计算机组成原理习题集

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1、习题和解析第一部分计算机组成原理中各章习题的解析及补充题的解析。第1章计算机系统概论11 习题解析一、选择题1在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是。A计算机可以存储大量信息B计算机能代替人的脑力劳动C计算机是一种信息处理机D计算机可实现高速运算解：答案为 C。2 1946 年 2 月，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机，它的名字叫（1），1949 年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为（2）。（1）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-（2）AEDVAC BEDSAC CENIAC DUNIVAC-解：答案为 C，A。3计算机硬件能直接执行的只能是。A

2、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。4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。5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。6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。7至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是。A节约元件 B运算速度快C物理器件性能决定 D信息处理方便解：答案为 C。8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。9企事业单位

3、用计算机计算、管理职工工资，这属于计算机的应用领域。A科学计算 B数据处理C过程控制 D辅助设计解：答案为 B。10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硬盘 D软件解：答案为 B。二、填空题1操作系统是一种（1），用于（2），是（3）的接口。（1）A系统程序 B 应用程序 C 用户程序 D 中间件（2）A编码转换 B 操作计算机 C 管理和控制计算机的资源D把高级语言程序翻译成机器语言程序（3）A软件与硬件 B 主机与外设 C 用户与计算机 D 高级语言与机器语言机解：答案为A C C。2计算机的硬件包括、五部分。解：答案为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。3存储器

4、分为和。在 CPU运行程序时，必须把程序放在。解：答案为内（主）存储器，外（辅助）存储器，内存。4 存储器的存储容量一般以为单位，一台微机的内存容量是128MB，应是个这样的单位。解：答案为字节，128220字节。5计算机的运算精度主要由计算机的决定，越，则计算机的运算精度越高。解：答案为字长，字长，长。6冯诺依曼结构计算机的基本特点是。解：答案为程序存储。7总线一般可分为三类，它们分别是，和。解：答案为数据总线、地址总线、控制总线。8计算机软件一般可分为，和。解：答案为系统软件、应用软件、工具软件。9邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。解：答案为模式识别。10微型计算机的分类以微处理

5、器的来划分。解：答案为规格。三简答题1会计电算化属于计算机应用的哪个领域？答：在计算机的应用领域中，会计电算化属于计算机数据处理方面的应用领域。2兼容性是计算机的一个重要性能，请解释一下何为向上兼容？答：所谓向上兼容是指旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。3按照冯诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？答：按照冯诺依曼原理，现代计算机应具备以下5 个功能：输入输出功能：能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给用户。记忆功能：应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。计算功能：应能进行一些最基本的运

6、算。这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。判断功能：计算机在进行一步操作后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。自我控制功能：计算机应能保证程序执行的正确性和各部件间的协调性。4答：计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界限。4如何理解软、硬件之间的等价性？答：计算机的大部分功能既能由硬件完成，也能由软件完成，从逻辑上讲，两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难，而软件刚好相反。两者之间没有固定的界限。5何谓绿色计算机？对它有哪些要求？答：绿色计算机

7、是指不会对人类及其生存环境造成不良影响的计算机。对它的主要要求是：节能：要求计算机的耗电量要低。低污染：在生产、包装过程中尽量使用无毒、可再生材料，打印机噪声要降到最小，电磁辐射要符合环保标准。易回收：生产、运输和使用等各环节所用的材料应容易销毁或回收。符合人体工程学的要求。第 2 章 数字电路基础和计算机中的逻辑部件本章将给出主教材计算机组成原理第2 章的习题及补充题的解析。21 习题解析一判断题1触发器是一种时序电路，它是构成时序逻辑电路的基础。答：正确。2组合逻辑电路的特点是它的输出状态仅与当时的输入状态有关，而与过去的输入状态无关。答：正确。3译码器是一种组合逻辑电路，而计数器是一种时

8、序逻辑电路。答：正确。4移位寄存器除了能把存在其中的数据一位一位地向左或向右移动外，还可用它来判断最左边的位是0 还是 1。答：正确。5环形计数器不是用来计数的，而是用于发出顺序控制信号的。答：正确。6J-K 触发器是组成计数器的理想记忆元件。答：正确。7计数器除了能对输入脉冲进行计数，还能作为分频器用。答：正确。8PLA中的“与”阵列和“或”阵列都是可编程的。答：正确。9在 PAL中，“与”阵列是可编程的，而“或”阵列是固定连接的。答：正确。10 PROM 的“与”阵列是不可编程的，“或”阵列是可编程的。答：正确。二选择题14 输入端“与非”门的某一输入端的输入为“0”，那么它的输出值是。A

9、“0”B取决于其他输入端的输入C“1”解：答案为 C。2CPU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。3状态寄存器中的各个状态标志位是依据来置位的。A算术逻辑部件上次的运算结果 BCPU将要执行的指令CCPU已执行的指令 D累加器中的数据解：答案为 A。4触发器的状态由时钟脉冲的上升沿时D（数据）端的状态决定，而与触发器的原状态无关，这种触发器是。AJ-K 触发器 BR-S 基本触发器CD型触发器 DR-S 同步触发器解：答案

10、为 C。5在总线中起数据暂存和缓冲作用的器件是。A总线传输器 B三态门 C总线控制器 D总线缓冲器解：答案为 D。6为协调计算机各部件的工作，需要来提供统一的时钟。A总线缓冲器 B时钟发生器C总线控制器 D操作命令发生器解：答案为 B。7逻辑表达式（A+B）.（A+B）可化简化（）（1）A （2）B （3）A （4）B（5）都不是解：答案为（2）B。把逻辑表达式展开并用公式进行化简。8正逻辑下的“或-非”门是负逻辑下的。A“与”门 B“或”门 C“与-非”门 D“异或”门解：答案为 C。三填空题1可编程序逻辑器件的PLD实际上是两级结构的器件。解：答案为“与”和“或”。2计算机中常用的时序电路

11、有、和等。解：答案为触发器、计数器和寄存器。3是构成时序电路的基础。解：答案为触发器。4设“异或”门的二个输入端为A 和 B，输出为Y，当 A接 1 时，输出为，当A 接 0时，输出为。解：答案为 B，B。5计算机中常用的组合逻辑电路有、等。解：答案为译码器、数据选择器。6计算机中常用或来驱动总线。解：答案集电极开路门、三态门。7当时钟脉冲CP 到来时，各触发器的输入端的数据可被锁定至输出端以备输出的寄存器是。解：答案为并行寄存器。8寄存器常用于乘、除法运算中。解：答案为移位寄存器。因为乘法需要对部分积和乘数进行右移操作，除法要对被除数和余数进行左移操作。四综合题1设 A，B，C是三个二进制数

12、码，用逻辑表达式写出ABC的判断条件。（提示：先画出真值表）。解：设判断函数为F，则 F 与 A、B、C 的关系用以下的真值表表示。ABC F ABC F 000 001 010 011 1 0 0 0 100 101 110 111 0 0 0 1 由此可得到FAB CAB C 2请画出下列函数的真值表：F1(A,B,C)ABBC F2(A,B,C)A B C 解：函数的真值表如下：ABC F1 F2 ABC F1 F2 000 001 010 011 0 1 0 0 1 1 0 1 100 101 110 111 0 1 1 1 1 1 1 1 3试用三种基本门（与、或、非门）组成下列逻辑

13、电路 异或门 同或门 与非门 或非门解：要先写出这四种电路的逻辑表达式，再用三种基本电路搭接。以“与非”门为例，“与非”门的逻辑表达式是FAB，故电路连接如左图。其他三种情况的做法类似，略。4利用布尔代数的基本定律证明下列等式&A B F A BC（AC）（AB）(A BC)A0 解：证明 等式右边（AC）（AB）AA ABCACB A A BCACB A（1B）CACB A（1C）CB A C B 等式左边因此，ACB（AC）（AB）用摩尔定理，等式左边展开为AB CAAA BC0右边第 3 章 信息表示与运算基础习题解析一、判断题1在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单。答：

14、正确。2在所有的进位计数制中，整数部分最低位的权都是1。答：正确。3某 R进位计数制，其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的R倍。答：正确。4计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限。答：错误。5表示定点数时，若要求数值0 在计算机中唯一地表示为全0，应采用补码。答：正确。6浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。答：正确。7CRC 校验码的生成和检验大多采用软件实现。答：正确。8若浮点数的尾数用补码表示，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0（正数）或是1（负数）。答：正确。9在实际应用中，奇偶校验多采用奇校验，这是因为奇校验中不存在全“0”代码，在某些场合

15、下更便于判别。答：正确。10显示图形时要经过复杂的数学计算，因此占用的时间要比位图图像的时间长。答：正确。二、选择题1下列各种数制的数中最小的数是。A(101001)2 B （101001）BCD C(52)8 D(233)H 解：答案为 B。2下列各种数制的数中最大的数是。A(1001011)2 B75 C(112)8 D(4F)H 解：答案为 D。31010AH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。4二进制数215 转换成二进制数是（1），转换成八进制数是（2），转换成十六进制数是（3）。将二进制数01100100 转换成十进制数

16、是（4），转换成八进制数是（5），转换成十六进制数是（6）。（1）A11101011B B 11101010B C 10100001B D 11010111B（2）A327 B26875 C252 D326（3）A137H BC6H CD7H DEAH（4）A101 B100 C110 D99（5）A123 B144 C80 D800（6）A64 B63 C100 D0AD 解：答案依次为D A BBBA。5ASCII 码是对（1）进行编码的一种方案，它是（2）的缩写。（1）A字符 B汉字 C图形符号 D声音（2）A余 3 码 B十进制数的二进制编码C格雷码 D美国标准信息交换代码解：答案依次

17、为 A D。6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 E0 F+127 G+128 H+255 I+256（3）、（4）、（5）：A00000000 B 10000000 C 01111111 D 11111111 E00000000 或 10000000 F01111111 或 11111111 G 00000000 或 11111111 H10000000 或 01111111 解：答案依次为C，F，B，C，A。7

18、将十进制数15/2 表示成二进制浮点规格化数（阶符1 位，阶码 2 位，数符 1 位，尾数 4 位）是。A01101111 B 01101110 C 01111111 D 11111111 解：答案为 A。8十进制数5 的单精度浮点数IEEE754 代码为。A01000000101000000000000000000000 B11000000101000000000000000000000 C01100000101000000000000000000000 D11000000101000000000000000000000 解：答案为 A。9能发现两位错误并能纠正一位错的编码是。ACRC 码

19、B 海明码 C 偶校验码 D 奇校验码解：答案为 B。10在大量数据传送中常用的且有效的检验法是。ACRC 码 B 海明码 C 偶校验码 D 奇校验码解：答案为 A。三、填空题1计数制中使用的数据个数被称为。答：基。2在用表示的机器数中，零的编码是唯一的。答：补码。3信息的数字化编码是指。答：是指用“0”或“1”的二进制编码，并选用一定的组合规则来表示信息。4一个定点数由和两部分组成。根据小数点位置不同，定点数据有和两种表示方法。答：符号位，数值域，纯小数，纯整数（顺序可变）。5BCD码中，每一位十进制数字由位二进制数码组成，用ASCII 码表示一个字符通常需要位二进制数码。答：4，7。6移码

20、常用来表示浮点数的部分，移码和补码比较，它们除外，其他各位都。答：阶码，符号位，相同。7码距的定义是。答：编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。88421 码用二进制求和时，当和超过时，需要做修正。答：9，加 6 调整。9有二进制数D4D3D2D1，奇偶校验值用p 表示，则奇校验为，偶校验为，奇偶校验只能检测，无法检测。答：PD4D3D2D1，PD4D3D2 D1，奇数个错，偶数个错。10在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1 时，需要对结果进行，其操作是。答：向右规格化，尾数右移一位，右边补一个0，阶码减1，直到尾数绝对值0.5。四、计算题1用二进制数表示一个四位十进

21、制的整数最少需要几位（不含符号位）。解：2X104，N 41/2 14 位。2某机器字长32 位，定点表示，其中31 位表示尾数，1 位是符号位，问：定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？。解：定点原码整数表示时，最大正数（2311）；最小负数（2311）定点原码小数表示时，最大正数（1 2-31）；最小负数（12-31）3写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。（1）1011 （2）01101 （3）0 解：（1011）原 01011 （1011）原11011（1011）反01011 （1011）反10100（1011）补0

22、1011 （1011）补10101（1011）移11011 （1011）移00100（0.1101）原0.1101 （0.1101）原1.1101（0.1101）反0.1101 （0.1101）瓜1.0010（0.1101）补0.1101 （0.1101）补1.0011（0.1101）移0.1101 （0.1101）移0.0011（0.0000）原00000 （00000）原 10000（0.0000）反00000 （00000）反11111（0.0000）补00000 （00000）原00000（0.0000）移10000 （00000）原10000 4某机器字长16 位，浮点表示时，其中含

23、1位阶符、5 位阶码、1 位尾符、9 位尾数，请写出它能表示的最大浮点数和最小浮点数。解：最大浮点数2+21（12-9）最小浮点数2+31（12-9）。5字符“F”的 ASCII 码为 46H，请写出它的奇校验码和偶校验码（假定校验位加在最高位）。解：字符“F”的 ASCII 码为 46H，奇校验码为10110110（B6H），偶校验码为00110110（36H）。6已知被校验的数据为101101，求其海明校验码。提示：先决定校验位的位数r=4，然后根据编码规则决定海明校验位的位置和数据位的位置，最后用偶校验法求出校验位的值。答案应为1011100100。解：先定校验位的位数，当r 4 时，共

24、有16 种状态，大于kr 111,故选用r4,校验位至少取4 位。决定校验位的位置：按海明码生成法规定，海明校验位第i 位应放在2i-1的海明位置上。决定数据位的位置：数据位应由低到高依次插空放在其他海明位上。即D6D5P4D4D3P3D1 P2 P1。决定被校验数据位由哪几位校验位进行校验：按海明码生成法规定，每个数据位由多个校验位进行校验，但被校验数据的海明位号要等于校验该位数据的各位校验位的海明位号之和。决定各个校验位之值：按海明码生成法规定，用偶校验法生成校验位，校验位之值为各被校验位数据之和。P1D1D2D4D5 P2D1D3D4D6 P3D2D3D4 P4D5D6 在本例中，被校数

25、据为101101，即 D1 1，D20，D31，D41，D50，D61，故P1D1D2D4D50P2D1D3D4D60P3D2D3D41P4D5D61 最后得到被校验数据101101 的海明码为1011100100。7已知被检信息为1010，选择的生成多项式是G（X）为 X3X1，求 CRC校验码，并求循环余数，说明其校验原理。解：生成多项式为K1 位的 X3X1，即 G（X）1011。确定校验位的位数为K 3。在有效数据位后面添3（K3）个 0，然后用它与G（X）进行模2 除法运算，所得余数即为所求的校验位。运算过程如下：1001 10111010100 1011 1000 1001 011

26、 余数为 011，所以被检数据的CRC校验码为 1010011。求循环余数：在上述余数011 的基础上添0 继续进行模2 除法。余数循环如下：011110111101001010 100011。除法过程略。8将二进制数1011010 转换成 8421 码。解：先把二进制数转换成十进制数，（1011011）291（10010001）8421。五、简答题1试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法。答：带符号数在计算机内部的表示方法有原码、反码、补码和移码。原码表示方法简单易懂，实现乘、除运算简单，但用它实现加、减运算比较复杂。补码的特点是加、减法运算规则简单，正负数的处理方法一致。反码通常只用来

27、计算补码，由于用反码运算不方便，在计算机中没得到实际应用。移码由于保持了数据原有的大小顺序，便于进行比较操作，常用于浮点数中的阶码，使用比较方便。2试述浮点数规格化的目的和方法。答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化，可以保证运算数据的精度。通常，采用向左规格化（简称左规），即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完成。3在检错码中，奇偶校验法能否定位发生错误的信息位？是否具有纠错功能？答：在检错码中，奇偶校验法不能定位发生错误的信息位。奇偶校验没有纠错能力。4简述循环

28、冗余码（CRC）的纠错原理。4简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。答：CRC 码是一种纠错能力较强的校验码。在进行校验时，先将被检数据码的多项式用生成多项式G（X）来除，若余数为0，说明数据正确；若余数不为0，则说明被检数据有错。只要正确选择多项式G（X），余数与 CRC 码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。第 4 章 存储系统41 习题解析一判断题1计算机的主存是由RAM 和 ROM 两种半导体存储器组成的。答：正确。2CPU可以直接访问主存，而不能直接访问辅存。答：正确。3外（辅）存比主存的存储容量大、存取速度快。答：错误。4动态 RAM

29、 和静态 RAM 都是易失性半导体存储器。答：正确。5Cache的功能全部由硬件实现。答：正确。6引入虚拟存储器的目的是为了加快辅存的存取速度。答：错误。7多体交叉存储器主要是为了解决扩充容量的问题。答：错误。多体交叉存储器主要是为了提高存取速度，增加带宽。8Cache和虚拟存储器的存储管理策略都利用了程序的局部性原理。答：正确。9多级存储体系由Cache、主存和辅存构成。答：正确。10在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由编译器完成地址映射。答：错误（由操作系统完成）。二选择题1主（内）存用来存放。A程序 B数据 C微程序 D程序和数据解：答案为 D。2下列存储器中，速度最慢的是。A半导体存储

30、器 B光盘存储器 C磁带存储器 D硬盘存储器解：答案为 C。3某一 SRAM 芯片，容量为16K 1位，则其地址线有。A14 根 B16K 根 C16 根 D32 根解：答案为 A。4下列部件（设备）中，存取速度最快的是。A光盘存储器 BCPU的寄存器 C软盘存储器 D硬盘存储器解：答案为 B。5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中的寄存器工作解：答案为 C。6计算机的存储器采用分级存储体系的目的是。A便于读写数据 B减小机箱的体积C便于系统升级 D解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾解：

31、答案为 D。7相联存储器是按进行寻址的存储器。A地址指定方式 B堆栈存取方式C内容指定方式 D地址指定与堆栈存取方式结合解：答案为 C。8某 SRAM 芯片，其容量为1K8 位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为。A23 B25 C50 D20 解：答案为 D。9常用的虚拟存储器由两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。A主存辅存 B快存主存C快存辅存 D通用寄存器主存解：答案为 A。10在 Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache 内的任意一快的位置上，则这种方法称为。A全相联映射 B直接映射 C组相联映射 D混合映射解：答案为 A。三填空题1对

32、存储器的要求是、，为解决这三者的矛盾，计算机、采用体系结构。答：速度快、容量大、成本低，分级存储体系。2CPU能直接访问和，但不能访问和。答：主存、CACHE、外存、I/O 设备。3Cache的映射方式有、和三种。其中方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。答：直接映象、全相联映象、组相联映象，组相联映象。4广泛使用的和都是半导体存储器。前者的速度比后者快，不如后者高。它们的共同缺点是断电后保存信息。答：依次为 SRAM、DRAM、随机读写、集成度、不能。5 闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及能力，为现有的体系结构带来巨大变化，因此作为用于便携式电脑中。答：瞬时启动

33、、存储器、固态盘。6相联存储器不按地址而是按访问的存储器，在 Cache中用来存放，在虚拟存储器中用来存放。答：内容，行地址表，段表、页表和快表。7虚拟存储器指的是层次，它给用户提供了一个比实际空间大得多的。答：主-辅存，主存，虚拟地址。8磁盘的地址格式由、四部分组成。答：台号、柱面号（磁道号）、盘面号（磁头号）、扇区号。9温彻斯特硬盘的特点是、和。答：固定盘片、活动磁头和密封结构。10一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备，是磁盘机与主机的接口部件，用于保存信息。答：驱动器、控制器、盘片。四计算题1设有一个具有24 位地址和8 位字长的存储

34、器，求：（1）该存储器能存储多少字节的信息？（2）若存储器由4M1 位的 RAM 芯片组成，需要多少片？（3）需要哪种译码器实现芯片选择？解：存储单元数为22416M 16777216，故能存储16M字节的信息。由于存储容量为16MB（8 位字长），每 4M字节需要4 片（位并联方式），故需芯片数为 16/4 832 片。若用 32 片组成一个16M（8 位字长），地址总线的低22 位可直接连到芯片的A0-A21管脚，而地址总线的高2 位（A22，A23）需要通过2：4 线译码器进行芯片选择。存储器组成方案为位并联和地址串联相结合的方式。2某计算机系统的内存由Cache 和主存构成，Cache

35、的存取周期为45ns，主存的存取周期为 200ns。已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500 次，其中340 次访问主存，求：（1）Cache 的命中率是多少？（2）CPU访问内存的平均访问时间是多少？（3）Cache-主存系统的效率是多少？解：命中率 H（4500 340）/4500 0.92。CPU访存的平均时间T0.92 45(1 0.92)20057.4ns cache-主存系统的效率e45/57.4=78 3下图表示使用页表的虚实地址转换条件，页表存放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，求：页号该页在主存中的起始地址33 42000 25 38000 7 96000 6 6

36、0000 4 40000 15 80000 5 50000 30 70000（1）当 CPU按虚拟地址1 去访问主存时，主存的实地码是多少？（2）当 CPU按虚拟地址2 去访问主存时，主存的实地码是多少？（3）当 CPU按虚拟地址3 去访问主存时，主存的实地码是多少？解：用虚拟地址为1 的页号 15 作为页表检索项，查得页号为15 的页在主存中的起始地址为80000，故将 80000 与虚拟地址中的页内地址码0324 相加，求得主存实地址码为80324。同理，主存实地址码96000012896128。虚拟地址为3 的页号为48，查页表时，发现此页面没在页表中，此时操作系统暂停用户作业程序的执行

37、，转去查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不在主存中，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其主存中的起始地址写入页表。4页式存储器的逻辑地址由页号和页内地址两部分组成，若页面大小为4KB，地址转换过程如图所示，图中逻辑地址8644 用十进制表示，经页表转换后，该逻辑地址的物理地15 虚拟地址页号页内地址0324 7 0128 48 0516 1 2 3 址（十进制）是多少？提示：把逻辑地址转换成二进制来做。解：第一步，已知页面大小为4KB，故可算出页内地址为12 位（2124096）。第二步：把逻辑地址8644 转换成二进制地址1000

38、0111000100，其中高2 位为页面号。第三步：查页表，2 号页面的物理块号为8，由于逻辑地址和物理地址的页内地址部分是相同的，即可把页号与页内地址拼接，得到物理地址为100000011100100。第四步：把100000011100100 转换成十进制数为33220。5设某磁盘存储器的平均找道时间为ts,转速每分钟r 转，每磁道容量为N个字，每信息块为n 个字，试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间tB的公式。解：tBts60/2r 60n/rN。6一般，CD-ROM 光盘的外缘有5mm 宽的范围不使用，故标准的播放时间为60 分钟。请计算模式1 和模式 2 情况下光盘的存储容量是多少？

39、提示：光盘的模式1 用于存放计算机的程序和数据，共有 270000 个扇区，每个扇区2048个字节，而模式2 用于存放声音、图像等多媒体数据，共有270000 个扇区，每个扇区2336个字节。解：模式 1容量C 2700002048/1024/1024 527MB 模式二容量C 2700002336/1024/1024 601MB 7某磁盘组有4 个盘片，5 个记录面，每个记录面的内磁道直径为22cm，外磁道直接为 33cm，最大位密度为1600b/cm，道密度为80 道/cm，转速 7200 转速/分。磁盘的总存储容量（非格式化）？最大数据传输率是多少？解：总容量每面容量记录面数每面容量某一

40、磁道容量磁道数某磁道容量磁道长本道位密度所以，最内圈磁道的容量1600223.14 110528 字节/道磁道数存储器域长道密度（3322）/2 80253616000 字节 最大数据传输率转速某磁道容量7200/60 11052813263360 字节/秒8 假设某计算机的cache 采用直接映象，容量为 4096。若 CPU依次从主存单元0，1，,，99 和 4096，4097，,，4195 交替取指令，循环执行10 次，试求此时的命中率？页表长度页表地址8644 页号0 1 2 物理块号2 3 8 A 逻辑地址物理地址解：此时 CPU的命中率为0。第 5 章 中央处理器习题解析一判断题1

41、一个指令周期由若干个机器周期组成。解：答案为正确。2非访内指令不需从内存中取操作数，也不需将目的操作数存放到内存，因此这类指令的执行不需地址寄存器参与。解：答案为错误。3组合逻辑控制器比微程序控制器的速度快。解：答案为正确。4流水线中的相关问题是指在一段程序的相邻指令之间存在某种信赖关系，这种关系影响指令的执行。解：答案为正确。5微程序控制控制方式与硬布线控制方式相比，最大的优点是提高了指令的执行速度。解：答案为正确。6微程序控制器中的控制存储器可用PROM、EPROM 或闪存实现。解：答案为正确。7指令周期是指人CPU从主存取出一条指令开始到执行这条指令完成所需的时间。解：答案为正确。8控制

42、存储器是用来存放微程序的存储器，它比主存储器速度快。解：答案为正确。9机器的主频最快，机器的速度就最快。解：答案为正确。1080X86的数据传送指令MOV，不能实现两个内存操作数的传送。解：答案为正确。二选择题1指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是。A.实现程序控制和快速查找存储器地址 B.可以直接访问主存和外存 C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性D.降低指令译码难度解：答案为 C。2CPU组成中不包括。A指令寄存器 B地址寄存器C指令译码器 D地址译码器解：答案为 D。3程序计数器PC在中。A运算器 B控制器C存储器 DI/O 接口解：答案为 B。4计算机主频的周期是指。A指令

43、周期 B时钟周期CCPU周期 D存取周期解：答案为 B。5CPU内通用寄存器的位数取决于。A存储器容量 B机器字长C指令的长度 DCPU的管脚数解：答案为 B。6以硬布线方式构成的控制器也叫。A组合逻辑型控制器 B微程序控制器C存储逻辑型控制器 D运算器解：答案为 A。7一个节拍脉冲持续的时间长短是。A指令周期 B机器周期C时钟周期 D以上都不是解：答案为 C。8直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入。A累加器 B地址寄存器CPC D存储器解：答案为 C。9状态寄存器用来存放。A算术运算结果 B逻辑运算结果C运算类型 D算术、逻辑运算及测试指令的结果状态解：答案为 D。10微程序放在中。A

44、指令寄存器 BRAM C控制存储器 D内存解：答案为 C。11某寄存器中的值有时是地址，这只有计算机的才能识别它。A译码器 B判断程序C指令 D时序信号解：答案为 C。12微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是_。A.每一条机器指令由一条微指令执行 B.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行 C.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D.一条微指令由若干条机器指令组成解：答案为 C。13在高速计算机中，广泛采用流水线技术。例如，可以将指令执行分成取指令、分析指令和执行指令3 个阶段，不同指令的不同阶段可以执行；各阶段的执行时间最好；否则在流水线运行时，每个阶段的执行时间应取。

45、可供选择的答案：A.顺序 B.重叠 C.循环 D.并行 A.为 0 B.为 1 个周期 C.相等 D.不等 A.3个阶段执行时间之和 B.3个阶段执行时间的平均值C.3 个阶段执行时间的最小值 D.3个阶段执行时间的最大值解：答案为 D，C，D。14 微指令格式分成水平型和垂直型，前者的位数，用它编写的微程序。A较少 B较多C较长 D较短解：答案为 B、D。15异步控制常作为的主要控制方式。A.单总线计算机结构计算机中访问主存和外部设备时 B.微型机的CPU控制中 C组合逻辑的CPU控制中D.微程序控制器中解：答案为 A。16与微指令的执行周期对应的是。A指令周期 B机器周期C节拍周期 D时钟

46、周期解：答案为 B。三填空题1目前的CPU包括，和 CACHE（一级）。答：运算器，控制器。2CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器为，保存下一条指令地址的寄存器为。答：指令寄存器IR，程序计数器PC。3CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫，它常用若干个来表示，而后者又包含若干个。答：指令周期，机器周期，时钟周期。4 在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于、分析指令和的循环之中。答：取指令，执行指令。5控制器发出的控制信号是因素和因素的函数，前者是指出操作在什么条件下进行，后者是指操作在什么时刻进行。答：空间，时间。6微程序入口地址是根据指令的产生的。答：译码器，操作码。7微

47、程序控制器的核心部件是，它一般用构成。答：控制存储器，只读存储器。8微指令执行时，产生后继微地址的方法主要有、等。答：计数器方式，断定方式。9任何指令的第一个周期一定是。答：取指令。10一条机器指令的执行可与一段微指令构成的相对应，微指令可由一系列组成。答：微程序，微命令。11微程序设计技术是利用方法设计的一门技术。答：软件，控制器。12在同一微周期中的微命令叫互斥的微命令；在同一微周期中的微命令叫相容的微命令。显然，不能放在一起译码。答：不可能同时出现，可以同时出现，相容的微命令。13在微程序控制器中，时序信号比较简单，一般采用。答：同步控制。14保存当前栈顶地址的寄存器叫。答：栈顶指针 S

48、P。15实现下面各功能有用哪些寄存器？表示运算结果是零的是。表示运算结果溢出的是。表示循环计数的是。做 8 位乘除法时用来保存被乘数和被除数的是。暂时存放参加ALU中运算的操作数和结果的是。答：状态寄存器中的ZF。状态寄存器中的OF。CX。AL/AX。累加器。四综合题1在 8086 中，对于物理地址2014CH来说，如果段起始地址为20000H，则偏移量应为多少?解：14CH。2在 8086 中 SP的初值为2000H，AX 3000H，BX 5000H。试问：(1)执行指令 PUSH AX后，SP?(2)再执行指令PUSH BX及 POP AX后，SP?，BX?请画出堆栈变化示意图。解：SP

49、2000H21FFEH 执行 PUSH BX和 POP AX后，SP 1FFEH 22 IFFEH，BX 5000H，指针变化图略。3指出下列8086 指令中，源操作数和目的操作的寻址方式。(1)PUSH AX (2)XCHG BX，BP+SI(3)MOV CX，03F5H (4)LDS SI，BX(5）LEA BX，BX+SI (6)MOV AX，BX+SI+0123H(7)MOV CX，ES：BXSI (8)MOV SI，AX(9)XCHG AX,2000H 解：源是寄存器直接寻址。目的是寄存器间接寻址。源是变址/基址寻址，目的是寄存器直接寻址。源是立即数寻址，目的是寄存器直接寻址。源是寄

50、存器间接寻址。目的是寄存器直接寻址。源是变址/基址寻址，目的是寄存器直接寻址。源是变址/基址加偏移量寻址，目的是寄存器直接寻址。源是跨段的变址/基址寻址，目的是寄存器直接寻址。源是寄存器直接寻址。目的是寄存器间接寻址。源是存储器直接寻址。目的是寄存器直接寻址。4请按下面的要求写出相应的8086 汇编指令序列。(1)将 1234H送入 DS中(2)将 5678H与 AX中的数相加，结果放在AX中。(3)将 DATAX 和 DATAY 相加，其和放在DATAY 中。(4)将 AX中的高 4 位变为全0。(5)将 AX中的低 2 位变为全1。解：MOV AX，1234H；MOV DS，AX ADD

51、AX，5678H MOV AX，DATAX ADD DATAY，AX AND AX，0FFFH OR AX，0003H 5若 BX0379H，下面 8086 指令执行后，BX?(1)XOR BX，0FF00H(2)AND BX，0FF00H(3)OR BX，0FF00H 解：根据“异或”操作的特点，与“0”做“异或”操作，操作数不变；与“1”做“异或”操作，即使操作数变反，此题仅使BH变反，所以结果为BX 1111110001111001FC79H。根据“与”操作的特点，对“0”做“与”操作，操作数为0；对“1”做“与”操作，即操作数不变。此题仅使BL 清 0，BH不变，所以结果为BX 000

52、00011000000000300H。根据“或”操作的特点，对“0”做“或”操作，操作数不变；对“1”做“或”操作，即操作数为 1。此题仅使 BH（即高 8位）置 1，BL（低 8位）不变，所以结果为BX 00000011100001100386H。6若(BX)5555H，试写出执行完下面的指令序列后BX中的内容。MOV CL，5 SHR BX，CL 解：第一条指令把数5 传送到 CL（CL是指定用于存放移位或循环次数的寄存器）中，第2条是逻辑右移指令，使BX逻辑右移 5 次（由 CL给出移位次数），结果 BX 02AAH。7试用 8086 移位和加法指令完成将AX中的内容乘以10 的操作。解

53、：算法为 AX 10AX 2AX 8，指令序列如下：SHL AX，1 ；AX2 MOV BX，AX ；AX2 保存到 BX SHL AX，1 ；AX4 SHL AX，1 ；AX8 ADD AX，BX ；AX10 8根据以下要求写出相应的8086 汇编语言指令。(1)把 BX寄存器和DX寄存器的内容相加，结果存入DX寄存器中。(2)用寄存器 BX和 SI 的基址变址寻址方式把存储器中的一个字节与AL寄存器的内容相加，并把结果送到AL 寄存器中。(3)用寄存器 BX和偏移量 0BD2H 的寄存器相对寻址方式把存储器中的一个字和CX相加并把结果送回存储器中。(4)用偏移量为0524H的直接寻址方式把

54、存储器中的一个字与数2A59H相加，并把结果送回该存储单元中。(5)把数 0B5H与 AL 相加，并把结果送回AL中。解：ADD DX，BX ADD AL，BXSI ADD BX0BD2H，CX ADD 0524H，2A59H ADD AL，0B5H 9已知 8086 汇编程序段如下：MOV AX，1234H MOV CL，4 ROL AX，CL DEC AX MOV CX，4 MUL CX INT 20H 试问：(1)每条指令执行完后，AX寄存器的内容是什么?(2)每条指令执行完后，进位、溢出和零标志的值是什么?(3)程序结束时，AX和 DX的内容是什么?解：MOV AX，1234H AX1

55、234H MOV CL，4 AX 1234H ROL AX，CL AX 2341H DEC AX AX 2340H MOV CX，4 AX 2340H MUL CX AX 8D00H INT 20H 第 2、5、7 条指令对AX没有操作，故不影响AX的值。第 1 条指令把立即数1234H送到AX中，AX的值就是1234H，第 3 条指令把 AX的内容循环移位4 次，AX值为 2341H，第 4 条指令把 AX减 1，AX的值为 2340H，第 6 条指令把AX的值乘以4，AX的值变为8D00H。传送指令不影响标志位，第3 条指令影响进位（CF）、溢出（OF）标志，CF0，OF0；第 4 条指令

56、不影响CF标志，该指令执行后，CF维持原状，OF 0，零标志（ZF）也为0；第 6 条指令影响各标志位，由于DX 0，因此 CF0，OF 0，ZF0。程序结束时，AX的值为 8D00H，DX的值为 0000H。10有一主频为25 MHz 的微处理器，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟脉冲组成。(1)假定存储器为“0等待”，请计算机器速度(每秒钟执行的机器指令条数)。(2)假如存储器速度较慢，每两个机器周期中有一个是访问存储器周期，需插入两个时钟的等待时间，请计算机器速度。解：存储器“0 等待”是假设在访问存储器时，存储周期机器周期，此时机器周期主频周期2（一个机器周期

57、由两个时钟脉冲组成）2/25MHz 0.08 S 指令周期 2机器周期 0.16 S 机器平均速度1/0.16 6.25MIPS(百万条指令/秒)若每两个机器周期中有一个是访问存储器周期，则需插入两个时钟的等待时间。指令周期 0.16 S 0.08 S0.24 S 机器平均速度1/0.24 4.2MIPS(百万条指令/秒)第 6 章 外部设备习题解析一判断题1随着半导体集成电路的发展，外部设备在计算机系统硬件的价格中所占的比重将越来越低。解：答案为正确。2灰度级是指黑白显示器中所显示像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色数的不同，灰度级越高，图像层次越逼真清晰。解：答案为正确。3在计算机

58、处理的图形和图像两种对象中，一般来讲图像的数据量比图形大。解：答案为正确。4顾名思义，外部设备位于主机箱的外部。解：答案为错误。5图形比图像更适合表现类似于照片和绘画之类有真实感的画面。解：答案为错误。6从控制光标原理上讲，三种鼠标器基本相同，都是把鼠标器的移动距离和方向变为脉冲信号送给计算机，计算机再把脉冲信号转换成显示器光标的坐标位置，从而达到指示位置的目的。解：答案为正确。7 感光鼓是激光打印机中电子照相系统的核心,鼓面上涂有一层具有光敏特性的半导体感光材料,通常用硒,故有硒鼓之称。解：答案为正确。8点阵针式打印机点阵的点越多，打印质量越高。解：答案为正确。9非击打式打印机速度快、噪声低

59、、打印质量高，但价格较贵。解：答案为正确。10LCD显示器没有背景光源也能工作。解：答案为错误。二、选择题1使主机从外部获取信息的设备称为。A外部存储器 B 外部设备 C 输入设备 D 输出设备解：答案为 C2在显示器的技术指标中，数据640480，1024768 等表示。A显示器屏幕的大小 B显示器显示字符的最大行数和列数C显示器的颜色指标 D显示器的分辩率解：答案为 D3有一个CRT的分辨率是1024 768 像素，颜色数为256 色，则刷新存储器的容量是。A768KB B512KB C256KB D2MB 解：答案为 A4黑白显示器具有级灰度。A1 B2 C4 D16 解：答案为 B5为

60、看到稳定图像，显示器刷新频率应大于。A15 帧/S B30 帧/S C50 帧/S D100 帧/S 解：答案为 B6图形显示器可显示，图像显示器可显示。A有亮暗层次的照片 B没有亮暗层次的线条图C立体图形 D有亮暗层次的线条图解：答案为 B，A7显示器的灰度级是指。A显示器的亮度 B显示字符的清晰程度C显示器中光点亮暗的层次级别 D 显示器上能显示的光点数解：答案为 C8计算机外部设备是指。A输入输出设备 B外存设备C远程通信设备 D除 CPU和内存以外的其他设备解：答案为 D9CRT的颜色数为真彩色，则它的颜色位是。A24 位 B8 位 C16 位 D32 位解：答案为 A10D/A 转换

61、器是。A把数字量转为模拟量，并把转化结果输入到计算机。B把模拟量转为数字量，并把转化结果输入到计算机。C把计算机输出的模拟量转换成数字量。D把计算机输出的数字量转换成模拟量。解：答案为 D11双向打印机的特点是。A左右双向同时打印。B既可选择从左向右打印，也可选择从右向左打印。C先从左向右打印，再从右向左打印。D具有两个打印头。解：答案为 C12显示器的控制逻辑的存储逻辑一般都在 A 中。终端是由 B 组成的一套独立的 C 设备，它能完成显示控制与存储、键盘管理及通信控制等功能，还可完成简单的编辑操作。A：主机内部显示器内部主机接口板中B：显示器和控制逻辑键盘与显示器键盘与控制逻辑C：输入输出

62、输入输出解：答案为 A：；B：；C：13 几种打印机的特点可归纳如下：串行点阵式打印机是按 A 打印的，打印速度 B；喷墨打印机是按 C ，速度 D ；激光打印机是按 E 打印的，速度 F 。行式点阵打印机是按 G 打印的，速度是 H 。所有打印机的打印都受到打印字符点阵的控制。打印字符的点阵信息在点阵式打印中控制打印针 I ，在激光打印机中控制激光束 J 。A，C，E，G：字符行页B，D，F，H：最快最慢较快中等I，J：运动方向有无是否动作解：答案为 A：；B：；C：；D：；E：；F：；G：；H：；I：；J：14一级汉字有3755 个，如每个汉字字模采用2424 点阵，并存放在主存中，则约占

63、A 字节。若将汉字显示在荧光屏上，共 24 行，每行 80 个字，为保证一帧信息，约需 B 字节的存储空间。汉字在输入时采用 C ，在存储时采用 D ，打印或显示时用 E 。存储一个汉字一般可用字节，有时也用 G 字节。A，B：30K 60K 90K 270K C，D，E：ASCII 码字形码机内码点阵拼音码区位码F，G：1 个2 个3 个32 个16 个解：答案为 A：；B：；C：，；D；E；F；G。三、填空题1著名的 Amdahl 定律告诉我们，计算机的性能主要由决定。答：计算机的性能主要由系统中最慢的部分（称为系统瓶颈）决定。2计算机的主机包括，。答：运算器，控制器，主存储器。3计算机的

64、外部设备包括，。答：输入设备，输出设备，外存储器。4从人们使用的角度，可把外部设备大致分成以下三大类，即，等。答：人-机交互设备，计算机信息的驻在设备，机-机通信设备。5鼠标器按其内部结构的不同可分为、三大类。答：机械式、光机式和光电式三大类。6显示设备按使用的显示器件分，常用的有，。答：CRT 显示器，LCD 显示器，等离子显示器。7PDP 是指的平板显示器件的总称。答：是指所有利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。8按打印原理分类，打印机可分成和两类。答：击打式和非击打式两大类。9 激 光 打 印 机 的 打 印 过 程 一 般 需 经 历 以 下 六 个 步 骤，即 充 电、扫 描 曝

65、光、，等。答：显影、转印、定影和清除残像。10激光打印机主要由、和接口控制器等几部分组成。答：激光扫描系统、电子照相系统、字符发生器。11打印机有两种工作模式，即和和。答：文本模式（字符模式）和图形模式。12虚拟环境产生器实质上是一个包括的高性能计算机系统。答：是一个包括虚拟世界数据库的高性能计算机系统。13语音输入的实质是，就是让计算机能正确识别、准确理解。答：语音识别，就是让计算机能正确识别、准确理解自然语言。14终端与显示器是两个不同的概念，终端的结构比显示器复杂，它能完成，及通信控制等，还可完成。答：它能完成显示控制与存储、键盘管理及通信控制等，还可完成简单的编辑操作。15为了能用普通

66、电话线进行计算机通信，应当把要发送的数字信号成音频信号，送到目的地后再成数字信号。完成这一功能的设备称为调制解调器MODEM。答：调制，解调。四、计算题1显示器的灰度级反映每个光点的亮暗级别，用二进制数据表示，若用4 位、8 位、16 位二进制数，分别可表示多少级灰度或多少种颜色？解：2416，28256，21665536。2现有一显示器的分辨率是1024 1024，灰度级为64K，求其刷新存储器的容量。解：102410242B2MB。3显示器的刷新频率是50 帧/S，若分辨率为640480，灰度级为256，求其刷新存储器的容量和读出速度。解：刷新存储器容量为640480256bit 3072001B300KB 307.2KB 5015MB/S 4某光栅扫描显示器的分辨率是1024768，帧频为50 帧/S（逐行扫描），垂直回扫和水平回扫时间忽略不计，求显示器的行频是多少？若考虑以32 个像素为一个存取单位，则求每一像素允许的读出时间是多少？解：行频为 768 行 50/S38，400 行/S 每个像素允许读出时间小于1（384001024）0.0254 S；若考虑以32 个像素为单位