把一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件延迟时间都为6个流水级;每个流水级能够同时发射一条乘法指令和一条加法指令..答：要完成上面的矩阵乘法;需要完成的乘法数目为8×8×8=512次；需要完成的加法数目为8×8×7=448次；下面分析处理机的结构会给性能带来什么样的影响..⑴通用操作部件采用顺序方式执行顺序执行时;每个乘法和加法指令都需要5个时钟周期取指令、指令分析、指令执行；所以所需要的时间为：⑵单流水线标量处理机;有一条两个功能的静态流水线因为有足够的缓冲寄存器;所以我们可以首先把所有的乘法计算完;并通过调度使加法流水线不出现停顿;所以所需要的时间为：123456785135145155165175189639649659661=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑶多操作部件处理机;只有一条指令流水线由于只有一条指令流水线;所以只能一个时钟周期发射一条指令；由于操作部件不采用流水线;对于结果C矩阵的第一个元素;首先执行2次乘法;然后乘法和加法并行执行7次;此时C矩阵的第一个元素出来了;然后加法运算停顿3个时钟周期;再开始与乘法并行执行运算7次;如此下去;直到C的64个元素都出来..故执行时间为：⑷单流水线标量处理机;处理机内有两条独立的操作流水线由于只有一条指令流水线;所以只能一个时钟周期发射一条指令；对于乘法运算不存在数据相关;对于加法运算有数据相关;由于存在足够的缓冲寄存器;我们可以通过合适的调度消除加法的数据相关..因此;最佳情况下的执行时间为：12345678910111213141516171819202122 1=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑸超标量处理机同一时钟周期可以有一条乘法指令和一条加法指令同时发射;对于乘法运算不存在数据相关性;对于加法运算有数据相关性;由于存在足够的缓冲寄存器;当运算完所有的乘法运算后;还要做一次加法运算..因此执行时间为：12345678910111213141516171819202122 1=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑹超流水线处理机每个时钟周期发射两条指令;加法部件和乘法部件都为6个流水级..事实上相当于将时钟周期变成了10ns;而加法和乘法流水线变成了6级..因此执行时间为：⑺超标量超流水线处理机一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件都为6个流水级;每个流水级能同时发射一条加法和一条乘法指令..综合⑸和⑹的分析;我们可以知道;执行时间为：。
计算机系统结构复习题(附答案) (1)
计算机系统结构复习题和重点（附答案）一、单项选择题1．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2．系列机软件必须保证（）A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容3．浮点数尾数基值r m=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）A．56个B．63个C．64个D．84个4．在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（）A．“执行”指令B．“程序调用”指令C．“比较与交换”指令D．“测试与置定”指令5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线6．磁盘外部设备适合于连接到（）A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映象B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制9．间接二进制n方体网络是一种（）A．多级立方体网络B．多级全排列网络C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。
计算机系统结构基本习题和答案
计算机系统结构基本习题和答案计算机系统结构基本习题和答案填空题1、从（使用语言的）角度可以将系统看成是按（功能）划分的多个机器级组成的层次结构。
2、计算机系统结构的层次结构由高到低分别为（应用语言机器级，高级语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级）。
3、应用程序语言经（应用程序包）的（翻译）成高级语言程序。
4、高级语言程序经（编译程序）的（翻译）成汇编语言程序。
5、汇编语言程序经（汇编程序）的（翻译）成机器语言程序。
6、在操作系统机器级，一般用机器语言程序（解释）作业控制语句。
7、传统机器语言机器级，是用（微指令程序）来（解释）机器指令。
8、微指令由（硬件）直接执行。
9、在计算机系统结构的层次结构中，机器被定义为（能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构）的集合体。
10、目前M0由（硬件）实现，M1用（微程序（固件））实现，M2到M5大多用（软件）实现。
以（软件）为主实现的机器成为虚拟机。
（虚拟机）不一定全用软件实现，有些操作也可用（固件或硬件）实现。
11、透明指的是（客观存在的事物或属性从某个角度看不到），它带来的好处是（简化某级的设计)，带来的不利是（无法控制）。
12、计算机系统结构也称（计算机体系结构），指的是（传统机器级的系统结构）。
它是（软件和硬件/固件）的交界面，是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的（机器物理系统）的抽象。
13、计算机组成指的是（计算机系统结构的逻辑实现），包括（机器级内的数据流和控制流）的组成逻辑设计等。
计算机实现指的是（计算机组成的物理实现），它着眼于（器件）技术和（微组装）技术。
14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于（计算机系统结构），乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是用加法器实现属于（计算机组成），乘法器和加法-移位器的物理实现属于（计算机实现）。
15、主存容量与编址方式的确定属于（计算机系统结构），主存是否采用多体交叉属于（计算机组成），主存器件的选定属于（计算机实现）。
最新系统结构总复习题(附答案)
《计算机系统结构》期末考试复习题一、选择题：1、我们称由（B ）实现的机器为虚拟机器。
A、硬件B、软件C、微程序D、固件2、计算机系统结构设计者所关心的是（C ）所看到的的计算机结构。
A、硬件设计人员B、逻辑设计人员C、机器语言或汇编语言程序员D、高级语言程序员3、计算机组成是计算机系统结构的（B ）。
A、硬件实现B、逻辑实现C、软件实现D、以上三种4、在计算机系统设计时，为了提高系统性能，应当注意（A ）。
A、加快经常性使用指令的执行速度B、要特别精心设计少量功能强大的指令B、要减少在数量上占很小比例的指令的条数D、要加快少量指令的速度5、SIMD计算机可以处理（D ）。
A、多指令流、单数据流B、单指令流单数据流C、多指令流多数据流D、单指令流多数据流6、在提高CPU性能的问题上，从系统结构角度，可以（C ）。
A、提高时钟频率B、减少程序指令条数C、减少每条指令的时钟周期数D、减少程序指令条数和减少每条指令的时钟周期数7、冯.诺依曼计算机是（B ）。
A、以存储器为中心B、以CPU为中心C、以处理输入/输出危重点D、以存储器与计算器为中心8、解决软件移植最好的办法就是（C ）。
A、采用模拟方法B、采用仿真的方法C、采用统一高级语言D、采用统一标准设计计算机结构9、对计算机系统结构，下列透明的是（A ）。
A、数据总线宽度B、浮点数表示C、CPU寄存器个数D、存储器的编址方法10、以下对系统程序员不透明的是（B ）。
A、系列机各档不同的数据通路宽度B、虚拟存储器C、指令缓冲寄存器D、存储器读写缓冲寄存器11、在浮点数表示中，尾数的位数多少主要影响（ B ）。
A、表数范围B、表数精度C、表数效率D、运算实现容易程度12、当浮点数的尾数基值为（A ）时，其表数效率最高（假如不考虑隐藏位）。
A、16B、8C、4D、213、当浮点数的尾数基值为（ D ）时，其表数精度最高，表数范围最大。
A、2B、8C、16D、2或414、当浮点数的尾数用原码表示，基值为2，阶码用移码表示，基值为2时，若尾数部分占23位（不含符号位），阶码占8位（含符号位），则表示的最大负数和最大正数分别为（ C ）。
第2章 计算机系统结构练习题
第二章计算机系统结构练习题(一)单项选择题1．在现代计算机系统层次结构中，最内层是硬件,最外层是使用计算机的人，人与硬件之间是( )。
A．软件系统B．操作系统C．支援软件D．应用软件2．财务管理软件是一种专用程序,它属于( ) A．系统软件B．应用软件C接口软件D．支援软件3．当计算机被启动时，首先会立即执行( )。
A．接口程序B．中断服务程序C．用户程序D．引导程序4．当硬件的中断装置发现有事件发生，就会中断正在占用CPU的程序执行，让操作系统的( )占用CPU。
A．系统调用程序B．中断处理服务程序C．作业管理程序D文件管理程序5．操作系统支援软件和应用软件只有( )时才能履行自己的职责。
A．分配到主存空间B．占有了必要的外设C．占用中央处理器执行D．找到了所需的文件6．操作系统在中断处理服务程序完成之后，将( )。
A．选择刚被中断的程序执行B．选择正在排队的作业执行C．等待下—个事件的发生D．按预定策略选择程序执行7．在多道程序设计技术的计算机系统中，中央处理器( )。
A．只能被一个程序占用B．可以被多个程序同时占用C．可以被多个程序交替占用D．可以被操作系统和另一个程序同时占用8．外围设备通过相应的设备控制器和通道连接到公共系统总线上，这种结构( )。
A．有利于硬件保护B．允许中央处理器与外设并行工作C．可不用中断机制D．外设的启动速度快9．( )不是一种永久性的存储设备，当电源被切断时，其中的信息就会消失。
A．硬盘B．磁带C．软盘D．主存储器10．中央处理器可以直接存取( )中的信息。
A．光盘B．软盘C．主存储器D．硬盘11．中央处理器存取寄存器中信息的速度与使用主存储器和辅存储器信息相比( )。
A．比较快B．最快C．差不多D．最慢12．存放在( )信息只能顺序存取，无法随机访问。
A．硬盘B．软盘C．光盘D．磁带13．当操作系统退出执行，让用户执行时，系统会( ) A．继续保持管态B．继续保持目态C．从管态变为目态D．从目态变为管态14．硬件设置了( )以实现存储保护。
计算机系统结构练习题（第二章）
★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．最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讯量【答案】C★2.早期的计算机系统只有定点数据表示，因此硬件结构可以很简单。
但是这样的系统有明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点：A.数据表示范围小B.单个需要的计算时钟周期多C.编程困难D.存储单元的利用率很低【答案】B★3. 简述采用标志符数据表示方法的主要优缺点。
【答案】优点有：（1）简化了指令系统（2）由硬件自动实现一致性检查和数据类型的转换。
（3）简化程序设计（4）简化编译器（5）方便软件调试（6）支持数据库系统缺点有：（1）数据和指令的长度不能一致（2）指令的执行速度降低（3）硬件的复杂性增加★4．有效的缩短地址码的长度，主要采用的有哪些方法？【答案】（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★5．随着计算机技术的不断发展和对指令系统的合理性的研究，精简的指令系统(RISC)出现并且逐步取代CISC的重要位置。
下面所述不是CISC的主要缺点的是：A.20%与80%规律B.VLSI技术的不断发展引起的一系列问题C. 软硬件功能分配的问题D. 由于指令众多带来的编码困难【答案】D★★★6. 某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作，其它指令只对寄存器进行操作。
根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPI 数如下： 指令类型 指令所占比例 CPI 算逻指令 43％ 1 Load 指令 21％ 2 Store 指令 12％ 2 转移指令 24％ 2(1)求上述情况下的平均CPI 。
(2)假设程序由M 条指令组成。
算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算逻指令执行前用Load 指令从存储器取到寄存器。
系统结构习题
系统结构习题第一章1. 1 解释下列术语：层次结构，计算机系统结构，计算机组成，计算机实现，透明性，由上而下设计，由下而上设计，由中间向两边设计，软件兼容，向上兼容，固件，系列机，兼容机，模拟，仿真，虚拟机，宿主机，指令流，数据流，单指令流单数据流，多指令流多数据流，CPI，MIPS，Amdahl定律。
1．2 存储程序计算机的主要特征是什么？存在的主要问题是什么？目前的计算机系统是如何改进的？1．3 从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？指令地址寄存器，指令缓冲器，时标发生器，先行进位链，条件码寄存器，乘法器，主存地址寄存器，移位寄存器，通用寄存器，中断字寄存器，磁盘外设。
1．4 如有一个经解释实现的计算机，可以按功能分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级N条指令解释。
若执行第一级的一条指令需Kns时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用多少时间？1．5 假定你是一个计算机设计者，对高级语言结构的使用研究表明，过程调用是最常用的操作之一。
你已设想了一个优化设计方案，它能减少过程调用和返回所需的取/存指令次数。
为了进行验证，对未加优化和已优化的方案进行实验测试，假定所使用的是相同的优化编译器。
实验测得的结果如下：（1）未优化的时钟周期比优化的快5%；（2）未优化方案中的取/存指令数占总指令数的30%；（3）优化方案中的取/存指令数比未优化的少1/3，对于其他指令，两种方案的动态执行数没有变化；（4）所有指令，包括取/存指令，均只需要1个时钟周期。
要求你定量地判断，哪一种设计方案的计算机工作速度更快。
1．6 假设在一台40MHz处理器上运行200 000条指令的目标代码，程序主要由四种指令组成。
根据程序跟踪实验结果，已知指令混合比和每种指令所需的指令数如下：（1）计算在单处理机上用上述跟踪数据运行程序的平均CPI。
（2）根据（1）所得CPI，计算相应MIPS速率。
1．7 对于一台40MHz计算机执行标准测试程序，程序中指令类型，执行数量和平均时钟周期数如下：求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
计算机系统结构习题答案(李学干)
计算机系统结构习题解答第一章习题一1.2一台经解释实现的计算机，可以按照功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。
若执行第1级的一条指令需K纳秒时间，那么执行第2、3、4级的一条指令个需要多少时间？解：①分析：计算机按功能分级时，最底层的为第1级。
向上一次是第2 、3、4级。
解释执行是在低级机器级上，用它的一串指令或语句来解释执行高一级上的一条指令的功能。
是逐条解释的。
②解答：执行第2、3、4级的一条指令各需KNns,KN2ns,KN3ns的时间。
1.3操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令，这些指令可以用微程序直接实现，而不由操作系统自己来实现。
根据你对习题1.2的回答，你认为这样做有哪两个好处？答：可以加快操作系统操作命令解释的速度。
同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占用的空间。
简化了操作系统机器级的设计。
也有利于减少传统机器级的指令条数。
1.5硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？试举例说明。
答：硬件和软件在逻辑意义上是等效的。
在物理意义上是不等效的。
①在原理上，用硬件或固件实现的功能完全可以用软件来完成。
用软件实现的功能也可以用硬件或固件来完成。
功能一样。
②只是反映在速度、价格、实现的难易程度上，这两者是不同的。
性能不同。
③例如，浮点运算在80386以前一直是用软件实现的。
到了80486，将浮点运算器集成到了CPU中，可以直接通过浮点运算指令用硬件实现。
但速度却高的多。
1.9下列哪些对系统程序员是透明的？哪些对应用程序员是透明的？系列机各档不同的数据通路宽度；虚拟存储器；Cache存储器；程序状态字；“启动I/O”指令；“执行”指令；指令缓冲器。
答：①对系统程序员和应用程序员均透明的：是全用硬件实现的计算机组成所包含的方面。
有：数据通路宽度、Cache存储器、指令缓冲器。
②仅对应用程序员透明的：是一些软硬件结合实现的功能。
有：虚拟存储器、程序状态字、“启动I/O”指令。
系统结构习题黄贤胜
系统结构习题10月20日1．假设在一个采用组相连映像方式的Cache中，主存由B0~B7共8块组成，Cache有2组，每组有2块，每块的大小为16个字节，采用LFU块替换算法。
在一个程序执行过程中依此访问这个Cache的块地址流如下：B6，B2，B4，B1，B4，B6，B3，B0，B4，B5，B7，B3（1）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。
（2）写出Cache地址的格式，并标出各字段的长度。
（3）画出主存与Cache之间各个块的映象对应关系（4）如果Cache的各个块号为C0，C1，C2，C3，列出程序执行过程中的Cache块地址流情况。
（5）如果采用FIFO替换算法，计算Cache的块命中率。
（6）采用LFU替换算法，计算Cache的块命中率。
（7）如果改为全相联映象方式，再做（5），（6），可得出什么结论？（8）如果在程序执行过程中，每从主存装入一块到Cache，则平均要对这个块访问16次。
计算在这种情况下的命中率。
2．一个采用位选择组相联映像方式的Cache中，要求Cache的每一块在一个主存周期内取得。
主存采用4个存储体的低位交叉方式访问，每个存储体的字长为4个字节，总容量为1MB，的容量为1KB，每一组内有4块。
采用按地址访问存储器构成相联目录表，实现主存地址到Cache地址的变换，采用4个相等比较电路。
（1）设计主存地址的格式，并标出各字段的长度。
（2）设计Cache地址的格式，并标出各字段的长度。
（3）设计相联目录表结构，求出该表的行数及每一行的格式。
（4）每一个比较电路的位数是多少？（5）画出实现位选择组相联地址变换的逻辑示意图。
10月24日3. 对于一个采用组相联映象方式和FIFO替换算法的Cache，发现它的等效访问时间太长，为此，提出如下建议：（1）增大主存的容量。
（2）提高主存的速度。
（3）增大Cache的容量（4）提高Cache的速度。
（5）Cache的总容量和组大小不变，增大块的大小。
计算机系统结构复习题
计算机106 计算机系统结构复习题一、选择题1.Cache存储器写操作时，只写入Cache，仅当需要块替换时，才将其写回主存，称这种修改主存块内容的方法为___写回法_______。
2.仿真和模拟的主要区别在于采用不同的语言进行解释。
仿真采用___________解释，其解释程序在控制存储器中，而模拟采用机器语言程序解释，其解释程序在___________中。
3.16个处理器编号为0～15，采用PM2+3单级网络互连，与13号处理器相连的处理器号是( 利用公式计算机一下。
)A．5 B．7 C．11 D．144.在共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般是( )A．虚拟存储器B．共享Cache存储器C．用高速单体主存系统D．并行多体交叉主存系统5.7．下列关于标量流水机的说法不正确的是( )A．没有向量数据表示 B．不能对向量数据进行运算C．可对标量数据进行流水处理 D．可以对向量、数组进行运算6.广义地讲， F. 有着两种含义：一是 G. ，指两个以上事件在 A. 发生；二是 H. ，指两个以上事件在 C. 间隔内发生。
A. 同一时刻B. 不同时刻C. 同一时间D. 不同时间E. 串行性F. 并行性G. 同时性H. 并发性7.页式虚拟存储管理中，实页冲突概率最低的地址映象方式是( )A．直接映象B．全相联映象C．组相联映象D．段相联映象8.组相联映象、LRU替换的Cache存储器，不影响Cache命中率的是( )A．增大块的大小B．增大主存容量C．增大组的大小 D．增加Cache中的块数9.不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（）A．模拟 B．仿真C．用统一汇编语言D．用统一高级语言10.采用地址码高位交叉的目的是（）。
A. 扩大存储器的容量B. 提高存储器的速度C. 缩小存储器的容量D. 减小存储器的速度11.超标量处理机主要是采用（）来开发处理机内部的并行性的。
A. 空间B. 重叠C.资源重复D. 时间重叠12.在下列内容中，对系统程序员和应用程序员都透明的是（）。
计算机体系结构复习题(有答案)
计算机系统结构复习题
计算机系统结构复习题一、选择填空题1．对汇编语言程序员不透明的是：( c )。
A．程序计数器B．主存地址寄存器C．条件码寄存器D．指令寄存器2．直接执行微指令的是（ c ）。
A．汇编程序B．编译程序C．硬件D．微指令程序3．信息按整数边界存储的主要优点是（a ）。
A．访存速度快B．节约主存单元C．指令字的规整化D．指令的优化4．平均码长最短的编码是（ b ）。
A．定长编码B．哈夫曼编码C．扩展编码D．要根据编码使用的频度计算平均码长后确定5．非线性流水线的特征是（b ）。
A．一次运算中使用流水线中的多个段B．一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不同的连接6．以下说法不正确的是（d ）。
A．线性流水线是单功能流水线B．动态流水线是多功能流水线C．静态流水线是多功能流水线D．动态流水线只能是单功能流水线7．Cray-1向量处理机启动存储器、流水部件及寄存器打入各需一拍，现有向量指令串：V3←存储器（从存储器中取数：6拍）V4←V0+V1 （向量加：6拍）V5←V3×V4 （向量乘：7拍）向量长度均为N，则指令串最短的执行时间是（ a ）。
A．16+N拍B．17+N拍C．18+N拍D．19+N拍8．Cray-1的两条向量指令：V1←V2+V3V4←V1×V5属于（ b ）。
A．没有功能部件冲突和源向量冲突，可以并行B．没有功能部件冲突和源向量冲突，可以链接C．没有源向量冲突，可以交换执行顺序D．有向量冲突，只能串行9．Cray-1向量处理机要实现指令间的链接，必须满足下列条件中的（c ）。
A．源向量相同，功能部件不冲突，有指令相关B．源向量不同，功能部件相同，无指令相关C．源向量、功能部件都不相同，指令有写后读冲突D．源向量、功能部件都不相同，指令有读后写冲突10．按cache地址映像的块冲突概率从高到低的顺序是（）。
计算机系统结构习题
一、简答题（2题）相关概念、原理、方法说明及比较分析例题1：解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。
虚拟机：用软件实现的机器。
翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。
执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。
差别只是执行时间的不同。
兼容机：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。
模拟：用软件的方法在一台现有的计算机(称为宿主机)上实现另一台计算机(称为虚拟机)的指令系统。
仿真：用一台现有计算机(称为宿主机)上的微程序去解释实现另一台计算机(称为目标机)的指令系统。
并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。
只要在时间上相互重叠，就存在并行性。
它包括同时性与并发性两种含义。
时间重叠：在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。
资源重复：在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜。
通过重复设置硬件资源，大幅度地提高计算机系统的性能。
自考计算机系统结构必考习题
自考计算机系统结构必考习题一．填空题：12、计算机系统（广义说法）：由人员，数据，设备，程序，规程五部分组成。
1、推动计算机系统结构发展的主要动力是（把计算机系统看成是由多个机器级构成的层次结构）。
2、提高计算机系统并行性的主要的主要技术途径有（时间重叠）、（资源重复）、（资源共享）。
3、数据表示是指能由（机器硬件）直接识别和引用的（数据类型）。
4、定义数据表示具体又有（带标志符数据表示）和（数据描述符）两类。
5、I/O设备取得I/O总线后，所传送的数据总量，称为（数据宽度），数据通路宽度是数据总线的（线数）。
6、中断系统软件功能分配实质是中断（处理程序）软件和中断（响应）硬件的功能分配。
7、页面替换是发生于（虚拟空间比主存空间大的多），同时又发生于（页面失效）的时候。
8、由四位经ROM查表舍入法下溢处理成三位结果，设计出的ROM表中应当有（16）个单元，其中地址为1101的单元存储内容为（1111）。
9、程序访问局部性包括（时间上局部性）和（空间上局部性）两个方面，其中前者是指（在最近的未来要用到的信息很可能是现在现在正在使用的信息），后者是指（在最近的未来要用到的信息很可能与现在正在使用的信息在程序空间上是相邻的或是相近的）。
10、模拟是采用（机器语言程序）解释执行方式，其运行速度比仿真方法（慢），仿真是采用（微程序）解释，所以通常将使用频率较高的指令尽可能用（仿真）方法提高运行速度，而对使用频率低的指令则用（模拟）方法加以实现。
11、并行性主要是指解题中同时进行（运算）或（操作）的特性。
12、计算机系统结构中数据表示是指可由（机器硬件）直接辨认的数据类型，若要直接识别某一种数据类型，必须有相应的（运算硬件）及相应的（逻辑运算硬件）。
13、地址的编址通常可采用（按高位地址划分）、（按地位地址划分）和（按混合划分）三种不同方式。
14、指令系统按照设计风格可分为（CISC）和（RISC），其中（RISC）更优。
系统结构习题
系统结构习题选择题第一章对计算机系统结构，下列（）是透明的阵列运算部件计算机使用的语言是（）。
分属于计算机系统各个层次实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）。
汇编程序翻译系列机软件必须保证（）。
向后兼容，力争向上兼容输入输出系统硬件的功能对()是透明的。
应用程序员并行处理发展通过资源共享途径形成了()。
分布式处理系统利用时间重叠实现并行处理的是()。
流水处理机就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（）组成的层次结构多个机器级利用资源重复实现并行处理的是（）。
阵列处理机计算机系统结构也称计算机体系结构，指的是()。
传统机器级计算机的结构与组成不包括（）。
操作系统字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，其并行等级()。
已经开始出现的并行性计算机系列化的优点不包括()同一系列内的软件一定是向下兼容的开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和（）。
资源共享对计算机系统结构，下列（）是透明的阵列运算部件系列机软件必须保证向后兼容，一般应该做到（）。
向上兼容用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真，用机器语言解释实现软件移植的方法称为（）。
模拟高级语言是由（）翻译成汇编语言程序编译程序就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（）组成的层次结构多个机器级VonNenmann型计算机不具有的特点是（）。
以数据流驱动位片处理是指计算机采用（）方式对数据进行处理。
字并位串除了分布处理、MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机，阵列处理机，多处理机和（）四种不同的结构。
数据流计算机费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类，这里的多倍性指（）。
系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数系列机在软件兼容上应该做到（）。
向后兼容，并力争向上兼容计算机系统的层次结构按照由高到低的顺序分别为（）。
高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级1TFLOPS计算机能力，1TBYTE/S的I/O带宽和（）称为计算机系统的3T性能目标。
计算机系统结构基础习题
第三、四章习题一、选择题1．对真值0 表示形式唯一的机器数是__B_______。
A．原码Ｂ．补码和移码Ｃ．反码Ｄ．以上都不对2．某机字长8 位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是______ _C_____。
A．－127~127 B．－128~128 C．－128~＋127 D. 0~2553．用ｎ＋１位字长表示定点数（其中1位为符号位），它所能表示的整数范围是_A____，它所能表示的小数范围是____D___。
ｎ－１Ｂ．0≤｜Ｎ｜≤２A．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ＋１－１C．0≤｜Ｎ｜≤1－２－（ｎ＋１）Ｄ．0≤｜Ｎ｜≤１－２－ｎ4. 设机器数采用补码形式（含 1 位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为 C 。
A. -27B. -97C. -101D. 1555. 若9BH 表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是 A 移码符号位用 1 表示正数，用0 表示负数。
A. 27B. -27C. -101D. 1016. 设寄存器内容为10000000，（移码，符号位为1，表示正0）若它等于0，则为 D 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码`7. 设寄存器内容为10000000，若它等于-128，则为 B 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码8. 设寄存器内容为10000000，若它等于-127，则为 C 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码9. 设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为 A 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码10. 设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为。
A. 原码B. 补码C 反码 D. 移码11. 大部分计算机内的减法是用_______实现。
A 将被减数加到减数中B 从被减数中减去减数C 补数的相加D 从减数中减去被减数12 补码加减法是指___________。
A. 操作数用补码表示，两数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替B. 操作数用补码表示，符号位和数值位一起参加运算，结果的符号与加减法相同C. 操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成D. 操作数用补码表示，有数符决定两数的操作，符号位单独处理13 在原码一位乘中，符号位单独处理，参加操作的数是__________。
计算机系统结构基础习题
第三、四章习题一、选择题1．对真值0表示形式唯一的机器数是__B_______。
A．原码Ｂ．补码和移码Ｃ．反码Ｄ．以上都不对2．某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的围是______ _C_____。
A．－127~127 B．－128~128 C．－128~＋127 D. 0~2553．用ｎ＋１位字长表示定点数（其中1位为符号位），它所能表示的整数围是_A____，它所能表示的小数围是____D___。
A．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ－１Ｂ．0≤｜Ｎ｜≤２ｎ＋１－１C．0≤｜Ｎ｜≤1－２－（ｎ＋１）Ｄ．0≤｜Ｎ｜≤１－２－ｎ4. 设机器数采用补码形式（含1位符号位），若寄存器容为9BH，则对应的十进制数为 C 。
A. -27B. -97C. -101D. 1555. 若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是 A 移码符号位用1表示正数，用0表示负数。
A. 27B. -27C. -101D. 1016. 设寄存器容为10000000，（移码，符号位为1，表示正0）若它等于0，则为 D 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码 `7. 设寄存器容为10000000，若它等于-128，则为 B 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码8. 设寄存器容为10000000，若它等于-127，则为 C 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码9. 设寄存器容为10000000，若它等于-0，则为 A 。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码10. 设寄存器容为11111111，若它等于+127，则为。
A. 原码B. 补码C 反码 D. 移码11. 大部分计算机的减法是用_______实现。
A 将被减数加到减数中B 从被减数中减去减数C 补数的相加D 从减数中减去被减数12 补码加减法是指___________。
A. 操作数用补码表示，两数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替B. 操作数用补码表示，符号位和数值位一起参加运算，结果的符号与加减法相同C. 操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成D. 操作数用补码表示，有数符决定两数的操作，符号位单独处理13 在原码一位乘中，符号位单独处理，参加操作的数是__________。
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单片机练习一一．单项选择题1.当使用8051且EA=1，程序存储器地址小于1000H时，访问的是（）。
A.片内ROMB.片外ROMC.片内/外ROMD.片外RAM2.下面部件不属于CPU结构中控制器部分的是（）。
A .PCB .IRC .PSWD .ID3.MCS-51外扩存储器时，系统的数据总线是由（）构成。
A .P0B .P1C .P2 D. P34.12根地址线的寻址范围（）。
A .512KB .4K C.8K D.32K5.MCS-51上电复位后，SP的内容是（）。
A .00HB .07H C.60H D.70H6.栈操作遵循的原则是（）。
A.先进后出B. 先进先出C. 后进后出D. 随机7.P1口的每一位能驱动（）。
A. 2个TTL负载B.4个TTL负载C.8个TTL负载D.6个TTL负载8.MCS-51的并行I/O读-改-写操作，是针对该口的（）。
A.引脚B.缓冲器C.地址线D.内部锁存器9.当ALE信号有效时，表示（）。
A. 从ROM中读取数据B. 从P0口可靠地送出地址低8位C. 从P0口送出数据D. 从RAM中读取数据10.要使8031单片机复位，应在RST端上加至少（）个机器周期的高电平。
A.1B. 2C. 3D. 411.MCS-51单片机的堆栈区应建立在（）。
A.片内数据存储区的低128字节单元B.片内程序存储区C.片内数据存储区的高128字节单元D.片外程序存储区12.下面哪种设备不是输入设备（）。
A. A/D转换器B. 键盘C. 打印机D. 扫描仪14.86H是用8位二进制补码表示的十六进制的数，那么相应的十进制数是（）。
A.－122B. 118C. 10D. –915.欲访问8051单片机的内部程序存储器，则EA引脚必须为（）。
A.高电平B.低电平C.高低电平D.与PC值有关16.PC中存放的是（）。
A.下一条要执行指令的地址B.当前正在执行的指令C.当前正在执行的地址D.下一条要执行17.假定设置堆栈指针SP的值为36H，在执行指令PUSH 20H后，SP的值为（）。
A.36HB.37HC. 38HD.21H18.在算术运算中，与辅助进位AC有关的是（）。
A.二进制B. 八进制C. 十进制D. 十六进制19.若某寄存器芯片的容量为8KB，那么它的地址线为（）。
A.10根B.11根C. 12根D. 13根20.MCS-51中，一个机器周期由（）个振荡周期组成。
A.4B. 8C. 6D. 1221.8031是（）。
A.CPUB.微处理器C. 单片微型计算机D. 控制器22. DPTR由（）个特殊功能寄存器组成。
A. 1B. 2C. 3D.423.8位二进制补码表示的整数数据范围是（）A. –128~127B. –127~127C. –128~128D. –127~12824.若用数据指针DPTR作为间址寄存器访问外部数据存储器，它访问的整个外部数据存储器的空间为（）A. 4KBB. 8KBC. 16KBD. 64KB25.由PC内容指定ROM地址单元中取出的指令，放于（）。
A.运算器与控制器B. 运算器与存储器C. 指令寄存器和指令译码器D. 控制器与存储器26.当（RS1，RS0）=（1，1）时，工作寄存器R0对应内部RAM的（）字节单元。
A. 00HB. 08HC. 10HD. 18H27.MCS-51系列单片机复位后其P1口的输出状态为（）。
A. 00HB. 0FFHC. 0F0HD. 不定28.所谓CPU是指（）。
A. 运算器与控制器B. 运算器与存储器C. 输入输出设备D. 控制器与存储器29.MCS-51的并行I/O口信息有两种读取方法，一种是读引脚，还有一种是（）。
A. 读锁存器B. 读数据C. 读A累加器D. 读CPU30.当MCS-51复位时，下面说法正确的是（）。
A. (PC)=0000HB. (SP)=00HC. (SBUF)=00HD. (P0)=00H31.关于MCS-51的堆栈操作，正确的说法是（）。
A. 先入栈，再修改栈指针B. 先修改栈指针，再出栈C. 先修改栈指针，再入栈D. 以上都不对32.B4H是用8位二进制补码表示的十六进制数，那么相应的十进制数是（）。
A. 246B. 118C. 10D. -7633.8031单片机中的PC和TCON分别是( )的寄存器A. 8位,8位B. 8位, 16位C. 16位,16位D. 16位,8位34.MCS-51上电复位后，P0口的内容应是（）。
A. 00HB. 07HC. FFHD. 70H35.若某ROM的地址线为15根，那么它的存储容量为（）。
A. 8KB. 32KC. 24KD. 4K36.8051单片机全部使用外接ROM时，其（）引脚必须接地。
A. RDB. PSENC. EAD. ALE37.8051CPU片内RAM中有（）位可位寻址。
A. 16B. 64C. 128D. 25638.使用8751，且EA=1，则可以扩展外部程序存储器（）。
A. 64KB. 60KC. 58KD. 56K39.指令寄存器的功能是（）。
A. 存放指令地址B. 存放当前正在执行的指令C. 存放PC的内容D. 存放指令地址及操作数40.要访问MCS-51的特殊功能寄存器应使用的寻址方式是（）。
A. 寄存器间接寻址B. 变址寻址C. 直接寻址D. 相对寻址41.如果8031单片机的时钟频率为6MHZ，则其一个机器周期为（）。
A. 1μsB. 2μsC. 6μsD. 12μs42.某种存储器芯片是16KB*4/片，那么它的地址线根数是（）。
A.11根B. 14根C. 13根D.16根43.PSW=98H时，则当前工作寄存器是（）。
A. 0组B. 1组C. 2组D. 3组44. MCS-51的并行I/O口读——改——写操作，是针对该口的（）。
A. 引脚B. 片选信号C. 地址线D. 内部锁存器45.必须进行十进制调整的十进制运算（）。
A. 有加法和减法B. 有乘法和除法C. 只有加法D. 只有减法二．填空题1.MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从读取信息。
2.单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器定第组。
3.MCS-51特殊功能寄存器只能采用寻址方式。
4.累加器A的内容有偶数个1时，特殊功能寄存器PSW的P位内容为。
5.8051单片机的ALE引脚在CPU对外存非操作期间，它的输出频率为晶体振荡器频率的脉冲信号。
6.单片机由CPU.存储器和三部分组成。
7.MCS-51有4组工作寄存器,他们的地址范围是。
8.在MCS-51中PC 和DPTR都用于传送地址，但PC是为访问存储器传送地址。
9.片内范围20H~2FH的数据存储器，既可以字寻址，又可以寻址10.执行当前指令后，PC内容为。
11.8051内部程序存储器的容量为________字节。
12.8031的内部程序存储器的容量为________字节。
13.若不使用MCS-51片内的程序存储器，EA引脚必须________。
14.MCS-51单片机内部RAM中的位寻址区位于低128B中的________地址单元中。
在位操作中，与字节操作中的累加器ACC作用相同的是________。
15.堆栈操作遵循的原则是_____________。
16.8031最大可以扩展_____________程序存储器。
17.当（RS1，RS0）=（0 ，1）时，工作寄存器R7对应内部RAM中_____________字节单元。
18.若MCS-51单片机使用频率为6MHZ的晶振，则一个机器周期为_____________。
19.8051单片机有四个I/O口，他们分别是___________。
20.位寻址区在片内RAM低128B单元的___________字节中。
MCS-51单片机片内RAM高128B单元中有___________个特殊功能寄存器的位可以进行位操作。
21.当MCS-51引脚ALE信号有效时，表示从P0口稳定地送出了___________地址。
22.经过扩展外部程序存储器的8031，若PC从程序存储器0000H开始执行，则EA的引脚必须接___________电平。
23.8051复位后，CPU从___________单元开始执行程序。
24.8051复位后，SP的内容为___________。
25.计算机系统的三总线为______________、数据总线和控制总线。
26.MCS-51系统中，当PSEN信号有意义时，表示CPU要从存储器读取信息。
27.为了正确地读取8051的P1口引脚的状态，必须先向它的锁存器。
28.8051单片机当前工作寄存器的选择由特殊功能寄存器PSW的_______位的内容决定。
29.当MCS-51的P0口作输出端口时，每位能驱动______TTL负载。
30.设计8031系统时，_______不能用作一般I/O口。
31.MCS-51系列单片机最大的寻址范围为_______。
32.当MCS-51使用间接寻址方式访问RAM高128B，会产生_____。
33.8051的_______________引脚应至少保持2个机器周期的高电平，才能使8051复位。
34. MCS-51的P1口，由于是准双向口，所以在输入时必须先。
23. 单片8051含_______________KBROM。
34.开机复位后，PSW的内容为________________。
35.8051的封装形式为____________。
36.按执行时间，8051的指令分单周期，____________周期和四周期指令三种。
37.MCS-51中凡字节地址能被____________整除的特殊功能寄存器均能位寻址。
38.8751内部含有____________EPROM。
39..MCS-51系列单片机的存储器配置在物理上分为____________个独立的存储空间。
40.MCS-51系列单片机的存储器配置在逻辑上分为____________个存储器空间。
41.MCS-51单片机的扩展系统中，使用锁存器的目的是____________。
42. 利用8051组成的工作系统，程序放在内部ROM，它的EA引脚应该接电平。
三、简答题（每小题5分，共10 分）1.简述8051片内RAM的空间分配情况，包括各空间的地址范围和访问特点。
答：片内RAM 共128B，可分为工作寄存器区（地址范围00H-1FH），位寻址区（地址范围20H-2FH）和数据缓冲区（地址范围30H-7FH）。
工作寄存器区只可以字节形式访问，位寻址区既可位访问也可字节访问，数据缓冲区必须以字节形式访问。
2.简述8051单片机位寻址区的空间分配。