计算机组成原理形成性考核册答案

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电大本科计算机组成原理形成性考核册答案

电大本科计算机组成原理形成性考核册答案计算机组成原理作业11. 把下面给出的几个十进制的数化为二进制的数(无法精确表示时,小数点后取3位)、八进制的数、十六进制的数: 7+3/4, -23/64, 27.5, -125.9375, 5.43解答:7+3/4 =(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16-23/64 =-(0.010111)2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5 =(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375 =-(1111101.1111)2=-(175.74)8=-(7D.F)165.43 =(101.011)2=(5.3)8=(5.6)162. 把下面给出的几个不同进制(以下标形式给出的右括号之后)的数化成十进制的数:(1010.0101)2 、-(101101111.101)2、(23.47)8、-(1A3C.D)16解答:(1010.0101)2 =10.3125-(101101111.101)2 =-367.625(23.47)8 =19.71875-(1A3C.D)16 =-6716.81253. 写出下面2组数的原、反、补表示,并用补码计算每组数的和、差.双符号位的作用是什么?它只出现在什么电路之处?(1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X=10111101 Y=-00101011解答:X=0.1101Y=-0.0111X=10111101Y=-00101011[X] 原=00 1101[Y] 原=11 0111[X] 原=00 10111101[Y] 原=11 00101011[X] 反=00 1101[Y] 反=11 1000[X] 反=00 10111101[Y] 反=11 11010100[X] 补=00 1101[Y] 补=11 1001[X] 补=00 10111101[Y] 补=11 11010101[X+Y] 补=(00 1101+11 1001)MOD 2=(00 0110)MOD 2=0 0110[X-Y] 补=([X] 补+[-Y] 补)MOD 2=(00 1101+00 0111)MOD 2=(01 0100)MOD 2( 双符号得值不同溢出,上溢)[X+Y] 补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2=(00 10010010)MOD 2=0 10010010[X-Y] 补=([X] 补+[-Y] 补)MOD 2=(00 10111101+00 00101011)MOD 2=0 111010004.双符号位能容易检查加减运算中的溢出情况.当符号位相同,数值结果正确;当符号位为01或10时,表示数值溢出. 01表示两个正数相加之和≥ 1的情况,通常称数值“上溢”;为10时,表示两个负数相加之和< -1的情况,通称数值“下溢”.前面的1个符号位是正确的符号位.5.只有在算术与逻辑运算部件中采用双符号位.因为只在把两个模4补码的数值送往算术与逻辑运算部件完成加减计算时,才把每个数的符号位的值同时送到算术与逻辑运算部件的两位符号位,所以只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位.6. 假定X=0.0110011*211,Y=0.1101101*2-10(此处的数均为二进制).( 1)浮点数阶码用4位移码、尾数用8位原码表示(含符号位),写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的(正数和负数)数值;( 2)写出X、Y正确的浮点数表示(注意,此处预设了个小陷阱);( 3)计算X+Y;( 4)计算X*Y.解答:( 1)绝对值最大: 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111;绝对值最小: 0 001 0 0000000、0 001 1 0000000( 2) X: 1 011 0 0110011、Y: 0 110 0 1101101( 3)计算X+YA :求阶差: |△E|=|1011-0110|=0101B :对阶: Y变为1 011 0 00000 1101101C :尾数相加: 00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101D :规格化:左规:尾数为0 1101100 1101,阶码为1010F :舍入处理:采用0舍1入法处理,则有00 1101100+1=00 1101101E :不溢出所以, X+Y最终浮点数格式的结果: 1 010 0 1101101,即0.1101101*210( 3)计算X*YA :阶码相加: [X+Y]移=[X]移+[Y]补=01 011+11 110=01 001(符号位10第1位为0,不溢出; 00时上溢, 01时下溢)B :尾数相乘结果: 0 1010110 110111C :已满足规格化要求,不需左规,尾数不变,阶码仍为001D :舍入处理:按0舍1入规则,尾数之后的6位110111舍去,尾数+1=0 1010111所以, X*Y最终浮点数格式的结果: 1 001 0 1010111,即0.1010111*21《计算机组成原理》形成性作业2 答案1. 计算机指令中要用到的操作数一般可以来自哪些部件?如何在指令中表示这些操作数的地址?通常使用哪些寻址方式?解答:计算机指令中要用到的操作数一般可以来自:1.CPU 内部的通用寄存器,此时应在指令字中给出用到的寄存器编号(寄存器名),通用寄存器的数量一般为几个、十几个,故在指令字中须为其分配2 、3 、4 、5 或更多一点的位数来表示一个寄存器;该寄存器的内容,可以是指令运算用到的数据,也可能用作为一个操作数的地址.2. 可以是外围设备(接口)中的一个寄存器,通常用设备编号或设备入出端口地址或设备映像地址来表示;3. 可以是内存储器的一个存储单元,此时应在指令字中给出该存储单元的地址.计算机的寻址方式:1. 立即数寻址:操作数直接给出在指令字中,即指令字中直接给出的不同再是操作数地址,而是操作数本身.2. 直接寻址:操作数地址字段直接给出操作数在存储器中的地址.3. 寄存器寻址:指令字中直接给出操作数所在的通用寄存器的编号.4. 寄存器间接寻址:指令字中给出通用寄存器的编号,在寄存器中给出的不是一个操作数,而是操作数地址时,就可以用这一地址去读写存储器.5. 变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.6. 相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器PC 的内容相加之和作为操作数的地址或转移指令的转移地址.、7. 基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.8. 间接寻址:指令字的地址字段给出的既不是一个操作数的地址,也不是下一条指令的地址,而是一个操作数地址的地址,或一条指令地址的地址.9. 堆栈寻址:堆栈是存储器中一块特定的按“后进先出”原则管理的存储区,该存储区中被读写单元的地址是用一个特定的寄存器命同的,该寄存器被称为堆栈指针( SP ).如果有些指令,其操作码部分已经指明一个操作数为堆栈中的一个单元的内容,则它已经约定将使用SP访问该单元,故不必在指令的操作数地址字段中另加说明.2. 什么是形式地址?简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息?如何得到相应的实际(有效)地址?各自有什么样的主要用法?解答:表示在指令中的操作数地址,通常被称为形式地址;用这种形式地址并结合某些规则,可以计算出操作数在存储器中的存储单元地址,这一地址被称为物理地址.变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.主要适合于处理数组型数据.相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器PC 的内容相加之和作为操作数的地址或转移指令的转移地址.与变址寻址的区别是,计算实际地址所用的寄存器已确定为PC ,故无须再在指令中指定;而变址寻址中的可用的变址寄存器往往有多个,通常要在指令中指定本次要使用哪一个.主要用于指令转移.基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.主要用于为多道程序或浮动地址程序定位存储器空间.基地址寄存器中的值是由系统程序用特权指令设定的,用户不能在自己的程序对其进行修改.3. 略4. 简述计算机的控制器的功能和基本组成.微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里?解答:计算机的控制器的功能是向整机每个部件提供协同运行所需要的控制信号.是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤,形成并提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号.控制器的基本组成:1. 程序计数器( PC ):能提供指令在内存中的地址的部件,服务于读取指令,并接收下条要执行的指令地址;2. 指令寄存器( IR ):能保存读来的指令内容的部分,以保存本指令执行的整个过程中要用到的指令本身的主要信息;3. 脉冲源和启停控制逻辑:是指令执行的步骤标记线路,它标记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系;4. 时序控制信号的产生部件:依据指令内容、指令的执行步骤(时刻),也许还有些别的什么条件信号,来形成并提供出当前各部件本时刻要用到的控制信号.计算机整机各硬件系统,正是在这些信号控制下协同运行,产生预期的执行结果,也就是执行一条又一条的指令.组合逻辑的控制器和和程序的控制器是计算机中两种不同类型的控制器, 其共同点是: 基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号, 组成部分都有程序计数器PC, 指令寄存器IR, 都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能; 不同点主要表现在处理指令执行步骤办法, 提供控制信号的方案不一样, 组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤, 用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号, 其优点是运行速度明显地快, 缺点是设计与实现复杂些, 但随着大规模现场可编程集成电路的出现, 该缺点已得到很大缓解; 微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤, 应提供的控制信号是从控制存储器中读出来的, 并经过一个微指令寄存器送到被控制部件的, 其缺点是运行速度要慢一点, 优点是设计与实现简单些, 易用于实现系列计算机产品的控制器, 理论上可实现动态微程序设计 .《计算机组成原理》形成性作业3答案1. 在计算机中,为什么要采用多级结构的存储器系统?它们的应用是建立在程序的什么特性之上的?答:在现代的计算机系统中,通常总是采用由三种运行原理不同,性能差异很大的存储介质分别构建高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器,再将它们组成三级结构的统一管理、高度的一体化存储器系统.由高速缓冲存储器缓解主存储器读写速度慢,不能满足CPU运行速度需要的矛盾;用虚拟存储器更大的存储空间,解决主存储器容量小,存不下更大程序与更多数据的难题.这种三级结构的存储器系统的运行原理,是建立在程序运行的局部性原理之上的.即在一小段时间内,运行的程序只使用少量的指令和少量的数据,而这少量的指令和少量的数据往往又集中在存储器的一小片存储区域中,指令顺序执行比转移执行的比例要大,故可以按对所使用的指令和数据的急迫和频繁程度,将其存入容量、速度、价格不同的存储器中,从而取得更高的性能价格比.主要体现在时间、空间、指令执行顺序三个方面.2. 多级结构的存储器是由哪三级存储器组成的?每一级存储器使用什么类型的存储介质,这些介质的主要特性是什么?在多级结构的存储器系统中,何谓信息的一致性原则和包含性原则?答:多级结构的存储器是由高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器.高速缓冲存储器使用静态存储器芯片实现,主存储器通常使用动态存储器芯片实现,两者是半导体电路器件,以数字逻辑电路方式进行读写;虚拟存储器则使用快速磁盘设备上的一片存储区,是在磁性介质层中通过电磁转换过程完成信息读写的.卓越人社区2c!C这三级不同的存储器中存放的信息必须满足如下两个原则: (1)一致性原则,即同一个信息会同时存放在几个级别的存储器中,此是同一信息在几个级别的存储器中必须保持相同的值.(2)包含性原则,即处在内层(更靠近CPU)存储器中的信息一定被包含在各外层的存储器中,即内层存储器中的全部信息一定是各外层存储器中所存信息中一小部分的副本.这是保证程序正常运行、实现信息共享、提高系统资源利用率所必须的.3. 为什么要采用磁盘阵列技术?何为逻辑盘,何为物理盘?作为一个逻辑盘使用的多个物理盘需要在转速和所用扇区等方面严格的同步吗?为什么?答:使用统一管理的由多个磁盘组成的磁盘阵列,这一技术的着眼点,是通过多个磁盘设备的并行操作来提高设备总体的性能和可靠性.如果一个磁盘有xMB的容量,单位时间提供y传送能力,则概念上讲, n个这样的磁盘就有n*xMB的容量, n*yMB的传送能力,即要读出yMB 的数据,所用的平均时间只要原来单个磁盘所用时间的1/n;还有一点好处是通过合理地在多个磁盘之间组织数据,可以得到比较理想的容错能力,这指的是,额外拿出一定的存储容量,用于保存检错纠错的信息.在总体价格上,使用多个磁盘也不会给用户带来太大的经济负担.实际使用的多个磁盘就是物理盘.为了统一管理磁盘阵列,使用户所感觉到的不再是多个物理盘,似乎就是一个性能更高的单个磁盘,就要使用一块特点的接口卡( RAID阵列控制卡),把组成阵列的多个物理磁盘连接为一个逻辑整体,这就是逻辑磁盘.作为一个逻辑盘使用的多个物理盘不需要在转速和所用扇区等方面严格同步.阵列磁盘运行过程中,有以下两项重要技术.一个是并发命令请求和排队管理,并使多个命令得以并发处理;如果在处理命令的时候,还能进行某些性能优化,而不是机械地按命令到来的先后次序处理,还可以进一步提高数据读写的速度.最简单的例子,对两个等待操作的命令,磁头先到达哪一个命令的数据扇区,就先执行哪一个命令,这在磁盘本身的控制器部分来处理可能更方便.另外一项技术是设备的快速接入和断开,即当一个占据了总线的磁盘开始执行一个读命令,数据又尚未准备好时,它应快速地暂时把自己从总线上分离出来,以便使另外正急于使用总线的磁盘可能抢到总线,从而提高总线的使用效率和系统性能,当这个磁盘准备好数据时,应保证它能把自己尽快地接通到总线上去.这实质是把占用总线的时间压缩到尽可能短的一项处理技术《计算机组成原理》形成性作业4答案1. 针式打印机由哪些部件组成?简述打印头的结构和打印出一个字符的原理性过程?答:针式打印机由走纸机构、色带机构、打印头和一些逻辑电路等几部分组成.打印头由打印针、导轨、电磁铁线圈、弹簧、衔铁、外壳及壳帽几部分组成.每根打印针是由具有钢性和韧性都很好的金额材料制成,可以沿着导轨前后运动;运动的动力来自电磁衔铁的正向推动和机械弹簧的反向推动.当电磁铁的线圈中给出一个脉冲电流时将产生磁场,电磁衔铁会在这一磁场作用下向前移动,推动打印针也向前移动并撞击色带;当线圈中的电流消失后,磁场消失,是磁衔铁也失去作用力,机械弹簧的反向回原位置.由于多个打印针可以同时被驱动,故一次打印是一个字符的一个纵向的点阵列,之后使打印头向右移动一个点的位置,就可以打印字符的下一个点阵列,几次之后就打印出一个完整的字符.2. 计算机总线的功能是什么?通常用什么类型的器件构成总线?为什么?从功能区分,总线由哪3部分组成?各自对计算机系统性能有什么影响?答:计算机总线是计算机的各部件之间传输信息的公共通路,包括传输数据(信息)信号的逻辑电路、管理信息传输协议的逻辑线路和物理连线.由于总线上往往要连接许多部件或设备,传输的距离较长,负载比较重,故要求总线线路有更强的驱动能力.总线的硬件组成,通常选用集电极开路输出的电路,或输出端有高阻态输出支持的电路.这样的线路的输出端可以直接连接在一起并通过为其中某个门给出低电平( 0V)的控制信号,为其他门给出高电平( 4V)的控制信号,实现把多路输入中的某一路信息送到总工线上.从总线各自承担的不同功能,分成数据总线、地址总线、控制总线3部分.数据总线在计算机部件之间传输数据信息,它的时钟频率和宽度的乘积正比于它支持的最大的数据输入输出能力.地址总线在计算机部件之间传输地址(内存地址、I/O地址)信息,它的宽度决定了系统可以寻址的最大内存空间.控制总线给出总线周期类型、I/O操作完成的时刻、DMA周期、中断等有关的控制信号.3. 解释下列术语:总线周期,总线周期类型,总线的等待状态,正常总线周期, burst总线周期,同步传输控制,异步传输控制.答:总线周期:是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入输出设备的读写操作所必需的时间.按照总线周期区分为内存读周期、内存写周期、I/O读周期、I/O写周期4种类型. 5Hb4Q R'V+J被读写的内存和外设的的运行速度低,不能在这一个数据时间内完成读写操作,就必须再增加一到几个数据时间用于继续完成读写操作,在增加了这一到几个数据时间里,称总线处于等待状态.如果每次数据传输都要用两个时间(地址时间、数据时间)组成的完整的总线周期完成读写,则称这种总线周期为正常总线周期(normal bus cycle),每次只能传输一个数据.在给出一次地址信息(一个地址时间)后,接着用连续的多个数据时间依次传输多个数据,这种运行方式可提高数据传输速度,称为总线的急促传输方式( burst mode).同步传输控制是指在总线上传送数据时,通信双方使用同一个时钟信号进行同步,这个时钟信号通常可以由CPU的总线控制逻辑部件提供,称为总线时钟.异步传输控制是指在总线上传送数据时,允许通信双方各自使用自己的时钟信号,采用“应答方式”解决数据传输过程中的时间配合关系,而不是共同使用同一个时钟信号进行同步.4. 通用可编程接口应由哪些部件组成?各自的功能是什么?答:为了尽量减少接口卡的种类,人们总是希望用同一块接口卡能提供出更多的功能,并且能灵活选择其运行功能和运行的控制参数,这样的接口卡被称为通用可编程接口.接口卡上通常有接口命令寄存器,存放CPU发来的控制命令;有状态寄存器,由设备运行设置其值,供CPU通过读操作来了解设备接口的运行状态.接口卡上通常还有一到几个用于数据缓冲的寄存器,以便适当降低CPU和设备直接耦合的程度,解决它们运行速度不匹配的矛盾.接口卡上通常还有处理中断请求、屏蔽和判优等逻辑线路,这是属于总线从设备类型的设备主动向CPU提出自己操作要求的重要机制.5. 简述一次中断处理的完整过程.答:一个完整的中断过程由中断请求、中断响应和中断处理3个阶段组成.一次中断处理过程通常要经过如下几个步骤完成:1. 中断请求:由中断源发出并送给CPU的控制信号.2. 关中断:保证在此之后的一小段时间内CPU不能响应新的中断请求.卓越人社区6Q*K&^*|:p9}O2M7y3. 保存断点,保护现场:用中断隐指令实现.断点和现场信息一般保存在堆栈中,保存信息一定要完整完成,以保证被停下来的程序得以继续正常运行.4. 判别中断源,转中断服务:找出中断服务程序的入口地址.多个中断源时找出中断优先级最高的中断源.5. 开中断,以便尽快地进入可以响应更高级别中断请求的运行状态.6. 若有更高级别中断请求到来,则进行新的中断响应过程.7. 执行中断服务程序,完成后准备返回主程序,为此,执行关中断.8. 恢复现场,恢复断点.9. 开中断.关中断和开中断是为了保证能完整的恢复现场的操作.开中断之后,若有更高级别中断请求来到,则进入新的中断响应过程.10. 返回断点.6.DMA 传输方式的优点是什么? DMA接口中通常应包括哪些逻辑部件?各自的功能是什么?答: DMA传输方式的优点是:实现高速I/O设备与主存储器之间成批交换数据的输入/输出.1、主存地址计数器,用于存放读写主存用到的主存地址.2、数据数量计数器,用于存放传送数据的数量.3、DMA的控制/状态逻辑,由控制和状态等逻辑电路组成,用于修改主存地址计数器和数据数量计数器,指定传送功能,协调CPU和DMA信号的配合与同步.4、DMA请求触发器,接收并记忆设备送来的请求数据传送的信号.5、数据缓冲寄存器,用于存放高速设备与主存之间交换的数据.6、中断机构,中断请求发生在数据数量计数器计数到0值时,用于向CPU报告本组数据传达完成,并等待新的传送命令.。

《计算机组成原理》形成性作业答案

计算机组成原理作业11.把下面给出的几个十进制的数化为二进制的数（无法精确表示时，小数点后取3位）、八进制的数、十六进制的数：7+3/4，-23/64，27.5，-125.9375，5.43解答：7+3/4=(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16-23/64=-(0.010111)2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5=(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375=-(1111101.1111)2=-(175.74)8=-(7D.F)165.43=(101.011)2=(5.3)8=(5.6)162.把下面给出的几个不同进制（以下标形式给出的右括号之后）的数化成十进制的数：(1010.0101)2、-(101101111.101)2、(23.47)8、-(1A3C.D)16解答：(1010.0101)2=10.3125-(101101111.101)2=-367.625(23.47)8=19.71875-(1A3C.D)16=-6716.81253.写出下面2组数的原、反、补表示，并用补码计算每组数的和、差。

双符号位的作用是什么？它只出现在什么电路之处？(1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X=10111101 Y=-00101011解答：X=0.1101Y=-0.0111X=10111101Y=-00101011[X]原=00 1101[Y]原=11 0111[X]原=00 10111101[Y]原=11 00101011[X]反=00 1101[Y]反=11 1000[X]反=00 10111101[Y]反=11 11010100[X]补=00 1101[Y]补=11 1001[X]补=00 10111101[Y]补=11 11010101[X+Y]补=(00 1101+11 1001)MOD 2 =(00 0110)MOD 2=0 0110[X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2=(00 1101+00 0111)MOD 2=(01 0100)MOD 2(双符号得值不同溢出，上溢)[X+Y]补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2 =(00 10010010)MOD 2=0 10010010[X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2=(00 10111101+00 00101011)MOD 2=0 11101000双符号位能容易检查加减运算中的溢出情况。

计算机组成原理习题答案

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解答：计算机的控制器的功能是向整机每个部件提供协同运行所需要的控制信号。是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤，形成并提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。
(1) X=0.1101 Y=-0.0111 (2) X=10111101 Y=-00101011 解答：
X=0.1101 Y=-0.0111 [X]原=00 1101 [Y]原=11 0111 [X]反=00 1101 [Y]反=11 1000 [X]补=00 1101 [Y]补=11 1001 [X+Y]补=(00 1101+11 1001)MOD 2 =(00 0110)MOD 2=0 0110 [X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2 =(00 1101+00 0111)MOD 2 =(01 0100)MOD 2 (双符号得值不同溢出，上溢) X=10111101 Y=-00101011 [X]原=00 [Y]原=11 10111101 00101011 [X]反=00 [Y]反=11 10111101 11010100 [X]补=00 [Y]补=11 10111101 11010101 [X+Y]补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2 =(00 10010010)MOD 2=0 10010010 [X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2 =(00 10111101+00 00101011)MOD 2 =0 11101000
1. 在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统？它们的应用
是建立在程序的什么特性之上的？

计算机组成原理形成性考核

计算机组成原理形成性考核第一次形成性考核：作业一（5月11日讨论时上交）一、选择题：1．机器数中,零的表示形式是唯一的。

A．原码B．补码C．移码D．反码2．某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，则可表示的最大正小数为，最小负小数为。

A．B．C．D．3．加法器采用并行进位的目的是。

A．提高加法器的速度B．快速传递进位信号C．优化加法器结构D．增强加法器功能4．组成一个运算器需要多个部件，但下面所列不是组成运算器的部件。

A．状态寄存器B．数据总线C．ALU D．地址寄存器二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

1．ASCII编码是一种汉字字符编码；2．一般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算；3．在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高；4．只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。

三、简答题：1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

2．名词解释：上溢、下溢、规格化。

3．定点运算器的ALU通常可以完成对那几种数据的运算？4．浮点运算器的组成比起定点运算器组成更复杂，主要表现在哪些方面？四、计算题：1．将十六进制数据14.4CH表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。

2．对下列十进制数表示成8位（含一位符号位）二进制数原码和补码编码。

（1）17；（2）-173．已知下列各[x]原，分别求它们的[x]反和[x]补。

（1）[x]原＝0.10100；（2）[x]原＝1.00111；（3）[x]原＝010100；（4）[x]原＝1101004．写出X＝10111101，Y＝－00101011的双符号位原码、反码、补码表示，并用双符号补码计算两个数的差。

第一次讨论时间：2008年5月11日13：30地点：宁波电大实验楼425论题：就检错纠错码在计算机系统中的使用情况进行讨论。

提示：（1）为什么要使用检错纠错码（2）计算机系统中检错纠错码的应用情况（3）常用的检错纠错码有哪些，具体应用于哪些场合。

国开电大计算机组成原理形考任务5参考答案

国开电大计算机组成原理形考任务5参考
答案
答案】：读出信息、写入信息、清除信息、转移信息
1.在以下设备中，CPU的寄存器具有最快的存取速度。

2.对于容量为1K×8位的SRAM芯片，最少需要引出20根线，包括电源和接地线。

3.Cache被添加到主存和CPU之间，其目的是解决两者之间的速度不匹配问题。

4.RAM芯片串联的目的是增加存储单元数量和存储器字长。

5.主存储器的特点是容量小、速度快、成本高。

6.虚拟存储器的目的是为用户提供比主存更大的逻辑编程空间。

7.静态存储器、动态存储器和高速缓存存储器在停电后会丢失存储的信息。

8.对主存储器的基本操作包括读出信息、写入信息、清除信息和转移信息。

国开(中央电大)《计算机组成原理》网上形考任务试题及答案

国开（中央电大）《计算机组成原理》网上形考任务试题及答案国开（中央电大）《计算机组成原理》网上形考任务试题及答案形考任务一一、单项选择题（每题6分，共36分） 1.以下数中最小的数是。

(B) A.（1010011）2 B.（42）8 C.（10011000）BCD D.（5A）16 2.某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，那么可表示的最大正小数为，最小负小数为。

(D) A.会产生溢出 B.也有可能产生溢出C.不一定会产生溢出 D.一定不会产生溢出 4.[X]原=010100，[X]反=。

(A) A.010100 B.001011 C.101011 D.101100 5.[X]原=110100，[X]补=。

(D) A.110100 B.001011 C.101011 D.101100 6.[X]原=110100，[X]移=。

(B) A.101100 B.001100 C.101011 D.011011 二、多项选择题（每题9分，共36分）1.机器数中，零的表示形式不唯一的是。

(ACD) A.原码 B.补码 C.移码 D.反码 2.ASCII编码。

(BC) A.是8位的编码 B.是7位的编码 C.共有128个字符 D.共有256个字符 E.有64个控制字符 3.相对补码而言，移码。

(BD) A.仅用于表示小数 B.仅用于浮点数的阶码局部 C.仅用于浮点数的尾数局部 D.1表示正号，0表示负号 4.当码距d=4时，海明校验码具有。

(ABDF) A.检错能力 B.纠错能力 C.只能发现1位错，但不能纠错 D.能发现1位错，并纠正1位错 E.能发现2位错，并纠正1位错 F.能发现2位错，并纠正2位错三、判断题 1.定点数的表示范围有限，如果运算结果超出表示范围，称为溢出。

对 2.浮点数数的表示范围取决于尾数的位数，精度取决于阶码的位数。

《计算机组成原理》形考

计算机组成原理》电大/国开第1~8章形考试题第一章形考1.1计算机系统是由()组成。

正确答案是：硬件、软件计算机系统的层次结构从下至上按顺序划分为()。

正确答案是：数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统层、汇编语言层、高级语言层1.2计算机硬件系统是由()组成正确答案是：运算器、控制器、存储器、输入输出设备、总线1.4计算机体系结构是指()。

正确答案是：从机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性计算机组成是()。

正确答案是：计算机体系结构的逻辑实现第二章形考2.1(101001)2是(101001)2、(52)8、(00101001)BCD、和(233)16四个数中最小的数。

()正确的答案是“错”。

2.2计算机系统是由()组成。

正确答案是：硬件、软件计算机系统的层次结构从下至上按顺序划分为()。

正确答案是：数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统层、汇编语言层、高级语言层2.3长度相同但格式不同的2种浮点数，假设前者阶码长、尾数短，后者阶码短、尾数长，其他规定均相同，则它们可表示的数的范围和精度为()。

正确答案是：前者可表示的数的范围大但精度低2.5奇偶校验码通常可以发现单个位错，但是不能确定是哪一位错，还可以发现奇数个位错，但肯定不能发现偶数个位错。

() 正确的答案是“对”2.6两个补码数相加，只有在（）时有可能产生溢出。

（）正确答案是：符号位相同在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（）来实现。

正确答案是：原码运算的二进制减法器下列说法中正确的是（）。

正确答案是：定点数和浮点数运算都有可能产生溢出在定点数运算中产生溢出的原因是（）。

正确答案是：运算的结果超出了机器的表示范围定点数补码加法具有两个特点：一是符号位与数值位分别进行运算；二是符号位向更高位上的进位要舍去。

（）正确的答案是“错”。

在定点二进制运算器中，加法运算一般通过原码运算的二进制加法器来实现。

（）正确的答案是“错”。

《计算机组成原理A-计算机形考网考形成性考核-国家开放大学电大本科

计算机组成原理A 形成性考核册
专业：
学号：
姓名：
计算机组成原理A作业1
一、选择题
1.机器数（）中，零的表示形式是唯一的。

A、原码
B、补码
C、移码D反码
2、某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，则可表示的最大正小数为（），最小负小数为（）。

A、+（216-1），-（1-2-15）
B、+（215-1），-（1-2-16）
C、+（1-215），-1
D、+（215-1），-（1-2-15）
3、加法器采用并行进位的目的是（）。

A、提高加法器的速度
B、快速传递进位信号
C、优化加法器结构
D、增强加法器功能
4、组成一个运算器需要多个部件，但下面所列（）不是组成运算器的部件。

A、状态寄存器
B、数据总线
C、ALU
D、地址寄存器
二、判断题（判断下列说法是否正确，并说明理由）。

1、ASCII编码是一种汉字字符编码。

2、一般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算。

3、在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高。

4、只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。

三、简答题。

1、简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

(绩效考核)计算机组成原理形成性考核

计算机组成原理形成性考核第壹次形成性考核：作业壹（5月11日讨论时上交）壹、选择题：1．机器数中,零的表示形式是唯壹的。

A．原码B．补码C．移码D．反码2．某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，则可表示的最大正小数为，最小负小数为。

A．B．C．D．3．加法器采用且行进位的目的是。

A．提高加法器的速度B．快速传递进位信号C．优化加法器结构D．增强加法器功能4．组成壹个运算器需要多个部件，但下面所列不是组成运算器的部件。

A．状态寄存器B．数据总线C．ALUD．地址寄存器二、判断题：判断下列说法是否正确，且说明理由。

1．ASCII编码是壹种汉字字符编码；2．壹般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算；3．于浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高；4．只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。

三、简答题：1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

2．名词解释：上溢、下溢、规格化。

3．定点运算器的ALU通常能够完成对那几种数据的运算？4．浮点运算器的组成比起定点运算器组成更复杂，主要表当下哪些方面？四、计算题：1．将十六进制数据14.4CH表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。

2．对下列十进制数表示成8位（含壹位符号位）二进制数原码和补码编码。

（1）17；（2）-173．已知下列各[x]原，分别求它们的[x]反和[x]补。

（1）[x]原＝0.10100；（2）[x]原＝1.00111；（3）[x]原＝010100；（4）[x]原＝1101004．写出X＝10111101，Y＝－00101011的双符号位原码、反码、补码表示，且用双符号补码计算俩个数的差。

第壹次讨论时间：2008年5月11日13：30地点：宁波电大实验楼425论题：就检错纠错码于计算机系统中的使用情况进行讨论。

提示：（1）为什么要使用检错纠错码（2）计算机系统中检错纠错码的应用情况（3）常用的检错纠错码有哪些，具体应用于哪些场合。

《计算机组成原理A》形考作业三答案

计算机组成原理A形成性考核作业三参考答案一、选择题：1．下列部件（设备）中，存取速度最快的是______。

答：BA．光盘存储器B．CPU的寄存器C．软盘存储器D．硬盘存储器2．某SRAM芯片，其容量为1K×8位，加上电源端和接地端，该芯片引出线的最少数目应为______。

答：DA．23B．25 C．50D．203．在主存和CPU之间增加Cache的目的是______。

A．扩大主存的容量B．增加CPU中通用寄存器的数量C．解决CPU和主存之间的速度匹配D．代替CPU中的寄存器工作答：C4．在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠______来区分的。

A．不同的地址和指令代码B．不同的数据和指令代码C．不同的数据和地址D．不同的地址答：A5．随着CPU速度的不断提升，程序查询方式很少被采用的原因是______。

A．硬件结构复杂B．硬件结构简单C．CPU与外设串行工作D．CPU与外设并行工作答：C6．在采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在____之间建立直接的数据通路。

A．CPU与外设B．主存与外设C．CPU与主存D．外设与外设答：B二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

1．CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储器容量越大，访问存储器所需的时间越长。

×2．引入虚拟存储系统的目的，是为了加快外存的存取速度。

×3．按主机与接口间的数据传送方式，输入/输出接口可分为串行接口和并行接口。

√4．DMA控制器通过中断向CPU发DMA请求信号。

√三、简答题：1．在三级存储体系中，主存、外存和高速缓存各有什么作用？各有什么特点？答：主存储器：简称为主存或内存，主存储器速度快，但容量较小。

它用来存放计算机运行时正在执行的程序和数据，CPU可以直接对主存内的单元进行读写操作。

辅助存储器：。

简称为外存，位于系统主机的外部，辅助存储器速度慢、容量大。

它通常它用来存放需要长期保留的或是暂时不用的程序和数据信息，但需要处理这些信息时，CPU要将它调入内存后，才能使用。

2017年电大电大本科计算机组成原理形成性考核册答案

电大本科计算机组成原理形成性考核册答案计算机组成原理作业11. 把下面给出的几个十进制的数化为二进制的数(无法精确表示时,小数点后取3位)、八进制的数、十六进制的数: 7+3/4, -23/64, 27.5, -125.9375, 5.43解答:7+3/4 =(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16-23/64 =-(0.010111)2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5 =(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375 =-(1111101.1111)2=-(175.74)8=-(7D.F)165.43 =(101.011)2=(5.3)8=(5.6)162. 把下面给出的几个不同进制(以下标形式给出的右括号之后)的数化成十进制的数:(1010.0101)2 、-(101101111.101)2、(23.47)8、-(1A3C.D)16解答:(1010.0101)2 =10.3125-(101101111.101)2 =-367.625(23.47)8 =19.71875-(1A3C.D)16 =-6716.81253. 写出下面2组数的原、反、补表示,并用补码计算每组数的和、差.双符号位的作用是什么?它只出现在什么电路之处?(1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X=10111101 Y=-00101011解答:X=0.1101Y=-0.0111X=10111101Y=-00101011[X] 原=00 1101[Y] 原=11 0111[X] 原=00 10111101[Y] 原=11 00101011[X] 反=00 1101[Y] 反=11 1000[X] 反=00 10111101[Y] 反=11 11010100[X] 补=00 1101[Y] 补=11 1001[X] 补=00 10111101[Y] 补=11 11010101[X+Y] 补=(00 1101+11 1001)MOD 2=(00 0110)MOD 2=0 0110[X-Y] 补=([X] 补+[-Y] 补)MOD 2=(00 1101+00 0111)MOD 2=(01 0100)MOD 2( 双符号得值不同溢出,上溢)[X+Y] 补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2 =(00 10010010)MOD 2=0 10010010[X-Y] 补=([X] 补+[-Y] 补)MOD 2=(00 10111101+00 00101011)MOD 2=0 111010004.双符号位能容易检查加减运算中的溢出情况.当符号位相同,数值结果正确;当符号位为01或10时,表示数值溢出. 01表示两个正数相加之和≥ 1的情况,通常称数值“上溢”;为10时,表示两个负数相加之和< -1的情况,通称数值“下溢”.前面的1个符号位是正确的符号位.5.只有在算术与逻辑运算部件中采用双符号位.因为只在把两个模4补码的数值送往算术与逻辑运算部件完成加减计算时,才把每个数的符号位的值同时送到算术与逻辑运算部件的两位符号位,所以只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位.6. 假定X=0.0110011*211,Y=0.1101101*2-10(此处的数均为二进制).( 1)浮点数阶码用4位移码、尾数用8位原码表示(含符号位),写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的(正数和负数)数值;( 2)写出X、Y正确的浮点数表示(注意,此处预设了个小陷阱);( 3)计算X+Y;( 4)计算X*Y.解答:( 1)绝对值最大: 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111;绝对值最小: 0 001 0 0000000、0 001 1 0000000( 2) X: 1 011 0 0110011、Y: 0 110 0 1101101( 3)计算X+YA :求阶差: |△E|=|1011-0110|=0101B :对阶: Y变为1 011 0 00000 1101101C :尾数相加: 00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101D :规格化:左规:尾数为0 1101100 1101,阶码为1010F :舍入处理:采用0舍1入法处理,则有00 1101100+1=00 1101101E :不溢出所以, X+Y最终浮点数格式的结果: 1 010 0 1101101,即0.1101101*210( 3)计算X*YA :阶码相加: [X+Y]移=[X]移+[Y]补=01 011+11 110=01 001(符号位10第1位为0,不溢出; 00时上溢, 01时下溢)B :尾数相乘结果: 0 1010110 110111C :已满足规格化要求,不需左规,尾数不变,阶码仍为001D :舍入处理:按0舍1入规则,尾数之后的6位110111舍去,尾数+1=0 1010111所以, X*Y最终浮点数格式的结果: 1 001 0 1010111,即0.1010111*21《计算机组成原理》形成性作业2 答案1. 计算机指令中要用到的操作数一般可以来自哪些部件?如何在指令中表示这些操作数的地址?通常使用哪些寻址方式?解答:计算机指令中要用到的操作数一般可以来自:1.CPU 内部的通用寄存器,此时应在指令字中给出用到的寄存器编号(寄存器名),通用寄存器的数量一般为几个、十几个,故在指令字中须为其分配2 、3 、4 、5 或更多一点的位数来表示一个寄存器;该寄存器的内容,可以是指令运算用到的数据,也可能用作为一个操作数的地址.2. 可以是外围设备(接口)中的一个寄存器,通常用设备编号或设备入出端口地址或设备映像地址来表示;3. 可以是内存储器的一个存储单元,此时应在指令字中给出该存储单元的地址.计算机的寻址方式:1. 立即数寻址:操作数直接给出在指令字中,即指令字中直接给出的不同再是操作数地址,而是操作数本身.2. 直接寻址:操作数地址字段直接给出操作数在存储器中的地址.3. 寄存器寻址:指令字中直接给出操作数所在的通用寄存器的编号.4. 寄存器间接寻址:指令字中给出通用寄存器的编号,在寄存器中给出的不是一个操作数,而是操作数地址时,就可以用这一地址去读写存储器.5. 变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.6. 相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器PC 的内容相加之和作为操作数的地址或转移指令的转移地址.、7. 基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.8. 间接寻址:指令字的地址字段给出的既不是一个操作数的地址,也不是下一条指令的地址,而是一个操作数地址的地址,或一条指令地址的地址.9. 堆栈寻址:堆栈是存储器中一块特定的按“后进先出”原则管理的存储区,该存储区中被读写单元的地址是用一个特定的寄存器命同的,该寄存器被称为堆栈指针( SP ).如果有些指令,其操作码部分已经指明一个操作数为堆栈中的一个单元的内容,则它已经约定将使用SP访问该单元,故不必在指令的操作数地址字段中另加说明.2. 什么是形式地址?简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息?如何得到相应的实际(有效)地址?各自有什么样的主要用法?解答:表示在指令中的操作数地址,通常被称为形式地址;用这种形式地址并结合某些规则,可以计算出操作数在存储器中的存储单元地址,这一地址被称为物理地址.变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.主要适合于处理数组型数据.相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器PC 的内容相加之和作为操作数的地址或转移指令的转移地址.与变址寻址的区别是,计算实际地址所用的寄存器已确定为PC ,故无须再在指令中指定;而变址寻址中的可用的变址寄存器往往有多个,通常要在指令中指定本次要使用哪一个.主要用于指令转移.基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.主要用于为多道程序或浮动地址程序定位存储器空间.基地址寄存器中的值是由系统程序用特权指令设定的,用户不能在自己的程序对其进行修改.3. 略4. 简述计算机的控制器的功能和基本组成.微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里?解答:计算机的控制器的功能是向整机每个部件提供协同运行所需要的控制信号.是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤,形成并提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号.控制器的基本组成:1. 程序计数器( PC ):能提供指令在内存中的地址的部件,服务于读取指令,并接收下条要执行的指令地址;2. 指令寄存器( IR ):能保存读来的指令内容的部分,以保存本指令执行的整个过程中要用到的指令本身的主要信息;3. 脉冲源和启停控制逻辑:是指令执行的步骤标记线路,它标记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系;4. 时序控制信号的产生部件:依据指令内容、指令的执行步骤(时刻),也许还有些别的什么条件信号,来形成并提供出当前各部件本时刻要用到的控制信号.计算机整机各硬件系统,正是在这些信号控制下协同运行,产生预期的执行结果,也就是执行一条又一条的指令.组合逻辑的控制器和和程序的控制器是计算机中两种不同类型的控制器, 其共同点是: 基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号, 组成部分都有程序计数器PC, 指令寄存器IR, 都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能; 不同点主要表现在处理指令执行步骤办法, 提供控制信号的方案不一样, 组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤, 用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号, 其优点是运行速度明显地快, 缺点是设计与实现复杂些, 但随着大规模现场可编程集成电路的出现, 该缺点已得到很大缓解; 微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤, 应提供的控制信号是从控制存储器中读出来的, 并经过一个微指令寄存器送到被控制部件的, 其缺点是运行速度要慢一点, 优点是设计与实现简单些, 易用于实现系列计算机产品的控制器, 理论上可实现动态微程序设计 .《计算机组成原理》形成性作业3答案1. 在计算机中,为什么要采用多级结构的存储器系统?它们的应用是建立在程序的什么特性之上的?答:在现代的计算机系统中,通常总是采用由三种运行原理不同,性能差异很大的存储介质分别构建高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器,再将它们组成三级结构的统一管理、高度的一体化存储器系统.由高速缓冲存储器缓解主存储器读写速度慢,不能满足CPU运行速度需要的矛盾;用虚拟存储器更大的存储空间,解决主存储器容量小,存不下更大程序与更多数据的难题.这种三级结构的存储器系统的运行原理,是建立在程序运行的局部性原理之上的.即在一小段时间内,运行的程序只使用少量的指令和少量的数据,而这少量的指令和少量的数据往往又集中在存储器的一小片存储区域中,指令顺序执行比转移执行的比例要大,故可以按对所使用的指令和数据的急迫和频繁程度,将其存入容量、速度、价格不同的存储器中,从而取得更高的性能价格比.主要体现在时间、空间、指令执行顺序三个方面.2. 多级结构的存储器是由哪三级存储器组成的?每一级存储器使用什么类型的存储介质,这些介质的主要特性是什么?在多级结构的存储器系统中,何谓信息的一致性原则和包含性原则?答:多级结构的存储器是由高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器.高速缓冲存储器使用静态存储器芯片实现,主存储器通常使用动态存储器芯片实现,两者是半导体电路器件,以数字逻辑电路方式进行读写;虚拟存储器则使用快速磁盘设备上的一片存储区,是在磁性介质层中通过电磁转换过程完成信息读写的.卓越人社区2c!C这三级不同的存储器中存放的信息必须满足如下两个原则: (1)一致性原则,即同一个信息会同时存放在几个级别的存储器中,此是同一信息在几个级别的存储器中必须保持相同的值.(2)包含性原则,即处在内层(更靠近CPU)存储器中的信息一定被包含在各外层的存储器中,即内层存储器中的全部信息一定是各外层存储器中所存信息中一小部分的副本.这是保证程序正常运行、实现信息共享、提高系统资源利用率所必须的.3. 为什么要采用磁盘阵列技术?何为逻辑盘,何为物理盘?作为一个逻辑盘使用的多个物理盘需要在转速和所用扇区等方面严格的同步吗?为什么?答:使用统一管理的由多个磁盘组成的磁盘阵列,这一技术的着眼点,是通过多个磁盘设备的并行操作来提高设备总体的性能和可靠性.如果一个磁盘有xMB的容量,单位时间提供y传送能力,则概念上讲, n个这样的磁盘就有n*xMB的容量, n*yMB的传送能力,即要读出yMB 的数据,所用的平均时间只要原来单个磁盘所用时间的1/n;还有一点好处是通过合理地在多个磁盘之间组织数据,可以得到比较理想的容错能力,这指的是,额外拿出一定的存储容量,用于保存检错纠错的信息.在总体价格上,使用多个磁盘也不会给用户带来太大的经济负担.实际使用的多个磁盘就是物理盘.为了统一管理磁盘阵列,使用户所感觉到的不再是多个物理盘,似乎就是一个性能更高的单个磁盘,就要使用一块特点的接口卡( RAID阵列控制卡),把组成阵列的多个物理磁盘连接为一个逻辑整体,这就是逻辑磁盘.作为一个逻辑盘使用的多个物理盘不需要在转速和所用扇区等方面严格同步.阵列磁盘运行过程中,有以下两项重要技术.一个是并发命令请求和排队管理,并使多个命令得以并发处理;如果在处理命令的时候,还能进行某些性能优化,而不是机械地按命令到来的先后次序处理,还可以进一步提高数据读写的速度.最简单的例子,对两个等待操作的命令,磁头先到达哪一个命令的数据扇区,就先执行哪一个命令,这在磁盘本身的控制器部分来处理可能更方便.另外一项技术是设备的快速接入和断开,即当一个占据了总线的磁盘开始执行一个读命令,数据又尚未准备好时,它应快速地暂时把自己从总线上分离出来,以便使另外正急于使用总线的磁盘可能抢到总线,从而提高总线的使用效率和系统性能,当这个磁盘准备好数据时,应保证它能把自己尽快地接通到总线上去.这实质是把占用总线的时间压缩到尽可能短的一项处理技术《计算机组成原理》形成性作业4答案1. 针式打印机由哪些部件组成?简述打印头的结构和打印出一个字符的原理性过程?答:针式打印机由走纸机构、色带机构、打印头和一些逻辑电路等几部分组成.打印头由打印针、导轨、电磁铁线圈、弹簧、衔铁、外壳及壳帽几部分组成.每根打印针是由具有钢性和韧性都很好的金额材料制成,可以沿着导轨前后运动;运动的动力来自电磁衔铁的正向推动和机械弹簧的反向推动.当电磁铁的线圈中给出一个脉冲电流时将产生磁场,电磁衔铁会在这一磁场作用下向前移动,推动打印针也向前移动并撞击色带;当线圈中的电流消失后,磁场消失,是磁衔铁也失去作用力,机械弹簧的反向回原位置.由于多个打印针可以同时被驱动,故一次打印是一个字符的一个纵向的点阵列,之后使打印头向右移动一个点的位置,就可以打印字符的下一个点阵列,几次之后就打印出一个完整的字符.2. 计算机总线的功能是什么?通常用什么类型的器件构成总线?为什么?从功能区分,总线由哪3部分组成?各自对计算机系统性能有什么影响?答:计算机总线是计算机的各部件之间传输信息的公共通路,包括传输数据(信息)信号的逻辑电路、管理信息传输协议的逻辑线路和物理连线.由于总线上往往要连接许多部件或设备,传输的距离较长,负载比较重,故要求总线线路有更强的驱动能力.总线的硬件组成,通常选用集电极开路输出的电路,或输出端有高阻态输出支持的电路.这样的线路的输出端可以直接连接在一起并通过为其中某个门给出低电平( 0V)的控制信号,为其他门给出高电平( 4V)的控制信号,实现把多路输入中的某一路信息送到总工线上.从总线各自承担的不同功能,分成数据总线、地址总线、控制总线3部分.数据总线在计算机部件之间传输数据信息,它的时钟频率和宽度的乘积正比于它支持的最大的数据输入输出能力.地址总线在计算机部件之间传输地址(内存地址、I/O地址)信息,它的宽度决定了系统可以寻址的最大内存空间.控制总线给出总线周期类型、I/O操作完成的时刻、DMA周期、中断等有关的控制信号.3. 解释下列术语:总线周期,总线周期类型,总线的等待状态,正常总线周期, burst总线周期,同步传输控制,异步传输控制.答:总线周期:是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入输出设备的读写操作所必需的时间.按照总线周期区分为内存读周期、内存写周期、I/O读周期、I/O写周期4种类型. 5Hb4Q R'V+J被读写的内存和外设的的运行速度低,不能在这一个数据时间内完成读写操作,就必须再增加一到几个数据时间用于继续完成读写操作,在增加了这一到几个数据时间里,称总线处于等待状态.如果每次数据传输都要用两个时间(地址时间、数据时间)组成的完整的总线周期完成读写,则称这种总线周期为正常总线周期(normal bus cycle),每次只能传输一个数据.在给出一次地址信息(一个地址时间)后,接着用连续的多个数据时间依次传输多个数据,这种运行方式可提高数据传输速度,称为总线的急促传输方式( burst mode).同步传输控制是指在总线上传送数据时,通信双方使用同一个时钟信号进行同步,这个时钟信号通常可以由CPU的总线控制逻辑部件提供,称为总线时钟.异步传输控制是指在总线上传送数据时,允许通信双方各自使用自己的时钟信号,采用“应答方式”解决数据传输过程中的时间配合关系,而不是共同使用同一个时钟信号进行同步.4. 通用可编程接口应由哪些部件组成?各自的功能是什么?答:为了尽量减少接口卡的种类,人们总是希望用同一块接口卡能提供出更多的功能,并且能灵活选择其运行功能和运行的控制参数,这样的接口卡被称为通用可编程接口.接口卡上通常有接口命令寄存器,存放CPU发来的控制命令;有状态寄存器,由设备运行设置其值,供CPU通过读操作来了解设备接口的运行状态.接口卡上通常还有一到几个用于数据缓冲的寄存器,以便适当降低CPU和设备直接耦合的程度,解决它们运行速度不匹配的矛盾.接口卡上通常还有处理中断请求、屏蔽和判优等逻辑线路,这是属于总线从设备类型的设备主动向CPU提出自己操作要求的重要机制.5. 简述一次中断处理的完整过程.答:一个完整的中断过程由中断请求、中断响应和中断处理3个阶段组成.一次中断处理过程通常要经过如下几个步骤完成:1. 中断请求:由中断源发出并送给CPU的控制信号.2. 关中断:保证在此之后的一小段时间内CPU不能响应新的中断请求.卓越人社区6Q*K&^*|:p9}O2M7y3. 保存断点,保护现场:用中断隐指令实现.断点和现场信息一般保存在堆栈中,保存信息一定要完整完成,以保证被停下来的程序得以继续正常运行.4. 判别中断源,转中断服务:找出中断服务程序的入口地址.多个中断源时找出中断优先级最高的中断源.5. 开中断,以便尽快地进入可以响应更高级别中断请求的运行状态.6. 若有更高级别中断请求到来,则进行新的中断响应过程.7. 执行中断服务程序,完成后准备返回主程序,为此,执行关中断.8. 恢复现场,恢复断点.9. 开中断.关中断和开中断是为了保证能完整的恢复现场的操作.开中断之后,若有更高级别中断请求来到,则进入新的中断响应过程.10. 返回断点.6.DMA 传输方式的优点是什么? DMA接口中通常应包括哪些逻辑部件?各自的功能是什么?最新资料，word文档，可以自由编辑！！答: DMA传输方式的优点是:实现高速I/O设备与主存储器之间成批交换数据的输入/输出.1、主存地址计数器,用于存放读写主存用到的主存地址.2、数据数量计数器,用于存放传送数据的数量.3、DMA的控制/状态逻辑,由控制和状态等逻辑电路组成,用于修改主存地址计数器和数据数量计数器,指定传送功能,协调CPU和DMA信号的配合与同步.4、DMA请求触发器,接收并记忆设备送来的请求数据传送的信号.5、数据缓冲寄存器,用于存放高速设备与主存之间交换的数据.6、中断机构,中断请求发生在数据数量计数器计数到0值时,用于向CPU报告本组数据传达完成,并等待新的传送命令.精品文档下载【本页是封面，下载后可以删除!】。

计算机组成原理形成性考核作业答案

计算机系统结构的主要技术指标
运算速度：计算机完成一次基本运算所需的时间，是衡量计算机性能的重要指标。存储容量：计算机的内存储器和外存储器的总容量，是衡量计算机存储能力的指标。可靠性：计算机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，是衡量计算机性能的重要指标。可维护性：计算机在运行过程中出现故障时，能够方便地进行维修并恢复其正常运行的能力。
外存储器
特点：容量大、价格相对较低、数据可以长期保存
定义：用于永久存储数据的外部设备，如硬盘、光盘等
工作原理：通过磁头读取磁盘上的数据，或通过激光头读取
光盘上的数据
常见外存储器：机械硬盘、固态硬盘、CD、DVD等
中央处理器
CPU的功能和组成
功能：运算器、控制器和寄存器
组成：运算器、控制器、寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器
嵌入式系统领域：计算机组成原理为嵌入式系统提供了高效、可靠的系统架构和硬件设计。
计算机组成原理的发展趋势
摩尔定律的延续：随着制程工艺的不断进步，处理器性能持续提升。
异构计算：结合不同类型处理器，如CPU、GPU和TPU等，实现更高效能计算。
量子计算和神经网络：新型计算模式为解决复杂问题提供了更多可能性。可重构计算：根据工作负载动态调整硬件配置，提高能效比。
输入输出方式
直接程序控制方式
程序中断方式
DMA方式
I/O通道控制方式
计算机系统结构
计算机系统结构的基本概念
添加标题
计算机系统结构定义：计算机系统结构是指计算机系统的硬件结构，包括中央处理器、内存、输入输出接口等。
添加标题
计算机系统结构分类：根据不同的分类标准，可以将计算机系统结构分为不同的类型，如根据处理器的数量可以分为单处理器和多处理器系统；根据系统的规模可以分为小型、中型和大型系统等。

电大本科《计算机组成原理》形考任务3题目及答案(精编文档).doc

【最新整理，下载后即可编辑】单选题题目1获得7.00分中的7.00分计算机硬件能直接识别和运行的只能是__A__程序。

选择一项：A. 机器语言B. 汇编语言C. 高级语言D. VHDL题目2获得7.00分中的7.00分输入输出指令的功能是 C 。

选择一项：A. 进行算术运算和逻辑运算B. 进行主存与CPU之间的数据传送C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送D. 改变程序执行的顺序题目3获得7.00分中的7.00分指令执行时无需访问内存寻找操作数的寻址方式是___D____。

选择一项：A. 直接寻址方式B. 间接寻址方式C. 变址寻址方式D. 立即数寻址方式题目4获得7.00分中的7.00分变址寻址方式中，操作数的有效地址等于___B____内容加上形式地址。

选择一项：A. 基址寄存器B. 变址寄存器C. 堆栈寄存器D. 程序计数器题目5获得7.00分中的7.00分相对寻址方式中，若指令中地址码为X，则操作数地址为__B_____。

选择一项：A. XB. (PC)+XC. 基地址+XD. 变址寄存器内容+X题目6获得7.00分中的7.00分堆栈寻址的原则是 C 。

选择一项：A. 先进先出B. 后进后出C. 后进先出D. 随意进出多选题题目7获得11.00分中的11.00分指令中用到的数据可以来自___ACE__。

选择一项或多项：A. 通用寄存器B. 微程序存储器C. 输入输出接口D. 指令寄存器E. 内存单元F. 磁盘题目8获得11.00分中的11.00分指令系统中采用不同的寻址方式的目的是 DEF 。

选择一项或多项：A. 降低指令译码的难度B. 提高指令读取的速度C. 实现程序控制D. 缩短指令字长E. 扩大寻址空间F. 提高编程灵活性判断题题目9获得9.00分中的9.00分一个指令周期通常包含读取指令、指令译码、ALU执行、内存读写和数据写回5个步骤。

（X）选择一项：对错题目10获得9.00分中的9.00分计算机的指令越多，功能越强越好。

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电大计算机组成原理形成性考核册答案（一）计算机组成原理A形考作业一（参考答案）一、选择题：1 •机器数中，零的表示形式是唯一的。

A.原码 B .补码 C .移码 D .反码答案：B2.某计算机字长1615位，则位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为可表示的最大正小数为_____，最小负小数为。

A. B.C. D.答案：C3._____________________________________ 加法器采用并行进位的目的是。

A.提高加法器的速度B.快速传递进位信号C.优化加法器结构 D .增强加法器功能答案：B4.___________________________________________________ 组成一个运算器需要多个部件，但下面所列_____________________________________________________________ 不是组成运算器的部件。

A.状态寄存器 B .数据总线C. ALUD.地址寄存器答案：D二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

1 . ASCII编码是一种汉字字符编码；X2.—般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算；3.在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高；X4.只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。

X三、简答题：1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

在接收方，检查接收到的码字是否还满足取值为1的总的位数的奇偶关系，来决定数据是否出错。

海明校验码原理：是在k 个数据位之外加上r 个校验位，从而形成一个k+r 位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。

2．简述教材中给出的MIPS 计算机的运算器部件的功能和组成。

答：MIPS计算机的运算器部件的功能和组成：运算器的首要功能是完成对数据的算术和逻辑运算, 由其内部的一个被称之为算术与逻辑运算部件（英文缩写为ALU）承担；运算器的第二项功能，是暂存将参加运算的数据和中间结果, 由其内部的一组寄存器承担；为了用硬件线路完成乘除指令运算, 运算器内一般还有一个能自行左右移位的专用寄存器, 通称乘商寄存器。

这些部件通过几组多路选通器电路实现相互连接和数据传送；运算器要与计算机其它几个功能部件连接在一起协同运行, 还必须有接受外部数据输入和送出运算结果的逻辑电路。

3．浮点运算器由哪几部分组成？答：处理浮点数指数部分的部件、处理尾数的部件、加速移位操作的移位寄存器线路以及寄存器堆等组成。

4．假定X = 0.0110011*2 11，Y = 0.1101101*2 -10（此处的数均为二进制），在不使用隐藏位的情况下，回答下列问题：（1）浮点数阶码用4 位移码、尾数用8 位原码表示（含符号位），写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；解答：绝对值最大：1 111 0 1111111 、1 111 1 1111111 ；绝对值最小：0 001 0 0000000 、0 001 1 0000000（2）写出X、丫的浮点数表示。

计算X+YA:求阶差：| △ E|=|1011-0110|=0101B:对阶：丫变为1 011 0 00000 1101101C:尾数相加：00 0110011 00000+ 00 00000 110110仁000110110 01101D:规格化：左规：尾数为0 1101100 1101，阶码为1010F:舍入处理：采用0舍1入法处理，则有00 1101100+1=001101101 E:不溢出所以，X+Y最终浮点数格式的结果：1 010 0 1101101 ，即100.1101101*2 10四、计算题：1．将十六进制数据14.4CH 表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。

14.4CH=(10100.01001100) 2=(14.23) 8=(20.21875) 102．对下列十进制数表示成8 位(含一位符号位)二进制数原码和补码编码。

(1)17; ［X］原=00010001, ［X］补=00010001(2)-17 ; ［X］原=10010001, ［X］补=111011113.已知下列各［x］原，分别求它们的［x］反和［x］补。

(1)［x］原=0.10100 ; ［x］反=010100, ［x］补=010100(2)［x］原=1.00111 ; ［x］反=111000, ［x］补=111001(3)［x］原=010100; ［x］反=010100, ［x］补=010100(4)［x］原=110100; ［x］反=101011, ［x］补=1011004.写出X= 10111101 , Y=- 00101011的双符号位原码、反码、补码表示，并用双符号补码计算两个数的差。

［X］原=00 10111101, ［X］反=00 10111101, ［X］补=00 10111101[Y]原=11 00101011, [Y]反=11 11010100, [Y]补=1111010101[X]补+[Y]补=00 10010010电大计算机组成原理形成性考核册答案（二）计算机组成原理A形成性考核作业二（参考答案）一、选择题：1．计算机硬件能直接识别和运行的只能是__________ 程序。

A.机器语言 B .汇编语言 C .高级语言 D . VHDL答：A2．指令中用到的数据可以来自 ______________ （可多选）。

A.通用寄存器B.微程序存储器C.输入输出接口D.指令寄存器E. 内存单元F. 磁盘答：A、C、E3．汇编语言要经过____________ 的翻译才能在计算机中执行。

A.编译程序B.数据库管理程序 C •汇编程序 D •文字处理程序答：C4．在设计指令操作码时要做到 ______________ （可多选）。

A.能区别一套指令系统中的所有指令B.能表明操作数的地址C.长度随意确定D.长度适当规范统一答：A、B、D5．控制器的功能是____________ 。

A.向计算机各部件提供控制信号B.执行语言翻译C.支持汇编程序D.完成数据运算答：A6．从资源利用率和性能价格比考虑，指令流水线方案 _________________ ，多指令周期方案 ___________ 单指令周期方案___________ 。

A.最好 B .次之 C .最不可取 D .都差不多答：A、B、C二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

1.变址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号和一个数值。

V2.计算机的指令越多，功能越强越好。

X3.程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。

V4．微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。

X三、简答题：1．一条指令通常由哪两个部分组成？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？答：一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。

指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式。

定长操作码的组织方式应用在当前多数的计算机中；变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。

定长操作码的组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度有利。

变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数，又能尽量满足给出相应的操作数地址的要求。

2．如何在指令中表示操作数的地址？通常使用哪些基本寻址方式？答：是通过寻址方式来表示操作数的地址。

通常使用的基本寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。

3．为读写输入/ 输出设备，通常有哪几种常用的寻址方式用以指定被读写设备？答：为读写输入/ 输出设备，通常有两种常用的编址方式用以指定被读写设备，一是I/O 端口与主存储器统一的编制方式，另一种是I/O 端口与主存储器彼此独立的编制方式。

4．简述计算机中控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和硬连线的控制器在组成和运行原理方面有何相同和不同之处？答：控制器主要由下面 4 个部分组成：（1）程序计数器（PC）,是用于提供指令在内存中的地址的部件，服务于读取指令，能执行内容增量和接收新的指令地址，用于给出下一条将要执行的指令的地址。

（2）指令寄存器（IR ），是用于接收并保存从内存储器读出来的指令内容的部件，在执行本条指令的整个过程中,为系统运行提供指令本身的主要信息。

（3）指令执行的步骤标记线路, 用于标记出每条指令的各个执行步骤的相对次序关系, 保证每一条指令按设定的步骤序列依次执行。

（4）全部控制信号的产生部件,它依据指令操作码、指令的执行步骤（时刻）,也许还有些另外的条件信号,来形成或提供出当前执行步骤计算机各个部件要用到的控制信号。

计算机整机各硬件系统, 正是在这些信号控制下协同运行, 执行指令, 产生预期的执行结果。

由于上述后两个部分的具体组成与运行原理不同, 控制器被分为硬连线控制器和微程序控制器两大类。

微程序的控制器和组合逻辑的控制器是计算机中两种不同类型的控制器。

共同点：①基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号；②组成部分都有程序计数器PC指令寄存器IR;③都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能。

不同点：主要表现在处理指令执行步骤的办法，提供控制信号的方案不一样。

微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤，应提供的控制信号从控制存储器中读出，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件。

组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤，用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号。

微程序的控制器的优点是设计与实现简单些，易用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动态微程序设计，缺点是运行速度要慢一些。

组合逻辑控制器的优点是运行速度明显地快，缺点是设计与实现复杂些，但随着EDA工具的成熟，该缺点已得到很大缓解。

5．控制器的设计和该计算机的指令系统是什么关系？答：控制器的的基本功能，是依据当前正在执行的指令，和它所处的执行步骤，形成并提供在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。

所以，控制器的设计和该计算机的指令系统是一一对应的关系，也就是控制器的设计应依据指令的要求来进行，特别是要分析每条指令的执行步骤，产生每个步骤所需要的控制信号。