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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I章计算机系统概论1.1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。2.1 9 4 6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),1 9 4 9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)A.E D VA C B.E D S A C C.E N I A C D.UN I VA C-I(2)A.E D VA C B.E
2、D S A C C.E N I A C D.UN I VA C-I解：答案为C,A。3 .计算机硬件能直接执行的只能是 oA.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，
3、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。1 0 .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U。（1）A.系 统 程 序B.应 用 程 序C.用 户 程 序D.中间
4、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 （2）C （3）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 .存储器分为 和 o在C P U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1 2 8 M B,应 是 一 个这样的单位。解:答案为字节，1 2 8
5、 X 2 2 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。1 0 .微型计算机的分类以微处理器的 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
6、，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算。这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。（4）判断功能：计算机在进行一步操作后，应能
7、从预先无法确定的儿种方案中选择种操作方案。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
8、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。2.1习题解析判断题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，而计数器是种忖序逻辑电路。答：正确。4 .移位寄存器除了能把存在其中的数据一位一位
9、地向左或向右移动外，还可用它来判断最左边的位是。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。6 .J-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。8 .P L A中 的“与”阵列和“或”阵列都是可编程的。答：正确。9 .在P A L中，“与”阵列是可编程的，而“或”阵列是固定连接的。答：正确。1 0 .P R O M的“与”阵列是不可编程的，“或”阵列是可编程的。答：正确。选择题1.4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.“0 B.取决于其他
10、输入端的输入C.“1”解：答案为C。2.C P U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C P U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 B.C P U将要执行的指令C.C P U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
11、种触发器是。A.J-K触发器 B.R-S基本触发器C.D型触发器 D.R-S同步触发器解：答案为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 oA.“与”门 B
12、.“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P L D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 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 婴 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。时，输出为_。解：答案为后，B o5.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C P
13、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 0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是三个二进制数码，用逻辑表达式写出A=B=C的判断条件。(提示：先画出真值表)。解：设判断函数为E则F与A、B、C的关系用以下的真值表表示。ABCFABCF000110()000101010010011()0on01111由此可得到F=A.B.C+T Rf2.请画出下列函数侬值表：(1)F i(A,B,C)=A -B
14、+B C F z(A,B,C)=A+C解：函数的真值表如下：ABCFlF2ABCFlF20000110001OOI11101110100011011Oil01111113.试用三种基本门(与、或、非门)组成下列逻辑电路 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 搭接。以“与非”门为例，“与I F 非”门的逻辑表达式是F=A.B,故电路连接如左图。其他三种情况的做法类似，略。I 4.利用布尔代数的基本定律证明下列等式&A+B C=(A+C)(A+B)q H (2)(A+B+C)A=0Al b 解：证明(1)等 式 右 边=(A+C)(A+B
15、)=A A+A B+C A+C B=A+A B+C A+C B=A (1+B)+C A+C B=A-(1+0 +C B=A+C B=等式左边因此，A+C B=(A+C)(A+B)_ _ _ _ 用摩尔定理，等式左边展开为A B C A=A A B C=0=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：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
16、求数值0 在计算机中唯地表示为全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。7.CRC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.(101
17、001)BCB 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 B.75 C.(112)8 D.(4F)H解：答案为D。3 .1 0 1 0 A H 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2 1 5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0 1 1 0 0 1 0 0转换成十进制数是（4）,转换成八进制数是（5）,转换成十六进制数是（6）。(1)A.1 1 1 0 1 0 1
18、 1 BB.1 1 1 0 1 0 1 0 BC.1 0 1 0 0 0 0 1 B1).1 1 0 1 0 1 1 1 B(2)A.3 2 7B.2 6 8.7 5C.2 5 2D.3 2 6(3)A.1 3 7 HB.C 6 HC.D 7 HD.E A H(4)A.1 0 1B.1 0 0C.1 1 0D.9 9(5)A.1 2 3B.1 4 4C.8 01).8 0 0(6)A.6 4B.6 3C.1 0 0D.O A D解：答案依次为D(2)A (3)B (4)B(5)B(6)AO5.A S C I I码是对_（1）_进行编码的一种方案，它 是 一（2）的缩写(1)A.字符B.汉字C.
19、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：答案依次为A （2）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 （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）。、(2)：A.-2 56 B.-2 55F.+12 7 G.+12 8(3)、(4)、(5)：A.00000000 B.10000000E.00000000 或 10000000G.00000000 或 11111111C.-12 8H.+2 55D.-12 7I.+2 56C.01111111D.11111111F.011111
20、11 或 11111111H.10000000 或 01111111E.0解：答案依次为C,F,B,C,Ao7 .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A.01101111 B.01101110 C.01111111 D.11111111解：答案为A。8 .十进制数5的单精度浮点数I E E E 7 54代码为。A.01000000101000000000000000000000B.11000000101000000000000000000000C.01100000101000000000000000000000D.1100000010100
21、0000000000000000000解：答案为A。9 .能发现两位错误并能纠正一位错的编码是 oA.C RC码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A.C RC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 o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
22、（顺序可变）。5.B C D 码中，每一位十进制数字由 位二进制数码组成，用 A S C H 码表示一个字符通常需要 位二进制数码。答：4,7。6.移码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。8 .8 42 1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D 4D 3D 2 5,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，硬 检 测 O答：P=D4D3 8D 2 DI,P =D 4 D3 D2 D1,奇数个错，偶数个错
23、。10.在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于I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20.5。四、计算题1.用二进制数表示一个四位十进制的整数最少需要几位（不含符号位）。解：2x=104,N=4X l/b g 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=（231-1）；最小负数=一（231-1）定点原码小数表示时，最 大 正 数=（1
24、-2：!1）;最 小 负 数=一（12 ）3.写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。(1)1011(2)0.1101解：(+1011)原=01011(+1011)反=01011(+1011)补=01011(+1011)移=11011(+0.1101)=0.1101(+0.1101)反=0.1101(+0.1101)补=0.1101(+0.1101)移=0.1101(+0.0000)原=00000(+0.0000)反=00000(+0.0000)补=00000(+0.0000)移=10000(3)0(-1011)原=11011(-1011)反=10100(-1011)补=10101(-101
25、1)移=00100(-0.1101)=1.1101(-0.1101)瓜=1.0010(-0.1101)补=1.0011(-0.1101)移=0.0011(-00000)原=10000(-00000)反=11111(-00000)原=00000(-00000)原=100004.某机器字长16位，浮点表示时，其中含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 3 X（12 一 9）最小浮点数=-2盗 片（1-2-9）5.字 符“F”的 A S C H 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 A
26、S C I I 码为46H,奇校验码为10110110（B 6H）,偶校验码为00110110（3611）。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 有 16种状态，大 于 k+r+1=11,故选用r=4,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2T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I%I%P4 D4 1)3 P 3%P
27、2 P i。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。P =D 2 D 4 D 5?2=DI D 3 D 4 P 3 =D?D 3 D 44 =D 5 在本例中，被校数据为 101101,即=D2=O,D3=I,D4=I,D5=O,D6=I,故Pi=Di Dz D4 D5=0p2=D1 D 3 D4。6=0P g =D 2 D 3 D 4 1P4=D5 Dg=l最后得到被校验数据101
28、101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 X 3+X+1,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K+1位 的 X 3+X+1,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(K=3)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：10011011 V1010100101110001001011余数为0 1 1,所以被检数据的CRC校验码为101001K(4)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：0 1 1-1 1
29、0-1 1 1-1 0 1-0 0 1-0 1 0-100-O lk 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)2 =91=(10010001)84 2 1 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。移码山于保持了数据原有的大小顺序，便于进行比较操作，常用于
30、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.简述循环冗余码（CR C）的纠错原理。4.简述循环冗余码（CR C）的纠错原理。答：CR C码是一种纠错能力较强的校验
31、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CR C码出错位位置的对应关系是定的，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4 .1 习题解析判断题1 .计算机的主存是由R AM 和 R O M 两种半导体存储器组成的。答：正确。2.C P U 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R AM 和静态R AM 都是易失性半导体存储器。答：正确。5 .C ac h e 的功
32、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。8 .C ac h e 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C ac h e、主存和辅存构成。答：正确。1 0.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）。选择题1 .主（内）存 用 来 存 放 OA.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
33、器 B.光盘存储器 C.磁带存储器 I）.硬盘存储器解：答案为C。3 .某一 S R AM 芯片，容量为1 6 K x i 位，则 其 地 址 线 有 .A.1 4 根 B.1 6 K 根 C.1 6 根 D.3 2 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 B.C P U 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C P U 之间增加C ac h e 的目的是。A.扩大主存的容量B .增加C P U 中通用寄存器的数量C.解决C P U 和主存之间的速度匹配D.代替C P U 中的寄存器工作解：答案为C。6.计 算 机
34、 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：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S R AM芯片，其容量为1 K X 8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 。A.23 B.25 C.5 0 D.20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.主存一辅存 B.快存一主存C
35、.快存一辅存 D.通用寄存器一主存解：答案为A。1 0.在C ac h e的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到C ac h e内的任意一快的位置上，则这种方法称为 oA.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 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。2 .C P U能 直 接 访 问 和,但 不 能 访 问 和。答：主存、C A C H E、外存、I/O设备。3 .C a c he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
36、，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S R A M、D R A M、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、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C a c he中 用 来 存 放 ,在虚拟存储器中用来存放 o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
37、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。1 0.一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2 4位地址和8位字长的存储器，求:（1）该存储器能存储多少字节的信息？(2)若存储器由4 M x i 位的R A M芯片组成，
38、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2 川=1 6 M=1 6 7 7 7 2 1 6,故能存储1 6 M 字节的信息。(2)由于存储容量为1 6 M B (8 位字长)，每 4 M 字节需要4片(位并联方式)，故需芯片数为1 6/4 X 8=3 2 片。若用3 2 片组成一个1 6 M (8 位字长)，地址总线的低2 2 位可直接连到芯片的A 0-A 2 1 管脚，而地址总线的高 2 位(A 2 2,A 2 3)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C a c he 和主存构成，C a c he 的
39、存取周期为4 5 n s,主存的存取周期为2 0 0 n s。已知在-段给定的时间内，C P U 共访问内存4 5 0 0 次，其中3 4 0 次访问主存，求：(1)C a c he 的命中率是多少？(2)C P U 访问内存的平均访问时间是多少？(3)C a c he-主存系统的效率是多少？解：(1)命中率 H=(4 5 0 0-3 4 0)/4 5 0 0=0.9 2。(2)C P U 访存的平均时间 T=0.9 2 X 4 5+(1-0.9 2)X 2 0 0=5 7.4 n s c a c he-主存系统的效率e=4 5/5 7.4=7 8%3 .下图表示使用页表的虚实地址转换条件，页
40、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3 34 2 0 0 02 53 8 0 0 079 6 0 0 066 0 0 0 044 0 0 0 01 58 0 0 0 055 0 0 0 03 07 0 0 0 0(1)当 C P U 按虚拟地址1 去访问主存时，主存的实地码是多少？(2)当 C P U 按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地码是多少？(3)当 C P U 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1 5 作为页表检索项，查得页号为1 5 的页在主存中的起始地址为8 0 0 0 0,故将 8 0 0 0 0 与虚拟
41、地址中的页内地址码0 3 2 4 相加，求得主存实地址码为8 0 3 2 4。(2)同理，主存实地址码=9 6 0 0 0+0 1 2 8=9 6 1 2 8。虚拟地址为3的页号为4 8,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,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4 K B,地址转换过程如图所示，图中逻辑地址8 6 4 4 用十进制表示，经页表转换后，该逻辑地址的物
42、理地址(十进制)是多少？提示：把逻辑地址转换成二进制来做。逻辑地址解：第一步，已知页面大小为4 K B,故可算出页内地址为1 2 位（2 1 2=4 0 9 6）。第二步：把逻辑地址8 6 4 4 转换成二进制地址1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0,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1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 c第四步：把 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 转换成十进制数为3 3 2 2 0。5 .设某磁
43、盘存储器的平均找道时间为t s,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：tB=ts+6 0/2 r+6 0 n/rN,6 .一般，C D-R O M 光盘的外缘有5 m m 宽的范围不使用，故标准的播放时间为6 0 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？提示：光盘的模式1 用于存放计算机的程序和数据，共有2 70 0 0 0 个扇区，每个扇区2 0 4 8 个字节，而模式2用于存放声音、图像等多媒体数据，共有2 70 0 0 0 个扇区，每个扇区2 3 3 6个字节。解：模式 1 容量 C=2 70 0
44、0 0 X 2 0 4 8/1 0 2 4/1 0 2 4=5 2 7M B模式二容量 C=2 70 0 0 0 X 2 3 3 6/1 0 2 4/1 0 2 4=60 1 M B7.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2 2 c m,外磁道直接为3 3 c m,最大位密度为 1 60 0 b/c m,道密度为8 0 道/c m,转 速 72 0 0 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X记录面数每面容量=某一磁道容量X磁道数某磁道容量=磁道长X本道位密度所以，最内圈磁道的容量=1 60 0 X 2 2 X 3.1 4 =1
45、 1 0 5 2 8 字节/道磁道数=存储器域长X道密度=（3 3 2 2）/2 X 8 0=2 5 3 61 60 0 0 字节最大数据传输率=转速X某磁道容量=72 0 0/60 X 1 1 0 5 2 8=1 3 2 63 3 60 字节/秒8 .假设某计算机的c a c h e 采用直接映象,容量为4 0 9 6。若 C P U 依次从主存单元0,1,-,9 9 和 4 0 9 6,4 0 9 7,，4 1 9 5 交替取指令，循环执行1 0 次，试求此时的命中率？解：此时C P U 的命中率为命第 5 章中央处理器习题解析判断题1.一个指令周期由若干个机器周期组成。解：答案为正确。2
46、 .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P R O M、EPR O M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.控制存储器是用来存放微程序的存
47、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。10.80X86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，D.降低指令译码难度解：答案为C。2.CPU组成中不包括_ _ _ _ _ _ _ _ _。提高编程灵活性A.指令寄存器B.地址寄存器C.指令译码器解：答案为D。3.程序计数器PC在_ _ _ _ _ _ _ _ 中。D.地址译码器A.运算器B.控制器C.存储器解：答案为
48、B。4.计算机主频的周期是指_ _ _ _ _ _ _ _。D.I/O 接口A.指令周期B.时钟周期C.CPU周期解：答案为B。D.存取周期5.CPU内通用寄存器的位数取决于_ OA.存储器容量B.机器字长C.指令的长度解：答案为B。1).CPU的管脚数6.以硬布线方式构成的控制器也叫_ OA.组合逻辑型控制器B.微程序控制器C.存储逻辑型控制器解：答案为A。D.运算器7.一个节拍脉冲持续的时间长短是一_ OA.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C.PCD.存储器解：答案为c。9 .状态寄存器
49、用来存放A.算术运算结果C.运算类型解：答案为D。1 0 .微程序放在 中。A.指令寄存器C.控制存储器解：答案为C。B.逻辑运算结果1).算术、逻辑运算及测试指令的结果状态B.R A MD.内存1 1.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 1).时序信号解：答案为C。1 2.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.每条机器指令由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。1 3.在高速计算
50、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 .可供选择的答案：A.顺序 B.重叠 A.为 0 B.为 1 个周期 A.3个阶段执行时间之和C.循环 D.并行C.相等 D.不等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解：答案为D,C,D。D.3个阶段执行时间的最大值1 4 .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 o1 5.异步控制常作为 的主要控制方式。A,单总线计算机