《計(jì)算機(jī)組成原理》試題及答案
《計(jì)算機(jī)組成原理》系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)的基本組成原理和內(nèi)部工作機(jī)制。以下是由陽光網(wǎng)小編整理關(guān)于《計(jì)算機(jī)組成原理》試題的內(nèi)容，希望大家喜歡!
《計(jì)算機(jī)組成原理》試題
一、(共30分)
1、(10分)
(1)將十進(jìn)制數(shù)+107/128化成二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)(3分)
(2)請回答什么是二--十進(jìn)制編碼?什么是有權(quán)碼、什么是無權(quán)碼、各舉一個(gè)你熟悉的有權(quán)碼和無權(quán)碼的例子?(7分)
2、已知X=0、1101,Y=-0、0101,用原碼一位乘法計(jì)算X*Y=?要求寫出計(jì)算過程。(10分)
3、說明海明碼能實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)糾錯(cuò)的基本原理?為什么能發(fā)現(xiàn)并改正一位錯(cuò)、也能發(fā)現(xiàn)二位錯(cuò)，校驗(yàn)位和數(shù)據(jù)位在位數(shù)上應(yīng)滿足什么條件?(5分)
4、舉例說明運(yùn)算器中的ALU通�？梢蕴峁┑闹辽�5種運(yùn)算功能?運(yùn)算器中使用多累加器的好處是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分)
二、(共30分)
1、在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí),通常應(yīng)從哪4個(gè)方面考慮?(每個(gè)2分,共8分)
2、簡要說明減法指令SUB R3,R2和子程序調(diào)用指令的執(zhí)行步驟(每個(gè)4分，共8分)
3、在微程序的控制器中，通常有哪5種得到下一條指令地址的方式。(第個(gè)2分，共10分)
4、簡要地說明組合邏輯控制器應(yīng)由哪幾個(gè)功能部件組成?(4分)
三、(共22分)
1、靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器器件的特性有哪些主要區(qū)別?各自主要應(yīng)用在什么地方?(7分)
2、CACHE有哪3種基本映象方式，各自的主要特點(diǎn)是什么?衡量高速緩沖存儲(chǔ)器(CACHE)性能的最重要的指標(biāo)是什么?(10分)
3、使用陣列磁盤的目的是什么?陣列磁盤中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么樣的容錯(cuò)能力?(5分)
四、(共18分)
1、比較程序控制方式、程序中斷方式、直接存儲(chǔ)器訪問方式，在完成輸入/輸出操作時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。(9分)
2、比較針式、噴墨式、激光3類打印機(jī)各自的優(yōu)缺點(diǎn)和主要應(yīng)用場所。(9分)
《計(jì)算機(jī)組成原理》試題答案
一、(共30分)
1、(10分)
(1) (+107/128)10 = (+1101011/10000000)2 = (+0、1101011)2 = (+0、153)8 = (+6B)16
(2) 二-十進(jìn)制碼即8421碼，即4個(gè)基2碼位的權(quán)從高到低分別為8、4、2、1，使用基碼的0000，0001，0010，……，1001這十種組合分別表示0至9這十個(gè)值。4位基二碼之間滿足二進(jìn)制的規(guī)則，而十進(jìn)制數(shù)位之間則滿足十進(jìn)制規(guī)則。
有權(quán)碼是指一個(gè)十進(jìn)制數(shù)位的4位基2碼的每一位有確定的權(quán)。無權(quán)碼是指一個(gè)十進(jìn)制數(shù)位的4位基二碼沒有確定的權(quán)。前者的例子為二-十進(jìn)制編碼(BCD)碼，后者的例子為余3碼。
2、已知X=0、1101,Y=-0、0101,用原碼一位乘法計(jì)算X*Y=?要求寫出計(jì)算過程。(10分)
3、 答案：
基本原理：k個(gè)數(shù)據(jù)之外加上r個(gè)校驗(yàn)位，從而形成k+r位的新的碼字，使新的碼字的碼距均勻的拉大。把數(shù)據(jù)的`每一個(gè)二進(jìn)制位分配到幾個(gè)不同的偶校驗(yàn)位的組合中，當(dāng)一位出錯(cuò)，會(huì)引起相關(guān)的幾個(gè)校驗(yàn)位的值發(fā)生變化，從而可能發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，還能指出是哪一位錯(cuò)，進(jìn)而進(jìn)行糾錯(cuò)。
校驗(yàn)位和數(shù)據(jù)位應(yīng)滿足條件
2 r-1>k+r
在此條件下，不但能發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)一位錯(cuò)，并能同時(shí)發(fā)現(xiàn)二位錯(cuò)。
4、答案：
運(yùn)算器中的ALU通常至少可以提供算術(shù)加運(yùn)算、算術(shù)減運(yùn)算、邏輯或運(yùn)算、邏輯與運(yùn)算、邏輯異或運(yùn)算5種功能。運(yùn)算器采用多累加器可以簡化指令的執(zhí)行步驟。乘商寄存器的基本功能是在完成乘除運(yùn)算時(shí)能自行左右移位。
二、(共30分)
1、答：
(1)指令系統(tǒng)的完備性，常用指令齊全，編程方便;
(2)指令系統(tǒng)的高效性，程序占用內(nèi)存空間少，運(yùn)行速度快。
(3)指令系統(tǒng)的規(guī)整性，指令和數(shù)據(jù)使用規(guī)則統(tǒng)一簡化，易學(xué)易記;
(4)指令系統(tǒng)的兼容性，同一系列的低檔計(jì)算機(jī)的程序能放到新的高檔機(jī)上直接運(yùn)行。
2、 答：(1)減法指令SUB R3,R2的執(zhí)行步驟：
�、� AR←PC
② 讀內(nèi)存，IR←讀出的內(nèi)容，PC←PC+1
�、� R3←R3—R2，保存狀態(tài)信息
結(jié)束，檢查中斷請求，無中斷請求，進(jìn)入下一條指令的執(zhí)行過程。
(2)子程序調(diào)用指令CALL執(zhí)行流程;
① AR←PC
�、� 讀內(nèi)存，IR←讀出的內(nèi)容，PC←PC+1
③ AR←SP—1
�、� 寫內(nèi)存，PC內(nèi)容進(jìn)棧保存
�、� PC←ZI程序入口地址
結(jié)束，檢查中斷請求，無中斷請求，進(jìn)入下一條指令的執(zhí)行過程。
3、答：在微程序控制系統(tǒng)中，通常有以下5種得到下一條微指令地址的方式：
(1)微程序順序執(zhí)行時(shí)，下地址為本條微地址加1。
(2)在微程序必定轉(zhuǎn)向某一微地址時(shí)，可以在微指令中的相關(guān)字段中給出該地址值。
(3)按微指令(上一條或本條)的某一執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，選擇順序執(zhí)行或轉(zhuǎn)向某一地址。
(4)從微堆棧中取出從微子程序返回到微主程序斷點(diǎn)的返回地址，用于微子程序返回處理。
(5)依條件判斷轉(zhuǎn)向多條微指令地址中的某一地址控制。
4、答:組合邏輯控制器應(yīng)由4 個(gè)功能部件組成：
(1)程序計(jì)數(shù)器PC，用于保存一條指令在內(nèi)存中的地址;
(2)指令寄存器IR，用于保存從內(nèi)存讀出的指令內(nèi)容;
(3)脈沖源和啟停控制邏輯、節(jié)拍發(fā)生器，前者向計(jì)算機(jī)各部件提供連續(xù)(單個(gè))的主振脈沖，后者用于標(biāo)記每個(gè)指令的執(zhí)行步驟的相對次序關(guān)系。
(4)時(shí)序控制信號(hào)產(chǎn)生部件，用于形成并提供計(jì)算機(jī)各部件當(dāng)前時(shí)刻要用到的控制信號(hào)。
三、(共22分)
1、答：靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器器件的特性有的主要區(qū)別見下表
靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM主要用于高速緩沖存儲(chǔ)器Cache，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器主要用于主存儲(chǔ)器。
2、 答：Cache有三種映像方式：全相聯(lián)映像方式，直接映像方式，多路組相聯(lián)映像方式。
全相聯(lián)映像方式是指主存中任一個(gè)字(字塊)可以寫入Cache中的任何一個(gè)字(字塊)中。其優(yōu)點(diǎn)是有最大的靈活性。缺點(diǎn)是要確定讀的信息是否在Cache中，必須用原本讀主存的地址與整個(gè)Cacha每一個(gè)單元的標(biāo)志字段比較，電路過于復(fù)雜，成本較高。
直接映像方式是指主存的一個(gè)字(字塊)只能映像到Cache的字和字塊中。優(yōu)點(diǎn)是要確定讀的信息是否在Cache中時(shí)原本讀主存的地址與標(biāo)志字段比較的線路簡單，成本低;缺點(diǎn)是Cache的使用缺乏靈活性，影響命中率。
多路組相聯(lián)映相方式是對全相聯(lián)映相方式和直接映像方式的一種折中的處理方案。它與直接相聯(lián)映像方式的區(qū)別在于每個(gè)主存字塊可以從多個(gè)(例如2，4，8個(gè)，而不是一個(gè))體中選擇其一完成寫入Cache的操作，它與全相聯(lián)映像的類同之處是把一個(gè)主存字寫進(jìn)Cache時(shí)，可以在Cache的多個(gè)(而不是任何一個(gè))個(gè)體中選擇。既有較高的命中率，又使比較線路也不會(huì)太復(fù)雜。
衡量Cache性能的最重要的指標(biāo)是命中率。
3、 答：采用磁盤陣列技術(shù)的目的：
①通過多個(gè)磁盤的并列操作來提高設(shè)備總體的性能和可靠性。
②通過合理在多個(gè)磁盤之間組織數(shù)據(jù)，得到比較理想的容錯(cuò)能力，即額外拿出一定的存儲(chǔ)容量(冗余)用于保存檢錯(cuò)糾錯(cuò)的信息。
RAID0模式(數(shù)據(jù)散放)只用于擴(kuò)展容量，并發(fā)讀寫，提高數(shù)據(jù)輸入/輸出能力。沒有容錯(cuò)措施，故沒有容錯(cuò)能力。
RAID1模式(磁盤鏡像)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)磁盤互為備份的用法，把相同的數(shù)據(jù)分別寫到配對使用的兩個(gè)磁盤中。它用于備份數(shù)據(jù)，即使一個(gè)磁盤出現(xiàn)故障，還可以從另一磁盤讀出數(shù)據(jù)。
RAID4模式(數(shù)據(jù)保護(hù))提供了容錯(cuò)能力，N+1個(gè)磁盤中任一個(gè)出現(xiàn)故障，可用其余N個(gè)磁盤的內(nèi)容計(jì)算出故障磁盤的正確數(shù)據(jù)。
RAID5模式(分布式數(shù)據(jù)保護(hù))是對RAID4的改進(jìn)。同RAID4一樣，供了容錯(cuò)能力，N+1個(gè)磁盤中任一個(gè)出現(xiàn)故障，可用其余N個(gè)磁盤的內(nèi)容計(jì)算出故障磁盤的正確數(shù)據(jù)。
四、(共18分)
1、 答：程序直接控制方式在用戶程序中直接使用I/O指令完成輸入輸出操作，它是由CPU通過查詢設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，來控制數(shù)據(jù)傳送過程。其優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是CPU工作效率低，實(shí)時(shí)性差，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性不高
程序中斷方式是指由被讀寫的設(shè)備主動(dòng)“報(bào)告”CPU它是否已進(jìn)入準(zhǔn)備好狀態(tài)，CPU就不必花費(fèi)時(shí)間去循環(huán)測試，而是在接收到外設(shè)的中斷請求后轉(zhuǎn)去進(jìn)行輸入輸出處理的。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)并行工作，大大提高了CPU的工作效率，增強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。
直接存儲(chǔ)器訪問方式是一種由硬件執(zhí)行I/O操作的傳送方式。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳送，又減少了對CPU的打擾，提高了CPU的工作效率。
2、比較針式、噴墨式、激光3類打印機(jī)各自的優(yōu)缺點(diǎn)和主要應(yīng)用場所見下表。
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