計(jì)算機(jī)模塊考試試題

時(shí)間：2024-10-25 12:30:28 試題答案我要投稿

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計(jì)算機(jī)模塊考試試題

　　在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)、工作中，我們最不陌生的就是試題了，試題是命題者根據(jù)測(cè)試目標(biāo)和測(cè)試事項(xiàng)編寫出來的。你知道什么樣的試題才是規(guī)范的嗎？以下是小編為大家收集的計(jì)算機(jī)模塊考試試題，歡迎大家分享。

計(jì)算機(jī)模塊考試試題

　　一、選擇題

　　1、完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括______。D

　　A. 運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器 B. 外部設(shè)備和主機(jī)

　　C. 主機(jī)和實(shí)用程序 D. 配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)

　　2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器系統(tǒng)是指______。D

　　A. RAM存儲(chǔ)器 B. ROM存儲(chǔ)器

　　C. 主存儲(chǔ)器 D. 主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器

　　3、馮·諾依曼機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是______。B

　　A. 多指令流單數(shù)據(jù)流 B. 按地址訪問并順序執(zhí)行指令

　　C. 堆棧操作 D. 存儲(chǔ)器按內(nèi)部選擇地址

　　4、下列說法中不正確的是______。D

　　A. 任何可以由軟件實(shí)現(xiàn)的操作也可以由硬件來實(shí)現(xiàn)

　　B. 固件就功能而言類似于軟件，而從形態(tài)來說又類似于硬件

　　C. 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，微程序級(jí)屬于硬件級(jí)，其他四級(jí)都是軟件級(jí)

　　D. 面向高級(jí)語言的機(jī)器是完全可以實(shí)現(xiàn)的

　　5、在下列數(shù)中最小的數(shù)為______。C

　　A. (101001)2 B. (52)8 C. (101001)BCD D. (233)16

　　6、在下列數(shù)中最大的數(shù)為______。B

　　A. (10010101)2 B. (227)8 C. (143)5 D. (96)16

　　7、在機(jī)器中，______的零的表示形式是唯一的。B

　　A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 原碼和反碼

　　9、針對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)，下列說法中正確的是______。B

　　A. –127的補(bǔ)碼為10000000 B. –127的反碼等于0的移碼B

　　C. +1的移碼等于–127的反碼 D. 0的補(bǔ)碼等于–1的反碼

　　9、一個(gè)8位二進(jìn)制整數(shù)采用補(bǔ)碼表示，且由3個(gè)“1”和5個(gè)“0”組成，則最小值為______。B

　　A. –127 B. –32 C. –125 D. –3

　　10、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用補(bǔ)碼運(yùn)算的目的是為了______。C

　　A. 與手工運(yùn)算方式保持一致 B. 提高運(yùn)算速度

　　C. 簡化計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì) D. 提高運(yùn)算的精度

　　11、若某數(shù)x的真值為–0.1010，在計(jì)算機(jī)中該數(shù)表示為1.0110，則該數(shù)所用的編碼方法是______碼。B

　　A. 原 B. 補(bǔ) C. 反 D. 移

　　12、長度相同但格式不同的2種浮點(diǎn)數(shù)，假定前者階段長、尾數(shù)短，后者階段短、尾數(shù)長，其他規(guī)定均相同,則它們可表示的數(shù)的范圍和精度為______。B

　　A. 兩者可表示的數(shù)的范圍和精度相同 B. 前者可表示的數(shù)的范圍大但精度低

　　C. 后者可表示的數(shù)的范圍大且精度高 D. 前者可表示的數(shù)的范圍大且精度高

　　13、某機(jī)字長32位，采用定點(diǎn)小數(shù)表示，符號(hào)位為1位，尾數(shù)為31位，則可表示的最大正小數(shù)為______，最小負(fù)小數(shù)為______。D

　　A. +(231–1) B. –(1–2-32)

　　C. +(1–2-31)≈+1 D. –(1–2-31)≈–1

　　14、運(yùn)算器雖有許多部件組成，但核心部分是______。B

　　A. 數(shù)據(jù)總線 B. 算數(shù)邏輯運(yùn)算單元

　　C. 多路開關(guān) D. 通用寄存器

　　15、在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過______來實(shí)現(xiàn)。D

　　A. 原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器 B. 補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器

　　C. 補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器 D. 補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器

　　16、在定點(diǎn)運(yùn)算器中，無論采用雙符號(hào)位還是單符號(hào)位，必須有______，它一般用______來實(shí)現(xiàn)。C

　　A. 譯碼電路，與非門 B. 編碼電路，或非門

　　C. 溢出判斷電路，異或門 D. 移位電路，與或非門

　　17、下列說法中正確的是______。D

　　A. 采用變形補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算可以避免溢出

　　B. 只有定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算才有可能溢出，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算不會(huì)產(chǎn)生溢出

　　C. 只有帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算才有可能產(chǎn)生溢出

　　D. 將兩個(gè)正數(shù)相加有可能產(chǎn)生溢出

　　18、在定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中產(chǎn)生溢出的原因是______。C

　　A. 運(yùn)算過程中最高位產(chǎn)生了進(jìn)位或借位

　　B. 參加運(yùn)算的操作數(shù)超過了機(jī)器的表示范圍

　　C. 運(yùn)算的結(jié)果的操作數(shù)超過了機(jī)器的表示范圍

　　D. 寄存器的位數(shù)太少，不得不舍棄最低有效位

　　19、下溢指的是______。A

　　A. 運(yùn)算結(jié)果的絕對(duì)值小于機(jī)器所能表示的最小絕對(duì)值

　　B. 運(yùn)算的結(jié)果小于機(jī)器所能表示的最小負(fù)數(shù)

　　C. 運(yùn)算的結(jié)果小于機(jī)器所能表示的最小正數(shù)

　　D. 運(yùn)算結(jié)果的最低有效位產(chǎn)生的錯(cuò)誤

　　20、存儲(chǔ)單元是指________。B

　　A. 存放一個(gè)二進(jìn)制信息位的存儲(chǔ)元 B. 存放一個(gè)機(jī)器字的所有存儲(chǔ)元集合

　　C. 存放一個(gè)字節(jié)的所有存儲(chǔ)元集合 D. 存放兩個(gè)字節(jié)的所有存儲(chǔ)元集合

　　21、和外存儲(chǔ)器相比，內(nèi)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是________。C

　　A. 容量大、速度快、成本低 B. 容量大、速度慢、成本高

　　C. 容量小、速度快、成本高 D. 容量小、速度快、成本低

　　22、某計(jì)算機(jī)字長16位，存儲(chǔ)器容量64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是________。B

　　A. 64K B. 32K C. 64KB D. 32KB

　　23、某DRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為512K×8位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為_______。C

　　A. 8，512 B. 512，8 C. 18，8 D. 19，8

　　24、某計(jì)算機(jī)字長32位，其存儲(chǔ)容量為4MB，若按字編址，它的尋址范圍是________。D

　　A. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB

　　25、主存儲(chǔ)器和CPU之間增加Cache的目的是________。A

　　A. 解決CPU和主存之間的速度匹配問題

　　B. 擴(kuò)大主存儲(chǔ)器的容量

　　C. 擴(kuò)大CPU中通用寄存器的數(shù)量

　　D. 既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大CPU通用寄存器數(shù)量

　　26、EPROM是指________。D

　　A. 只讀存儲(chǔ)器 B. 隨機(jī)存儲(chǔ)器

　　C. 可編程只讀存儲(chǔ)器 D. 可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器

　　27、寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在__________。B

　　A. 通用寄存器 B. 內(nèi)存單元 C. 程序計(jì)數(shù)器 D. 堆棧

　　28、擴(kuò)展操作碼是__________。D

　　A. 操作碼字段外輔助操作字段的代碼

　　B. 操作碼字段中用來進(jìn)行指令分類的代碼

　　C. 指令格式中的操作碼

　　D. 一種指令優(yōu)化技術(shù)，不同地址數(shù)指令可以具有不同的操作碼長度

　　29、指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是__________。B

　　A. 實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制

　　B. 縮短指令長度、擴(kuò)大尋址空間、提高編程靈活性

　　C. 可以直接訪問外存

　　D. 提供擴(kuò)展操作碼的可能并降低指令譯碼難度

　　30、單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)數(shù)常采用__________。C

　　A. 堆棧尋址模式 B. 立即尋址方式

　　C. 隱含尋址方式 D. 間接尋址方式

　　31、對(duì)某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為__________尋址。C

　　A. 直接 B. 間接 C. 寄存器 D. 寄存器間接

　　32、寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在__________。B

　　A. 通用寄存器 B. 主存單元 C. 程序計(jì)數(shù)器 D. 堆棧

　　33、變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于__________。C

　　A. 基值寄存器內(nèi)容加上形式地址(位移量) B. 堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址

　　C. 變址寄存器內(nèi)容加上形式地址 D. 程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容加上形式地址

　　34、程序控制類指令的功能是__________。D

　　A. 進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 B. 進(jìn)行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送

　　C. 進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 D. 改變程序執(zhí)行的順序

　　35、同步控制方式是__________。C

　　A. 只適用于CPU控制的方式 B. 只適用于外設(shè)控制的方式

　　C. 由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式 D. 所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式

　　36、異步控制方式常用于__________作為其主要控制方式。A

　　A. 在單總線結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)中訪問主存與外設(shè)時(shí) B. 微型機(jī)的CPU控制中

　　C. 組合邏輯控制的CPU中 D. 微程序控制器中

　　37、在一個(gè)微周期中__________。D

　　A. 只能執(zhí)行一個(gè)微操作

　　B. 能執(zhí)行多個(gè)微操作，但它們一定是并行操作的

　　C. 能順序執(zhí)行多個(gè)微操作

　　D. 只能執(zhí)行相斥性的操作

　　38、指令周期是指__________。C

　　A. CPU從主存取出一條指令的時(shí)間

　　B. CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間

　　C. CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間

　　D. 時(shí)鐘周期時(shí)間

　　39、在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是__________。B

　　A. 主存地址寄存器 B. 程序計(jì)數(shù)器

　　C. 指令寄存器 D. 狀態(tài)寄存器

　　40、中央處理器是指__________。C

　　A. 運(yùn)算器 B. 控制器

　　C. 運(yùn)算器和控制器 D. 運(yùn)算器、控制器和主存儲(chǔ)器

　　41、計(jì)算機(jī)操作的最小時(shí)間單位是__________。A

　　A. 時(shí)鐘周期 B. 指令周期 C. CPU周期 D. 外圍設(shè)備

　　42、微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是__________。B

　　A. 每一條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行

　　B. 每一條機(jī)器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行

　　C. 一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行；

　　D. 一條微指令由若干條機(jī)器指令組成

　　43、為了確定下一條微指令的地址，通常采用斷定方式，其基本思想是__________。C

　　A. 用程序計(jì)數(shù)器PC來產(chǎn)生后繼續(xù)微指令地址

　　B. 用微程序計(jì)數(shù)器μPC來產(chǎn)生后繼微指令地址

　　C. 通過微指令控制字段由設(shè)計(jì)者指定或者由設(shè)計(jì)者指定的判別字段控制產(chǎn)生后繼微指令地址

　　D. 通過指令中指令一個(gè)專門字段來控制產(chǎn)生后繼微指令地址

　　44、就微命令的編碼方式而言，若微操作命令的個(gè)數(shù)已確定，則__________。B

　　A. 直接表示法比編碼表示法的微指令字長短

　　B. 編碼表示法比直接表示法的微指令字長短

　　C. 編碼表示法與直接表示法的微指令字長相等

　　D. 編碼表示法與直接表示法的微指令字長大小關(guān)系不確定

　　45、下列說法中正確的是__________。B

　　A. 微程序控制方式和硬布線控制方式相比較，前者可以使指令的執(zhí)行速度更快

　　B. 若采用微程序控制方式，則可用μPC取代PC

　　C. 控制存儲(chǔ)器可以用掩模ROM、EPROM或閃速存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)

　　D. 指令周期也稱為CPU周期

　　46、系統(tǒng)總線中地址線的功用是。C

　　A. 用于選擇主存單元

　　B. 用于選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備

　　C. 用于指定主存單元和I/O設(shè)備接口電路的地址

　　D. 用于傳送主存物理地址和邏輯地址

　　47、數(shù)據(jù)總線的寬度由總線的定義。A

　　A. 物理特性 B. 功能特性 C. 電氣特性 D. 時(shí)間特性

　　48、在單機(jī)系統(tǒng)中，多總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)一般由組成。A

　　A. 系統(tǒng)總線、內(nèi)存總線和I/O總線 B. 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線

　　C. 內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和I/O總線 D. ISA總線、VESA總線和PCI總線

　　49、下列陳述中不正確的是。A

　　A. 總線結(jié)構(gòu)傳送方式可以提高數(shù)據(jù)的傳輸速度

　　B. 與獨(dú)立請(qǐng)求方式相比，鏈?zhǔn)讲樵兎绞綄?duì)電路的故障更敏感

　　C. PCI總線采用同步時(shí)序協(xié)議和集中式仲裁策略

　　D. 總線的帶寬即總線本身所能達(dá)到的最高傳輸速率

　　50、中斷發(fā)生時(shí)，由硬件更新程序計(jì)數(shù)器PC，而不是由軟件完成，主要是為了________。C

　　A. 能進(jìn)入中斷處理程序并正確返回源程序 B. 節(jié)省內(nèi)容

　　C. 提高處理機(jī)的速度 D. 使中斷處理程序易于編址，不易出錯(cuò)

　　51、在I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道、時(shí)鐘和軟件這4項(xiàng)中，可能成為中斷源的是________。D

　　A. I/O設(shè)備 B. I/O設(shè)備和數(shù)據(jù)通道

　　C. I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道和時(shí)鐘 D. I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道、時(shí)鐘和軟件

　　52、單級(jí)中斷與多級(jí)中斷的區(qū)別是________。A

　　A. 單級(jí)中斷只能實(shí)現(xiàn)單中斷，而多級(jí)中斷可以實(shí)現(xiàn)多重中斷

　　B. 單級(jí)中斷的硬件結(jié)構(gòu)是一維中斷，而多級(jí)中斷的硬件結(jié)構(gòu)是二維中斷

　　C. 單級(jí)中斷處理機(jī)只通過一根外部中斷請(qǐng)求線接到它的外部設(shè)備系統(tǒng)；而多級(jí)中斷，每一個(gè)I/O設(shè)備都有一根專用的外部中斷請(qǐng)求線

　　53、在單級(jí)中斷系統(tǒng)中，CPU一旦響應(yīng)中斷，則立即關(guān)閉________標(biāo)志，以防止本次中斷服務(wù)結(jié)束前同級(jí)的其他中斷源產(chǎn)生另一次中斷進(jìn)行干擾。A

　　A. 中斷允許 B. 中斷請(qǐng)求 C. 中斷屏蔽

　　54、為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用________。B

　　A. 通用寄存器 B. 堆棧 C. 儲(chǔ)存器 D. 外存

　　55、為實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備并行工作，必須引入的基礎(chǔ)硬件是________。A

　　A. 緩沖器 B. 通道 C. 時(shí)鐘 D. 相聯(lián)寄存器

　　56、中斷允許觸發(fā)器用來________。D

　　A. 表示外設(shè)是否提出了中斷請(qǐng)求 B. CPU是否響應(yīng)了中斷請(qǐng)求

　　C. CPU是否在進(jìn)行中斷處理 D. 開放或關(guān)閉可屏蔽硬中斷

　　57、采用DMA方式傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)就要占用一個(gè)________時(shí)間。C

　　A. 指令周期 B. 機(jī)器周期 C. 存儲(chǔ)周期 D. 總線周期

　　58、周期挪用方式常用于________方式的輸入/輸出中。A

　　A. DMA B. 中斷 C. 程序傳送 D. 通道

　　59、通道是重要的I/O方式，其中適合連接大量終端及打印機(jī)的通道是________。C

　　A. 數(shù)組多路通道 B. 選擇通道 C. 字節(jié)多路通道

　　60、磁表面存儲(chǔ)器不具備的特點(diǎn)是______。C

　　A. 存儲(chǔ)密度高 B. 可脫機(jī)保存 C. 速度快 D. 容量大

　　61、計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備是指______。D

　　A. 輸入/輸出設(shè)備 B. 外存設(shè)備

　　C. 遠(yuǎn)程通信設(shè)備 D. 除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備

　　62、在微型機(jī)系統(tǒng)中外部設(shè)備通過______與主板的系統(tǒng)總線相連接。B

　　A. 累加器 B. 設(shè)備控制器 C. 計(jì)數(shù)器 D. 寄存

　　二、簡答題

　　1、馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)是什么？

　　答：馮諾依曼原理的基本思想是：

　　采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成。

　　將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)從存儲(chǔ)器取出指令加以執(zhí)行，自動(dòng)完成計(jì)算任務(wù)。這就是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”（簡稱存儲(chǔ)程序控制）的概念。

　　指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實(shí)現(xiàn)。

　　計(jì)算機(jī)由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成，并規(guī)定了5部分的基本功能。

　　馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)也可以用“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”來高度概括。

　　2、計(jì)算機(jī)硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？

　　答：計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由有形的電子器件等構(gòu)成的，它包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入輸出設(shè)備及總線系統(tǒng)組成。而總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線，其結(jié)構(gòu)有單總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)及多總線結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器（Memory）是用來存放數(shù)據(jù)和程序的部件；運(yùn)算器是對(duì)信息進(jìn)行運(yùn)算處理的部件；控制器是整個(gè)計(jì)算機(jī)的控制核心。它的主要功能是讀取指令、翻譯指令代碼、并向計(jì)算機(jī)各部分發(fā)出控制信號(hào)，以便執(zhí)行指令；輸入設(shè)備能將數(shù)據(jù)和程序變換成計(jì)算機(jī)內(nèi)部所能識(shí)別和接受的信息方式，并順序地把它們送入存儲(chǔ)器中；輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以人們能接受的或其它機(jī)器能接受的形式送出。

　　3、什么是總線？以總線組成計(jì)算機(jī)有哪幾種組成結(jié)構(gòu)？

　　答：總線（Bus）就是計(jì)算機(jī)中用于傳送信息的公用通道，是為多個(gè)部件服務(wù)的一組信息傳送連接線。按照總線的連接方式，計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)可以分為單總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)等（詳細(xì)內(nèi)容見第7章）。

　　4、什么是硬件、軟件和固件？什么是軟件和硬件的邏輯等價(jià)？在什么意義上軟件和硬件是不等價(jià)的？

　　答：計(jì)算機(jī)硬件（Hardware）是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的所有實(shí)體部件的集合，通常這些部件由電路（電子元件）、機(jī)械等物理部件組成。計(jì)算機(jī)軟件（Software）是指能使計(jì)算機(jī)工作的程序和程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)，以及與這些程序和數(shù)據(jù)有關(guān)的文字說明和圖表資料，其中文字說明和圖表資料又稱為文檔。固件（Firmware）是一種介于傳統(tǒng)的軟件和硬件之間的實(shí)體，功能上類似軟件，但形態(tài)上又是硬件。微程序是計(jì)算機(jī)硬件和軟件相結(jié)合的重要形式。

　　軟件和硬件的邏輯等價(jià)含義：

　�。�1）任何一個(gè)由軟件所完成的操作也可以直接由硬件來實(shí)現(xiàn)

　�。�2）任何一條由硬件所執(zhí)行的指令也能用軟件來完成

　　在物理意義上軟件和硬件是不等價(jià)的。

　　5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按程序設(shè)計(jì)語言劃分為哪幾個(gè)層次？

　　答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件組成的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)，它通常由微程序級(jí)、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、匯編語言級(jí)、高級(jí)語言級(jí)組成，每一級(jí)上都能創(chuàng)造程序設(shè)計(jì)，且得到下級(jí)的支持。

　　6、解釋如下概念：ALU，CPU，主機(jī)和字長。

　　答：算術(shù)邏輯運(yùn)算部件（ALU：Arithmetic Logic Unit），是運(yùn)算器的核心組成，功能是完成算數(shù)和邏輯運(yùn)算�！爸醒胩幚韱卧保–PU：Central Processing Unit）包括運(yùn)算器和控制器，是計(jì)算機(jī)的信息處理的中心部件。存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和控制器在信息處理操作中起主要作用，是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，通常被稱為“主機(jī)”。字長決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度、指令字長度、存儲(chǔ)單元長度等，可以是8/16/32/64/128位（bit）等。

　　7、常用的計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)有哪些？

　　答：評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)性能是一個(gè)復(fù)雜的問題，早期只限于字長、運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量3大指標(biāo)。目前要考慮的因素有如下幾個(gè)方面。

　　(1) 主頻

　　主頻很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，它的單位是兆赫茲(MHz)。

　　(2) 字長

　　字長決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度、指令字長度、存儲(chǔ)單元長度等，可以是8/16/32/64/128位(bit)。

　　(3) 運(yùn)算速度

　　衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的早期方法是每秒執(zhí)行加法指令的次數(shù)，現(xiàn)在通常用等效速度。

　　(4) 存儲(chǔ)容量

　　以字為單位的計(jì)算機(jī)常以字?jǐn)?shù)乘字長來表明存儲(chǔ)容量。

　　(5) 可靠性

　　系統(tǒng)是否運(yùn)行穩(wěn)定非常重要，常用平均無故障時(shí)間(MTBF)衡量。

　　(6) 可維護(hù)性

　　系統(tǒng)可維護(hù)性是指系統(tǒng)出了故障能否盡快恢復(fù)，可用平均修復(fù)時(shí)間(MTRF)表示，它是指從故障發(fā)生到機(jī)器修復(fù)平均所需要的時(shí)間。

　　(7) 可用性

　　是指計(jì)算機(jī)的使用效率。

　　(8) 兼容性

　　兼容是廣泛的概念，是指設(shè)備或程序可以用于多種系統(tǒng)的性能。兼容使得機(jī)器的資源得以繼承和發(fā)展，有利于計(jì)算機(jī)的推廣和普及。

　　8、多媒體的含義是什么？

　　答：多媒體技術(shù)是指能夠同時(shí)獲取、處理、編輯、存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同信息類型媒體的技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息的形式可以是文字、聲音、圖形和圖象等。

　　9、簡單描述計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)，說明各層次的主要特點(diǎn)。

　　答：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)硬件與軟件組成的綜合體，可以把它看成是按功能劃分的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)。

　　第0級(jí)為硬件組成的實(shí)體。

　　第1級(jí)是微程序級(jí)。這級(jí)的機(jī)器語言是微指令集，程序員用微指令編寫的微程序一般是直接由硬件執(zhí)行的。

　　第2級(jí)是傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)。這級(jí)的機(jī)器語言是該機(jī)的指令集，程序員用機(jī)器指令編寫的程序可以由微程序進(jìn)行解釋。

　　第3級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)。從操作系統(tǒng)的基本功能來看，一方面它要直接管理傳統(tǒng)機(jī)器中的軟硬件資源，另一方面它又是傳統(tǒng)機(jī)器的延伸。

　　第4級(jí)是匯編語言級(jí)。這級(jí)的機(jī)器語言是匯編語言，完成匯編語言翻譯的程序叫做匯編程序。

　　第5級(jí)是高級(jí)語言級(jí)。這級(jí)的機(jī)器語言就是各種高級(jí)語言，通常用編譯程序來完成高級(jí)語言翻譯工作。

　　第6級(jí)是應(yīng)用語言級(jí)。這一級(jí)是為了使計(jì)算機(jī)滿足某種用途而專門設(shè)計(jì)的，因此這一級(jí)語言就是各種面向問題的應(yīng)用語言。

　　10、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有：機(jī)器字長、數(shù)據(jù)通路寬度、主存儲(chǔ)器容量和運(yùn)算速度等。

　　機(jī)器字長是指參與運(yùn)算的數(shù)的基本位數(shù)，它是由加法器、寄存器的位數(shù)決定的。

　　數(shù)據(jù)通路寬度是指數(shù)據(jù)總線一次所能并行傳送信息的位數(shù)。

　　主存儲(chǔ)器容量是指主存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的全部信息。

　　運(yùn)算速度與機(jī)器的主頻、執(zhí)行什么樣的操作、主存儲(chǔ)器本身的速度等許多因素有關(guān)。

　　11、試計(jì)算采用32×32點(diǎn)陣字形的一個(gè)漢字字形占多少字節(jié)？存儲(chǔ)6763個(gè)16×16點(diǎn)陣以及24×24點(diǎn)陣字形的漢字庫各需要多少存儲(chǔ)容量？

　　答：128B 216416B 486936B

　　12、海明校驗(yàn)碼的編碼規(guī)則有哪些？

　　答：若海明碼的最高位號(hào)為m，最低位號(hào)為1，即ＨmＨm-1…Ｈ2Ｈ1，則海明碼的編碼規(guī)則是：

　�。�1）校驗(yàn)位與數(shù)據(jù)位之和為m，每個(gè)校驗(yàn)位Pi在海明碼中被分在位號(hào)2i-1的位置上，其余各位為數(shù)據(jù)位，并按從低向高逐位依次排列的關(guān)系分配各數(shù)據(jù)位。

　�。�2）海明碼的每一位位碼Hi（包括數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位）由多個(gè)校驗(yàn)位校驗(yàn)，其關(guān)系是被校驗(yàn)的每一位位號(hào)要等于校驗(yàn)它的各校驗(yàn)位的位號(hào)之和。

　　13、簡述CRC碼的糾錯(cuò)原理。

　　答：CRC碼是一種糾錯(cuò)能力較強(qiáng)的編碼。在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，將CRC碼多項(xiàng)式與生成多項(xiàng)式G(X)相除，若余數(shù)為0，則表明數(shù)據(jù)正確；當(dāng)余數(shù)不為0時(shí)，說明數(shù)據(jù)有錯(cuò)。只要選擇適當(dāng)?shù)纳啥囗?xiàng)式G(X)，余數(shù)與CRC碼出錯(cuò)位位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系是一定的，由此可以用余數(shù)作為依據(jù)判斷出錯(cuò)位置從而糾正錯(cuò)碼。

　　14、運(yùn)算器由哪幾部分組成？

　　答：運(yùn)算器的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：

　　(1) 能實(shí)現(xiàn)算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能的部件ALU；

　　(2) 存放待加工的信息或加工后的結(jié)果信息的通用寄存器組；

　　(3) 按操作要求控制數(shù)據(jù)輸入的部件：多路開關(guān)或數(shù)據(jù)鎖存器；

　　(4) 按操作要求控制數(shù)據(jù)輸出的部件：輸出移位和多路開關(guān)；

　　(5) 計(jì)算器與其它部件進(jìn)行信息傳送的總線以及總線接收器與發(fā)送器；總線接收器與發(fā)送器通常是由三態(tài)門構(gòu)成的。

　　15、主存儲(chǔ)器有哪些性能指標(biāo)？它們的含義是什么？

　　答：存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)是對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行設(shè)計(jì)、使用和提高時(shí)的主要依據(jù)，存儲(chǔ)器性能指標(biāo)也稱為存儲(chǔ)器參數(shù)。

　　（1）存儲(chǔ)容量是指一個(gè)功能完備的存儲(chǔ)器所能容納的二進(jìn)制信息總量，即可存儲(chǔ)多少位二進(jìn)制信息代碼。

　　（2）存儲(chǔ)器速度：存儲(chǔ)器取數(shù)時(shí)間和存儲(chǔ)器存取周期

　�。�3）數(shù)據(jù)傳輸率：單位時(shí)間可寫入存儲(chǔ)器或從存儲(chǔ)器取出信息的最大數(shù)量，稱為數(shù)據(jù)傳輸率或稱為存儲(chǔ)器傳輸帶寬bM

　�。�4）可靠性存儲(chǔ)器的可靠性是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)器無故障的情況，一般用平均無故障時(shí)間MTBF來衡量。

　�。�5）價(jià)格：又稱成本，它是衡量主存儲(chǔ)器經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)。

　　16、主存的基本組成有哪些部分？各部分主要的功能是什么？

　　答：主存儲(chǔ)器的基本組成：

　�。�1）貯存信息的存儲(chǔ)體。一般是一個(gè)全體基本存儲(chǔ)單元按照一定規(guī)則排列起來的存儲(chǔ)陣列。存儲(chǔ)體是存儲(chǔ)器的核心。

　�。�2）信息的尋址機(jī)構(gòu)，即讀出和寫入信息的地址選擇機(jī)構(gòu)。這包括：地址寄存器（MAR）和地址譯碼器。地址譯碼器完成地址譯碼，地址寄存器具有地址緩沖功能。

　�。�3）存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR。在數(shù)據(jù)傳送中可以起數(shù)據(jù)緩沖作用。

　�。�4）寫入信息所需的能源，即寫入線路、寫驅(qū)動(dòng)器等。

　　（5）讀出所需的能源和讀出放大器，即讀出線路、讀驅(qū)動(dòng)器和讀出放大器。

　�。�6）存儲(chǔ)器控制部件。包括主存時(shí)序線路、時(shí)鐘脈沖線路、讀邏輯控制線路，寫或重寫邏輯控制線路以及動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的定時(shí)刷新線路等，這些線路總稱為存儲(chǔ)器控制部件。

　　17、靜態(tài)MOS存儲(chǔ)元、動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)元各有什么特點(diǎn)？

　　答：在MOS半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，根據(jù)存儲(chǔ)信息機(jī)構(gòu)的原理不同，又分為靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器（DRAM），前者利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息，只要不斷電，信息不會(huì)丟失，后者利用MOS電容存儲(chǔ)電荷來保存信息，使用時(shí)需不斷給電容充電才能使信息保持。

　　18、什么是刷新？為什么要刷新？有哪幾種常用的刷新方式？

　　答：對(duì)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器要每隔一定時(shí)間（通常是2ms）給全部基本存儲(chǔ)元的存儲(chǔ)電容補(bǔ)充一次電荷，稱為RAM的刷新，2ms是刷新間隔時(shí)間。由于存放信息的電荷會(huì)有泄漏，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的電荷不能象靜態(tài)存儲(chǔ)器電路那樣，由電源經(jīng)負(fù)載管源源不斷地補(bǔ)充，時(shí)間一長，就會(huì)丟失信息，所以必須刷新。常用的刷新方式有兩種：集中式刷新、分布式刷新。

　　19、簡要說明提高存儲(chǔ)器速度有哪些措施？

　　答：高速緩沖存儲(chǔ)器、多體交叉存儲(chǔ)器。

　　20、 Cache有哪些特點(diǎn)？

　　答：Cache具有如下特點(diǎn)：

　　(1) 位于CPU與主存之間，是存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)中級(jí)別最高的一級(jí)。

　　(2) 容量比主存小，目前一般有數(shù)KB到數(shù)MB。

　　(3) 速度一般比主存快5~10倍，通常由存儲(chǔ)速度高的雙極型三極管或SRAM組成。

　　(4) 其容量是主存的部分副本。

　　(5) 可用來存放指令，也可用來存放數(shù)據(jù)。

　　(6) 快存的功能全部由硬件實(shí)現(xiàn)，并對(duì)程序員透明。

　　21、如何區(qū)別存儲(chǔ)器和寄存器？兩者是一回事的說法對(duì)嗎？

　　答：存儲(chǔ)器和寄存器不是一回事。存儲(chǔ)器在CPU的外邊，專門用來存放程序和數(shù)據(jù)，訪問存儲(chǔ)器的速度較慢。寄存器屬于CPU的一部分，訪問寄存器的速度很快。

　　22、存儲(chǔ)器的主要功能是什么？為什么要把存儲(chǔ)系統(tǒng)分成若干個(gè)不同層次？主要有哪些層次？

　　答：存儲(chǔ)器的主要功能是用來保存程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)是由幾個(gè)容量、速度和價(jià)格各不相同的存儲(chǔ)器用硬件、軟件以及硬件與軟件相結(jié)合的方法連接起來的系統(tǒng)。把存儲(chǔ)系統(tǒng)分成若干個(gè)不同層次的目的是為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾。由高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器構(gòu)成的三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)層次，其中高速緩沖和主存間稱為Cache－主存存儲(chǔ)層次（Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)）；主存和輔存間稱為主存－輔存存儲(chǔ)層次（虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)）。

　　23、說明存儲(chǔ)周期和存取時(shí)間的區(qū)別。

　　答：存取周期是指主存進(jìn)行一次完整的讀寫操作所需的全部時(shí)間，即連續(xù)兩次訪問存儲(chǔ)器操作之間所需要的最短時(shí)間。存取時(shí)間是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間。存取周期一定大于存取時(shí)間。

　　24、指令格式設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則有哪些？

　　答：一臺(tái)計(jì)算機(jī)選擇怎樣的指令格式，涉及多方面因素。一般要求指令的字長要短一些，以得到時(shí)間和空間上的優(yōu)勢(shì)。但指令也必須有足夠的長度以利于增加信息量。再者，指令字長一般應(yīng)是機(jī)器字符長度的整數(shù)倍以便存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理。另外，指令格式的設(shè)計(jì)還與如何選定指令中操作數(shù)地址的位數(shù)有關(guān)。

　　25、指令是靈活多變的，體現(xiàn)在哪些方面？

　　答：指令是靈活多變的，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：指令格式多樣；尋址方式豐富；指令類型多種；操作碼位數(shù)可隨地址碼個(gè)數(shù)變化而變化（擴(kuò)展操作碼方式）；指令長度可變等。

　　26、試比較基址尋址和變址尋址的異同點(diǎn)。

　　答：基址尋址方式和變址尋址方式，在形式上是類似的。但用戶可使用變址尋址方式編寫程序，而基址尋址方式中對(duì)于基址寄存器，用戶程序無權(quán)操作和修改，由系統(tǒng)軟件管理控制程序使用特權(quán)指令來管理的。再者基址尋址方式主要用以解決程序在存儲(chǔ)器中的定位和擴(kuò)大尋址空間等問題。

　　27、堆棧是什么？它有什么特點(diǎn)？功能有哪些？

　　答：（1）堆棧的概念

　　· 是若干個(gè)存儲(chǔ)單元(或寄存器)的有序集合，它順序地存放一組元素。

　　· 數(shù)據(jù)的存取都只能在棧頂單元內(nèi)進(jìn)行，即數(shù)據(jù)的進(jìn)棧與出棧都只能經(jīng)過棧頂單元這個(gè)“出入口”。

　　· 堆棧中的數(shù)據(jù)采用“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”的存取工作方式。

　�。�2）堆棧結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中的作用

　　· 具有堆棧結(jié)構(gòu)的機(jī)器使用零地址指令，這不僅合指令長度短，指令結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)器硬件簡化。

　　· 實(shí)現(xiàn)程序調(diào)用，子程序嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用。

　　· 對(duì)于“中斷”技術(shù)，堆棧更是不可缺少的，保存“斷點(diǎn)”和“現(xiàn)場”。

　　（3）堆棧的操作

　　設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)棧方向?yàn)閺母叩刂废虻偷刂钒l(fā)展，當(dāng)向堆棧壓入數(shù)據(jù)時(shí)，SP的內(nèi)容先自動(dòng)遞減而指向一個(gè)新的空棧頂單元，再把數(shù)據(jù)寫入此棧頂單元；當(dāng)數(shù)據(jù)彈出堆棧時(shí)，立即讀出SP所指向的棧頂單元內(nèi)容，再把SP內(nèi)容自動(dòng)遞增而指向新的棧頂位置。即

　　PUSH X； (SP)-1SP

　　(X)(SP)

　　POP X； ((SP))X

　　(SP)+1SP

　　28、指令長度和機(jī)器字長有什么關(guān)系？半字長指令、單字長指令、雙字長指令分別表示什么？

　　答：指令長度與機(jī)器字長沒有固定關(guān)系，指令長度可以等于機(jī)器字長，也可以大于或小于機(jī)器字長。通常，把指令長度等于機(jī)器字長的指令稱為單字長指令；指令長度等于半個(gè)機(jī)器字長的指令稱為半字長指令；指令長度等于兩個(gè)機(jī)器字長的指令稱為雙字長指令。

　　29、計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制工作的基本原理是怎樣的？

　　答：程序控制原理：

　�。�1）編程；

　�。�2）送MM（通過輸入設(shè)備）；

　　（3）機(jī)器工作時(shí)，是按一定的序列逐條取出指令，分析指令，執(zhí)行指令，并自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一條指令執(zhí)行，直到程序規(guī)定的任務(wù)完成；

　�。�4）程序控制由控制器承擔(dān)，程序存儲(chǔ)由存儲(chǔ)器完成。

　　30、控制器的基本功能是什么？基本組成部件包括哪些？

　　答：控制器的基本功能就是負(fù)責(zé)指令的讀出，進(jìn)行識(shí)別和解釋，并指揮協(xié)調(diào)各功能部件執(zhí)行指令�？刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)包括：指令部件、時(shí)序部件、微操作控制線路、中斷控制邏輯。

　　31、微程序控制的基本思想是什么？

　　答：微程序控制技術(shù)在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中得到廣泛的采用，其實(shí)質(zhì)是用程序設(shè)計(jì)的思想方法來組織操作控制邏輯。

　　32、說明機(jī)器指令和微指令的關(guān)系。

　　答：抽象級(jí)別不同。機(jī)器指令是由一組二進(jìn)制代碼組成的。微指令是具有微地址的控制字。一系列微指令的有序集合構(gòu)成微程序。在微程序控制邏輯法中，機(jī)器指令由微程序?qū)崿F(xiàn)。格式不同。機(jī)器指令包括操作碼和操作數(shù)地址碼字段，微指令根據(jù)編譯法的不同有多種情況，一般包括微操作信息和下地址字段。

　　33、控制器有哪幾種控制方式？各自有什么特點(diǎn)？

　　答：控制器的控制方式可以分為3種：同步控制方式、異步控制方式和聯(lián)合控制方式。

　　同步控制控制方式的各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，在每個(gè)機(jī)器周期中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖。這種控制方式設(shè)計(jì)簡單，容易實(shí)現(xiàn)；但是對(duì)于許多簡單指令來說會(huì)有較多的空閑時(shí)間，造成較大數(shù)量的時(shí)間浪費(fèi)，從而影響了指令的執(zhí)行速度。

　　異步控制方式的各項(xiàng)操作不采用統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，而根據(jù)指令或部件的具體情況決定，需要多少時(shí)間，就占用多少時(shí)間。異步控制方式?jīng)]有時(shí)間上的浪費(fèi)，因而提高了機(jī)器的效率，但是控制比較復(fù)雜。

　　聯(lián)合控制方式是同步控制和異步控制相結(jié)合

　　34、指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，如何識(shí)別從主存儲(chǔ)器中取出的是指令還是數(shù)據(jù)？

　　答：指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，它們都以二進(jìn)制代碼形式出現(xiàn)，區(qū)分的方法為：

　�。�1）取指令或數(shù)據(jù)時(shí)所處的機(jī)器周期不同：取指周期取出的是指令；分析、取數(shù)或執(zhí)行周期取出的是數(shù)據(jù)。

　�。�2）取指令或數(shù)據(jù)時(shí)地址的來源不同：指令地址來源于程序計(jì)算器；數(shù)據(jù)地址來源于地址形成部件。

　　35、什么是微指令和微操作？微程序和機(jī)器指令有何關(guān)系？微程序和程序之間有何關(guān)系？

　　答：微指令是控制計(jì)算機(jī)各部件完成某個(gè)基本微操作的命令。微操作是指計(jì)算機(jī)中最基本的、不可再分解的操作。微指令和微操作是一一對(duì)應(yīng)的，微指令是微操作的控制信號(hào)，微操作是微指令的操作過程。微指令是若干個(gè)微命令的集合。微程序是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，每一條機(jī)器指令都對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。

　　微程序和程序是兩個(gè)不同的概念。微程序是由微指令組成的，用于描述機(jī)器指令，實(shí)際上是機(jī)器指令的實(shí)時(shí)解釋器，微程序是由計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者事先編制好并存放在控制存儲(chǔ)器中的，一般不提供給用戶；程序是由機(jī)器指令組成的，由程序員事先編制好并存放在主存放器中。

　　36、比較水平微指令和垂直微指令的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　答：（1）水平型微指令并行操作能力強(qiáng)、效率高并且靈活性強(qiáng)，而垂直型微指令則較差。（2）水平型微指令執(zhí)行一條指令的時(shí)間短，垂直型微指令執(zhí)行時(shí)間長。3）由水平型微指令解釋指令的微程序，因而具有微指令字比較長，但微程序短的特點(diǎn)，而垂直型微指令則正好相反。

　　（4）水平型微指令用戶難以掌握，而垂直型微指令與指令相似，相對(duì)來說比較容易。

　　37、比較單總線、雙總線和多總線結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)。

　　答：在單總線結(jié)構(gòu)中，要求連接到總線上的邏輯部件必須高速運(yùn)行，以便在某些設(shè)備需要使用總線時(shí)，能迅速獲得總線控制權(quán)；而當(dāng)不再使用總線時(shí)，能迅速放棄總線控制權(quán)。否則，由于一條總線由多種功能部件共用，可能導(dǎo)致很大的時(shí)間延遲。

　　在雙總線結(jié)構(gòu)中，存在2種總線：存儲(chǔ)總線，用于CPU與主存儲(chǔ)器的信息交換；I/O總線，用于外設(shè)與主機(jī)的信息交換。

　　在雙總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，為了使高速外設(shè)(如磁盤機(jī))能高速度地與主存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在高速外設(shè)與主存儲(chǔ)器之間可以增設(shè)直接存儲(chǔ)器訪問(DMA：Direct Memory Access)方式的高速I/O總線(DMA總線)，從而形成多總線結(jié)構(gòu)

　　38、什么叫總線周期、時(shí)鐘周期、指令周期？它們之間一般有什么關(guān)系？

　　答：時(shí)鐘周期是系統(tǒng)工作的最小時(shí)間單位，它由計(jì)算機(jī)主頻決定；總線周期指總線上兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行一次信息傳輸所需要的時(shí)間（如CPU對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行一次讀/寫操作所需的時(shí)間）；指令周期指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。

　　三者之間的關(guān)系是：時(shí)鐘周期是基本動(dòng)作單位；一個(gè)總線周期通常由n個(gè)時(shí)鐘周期組成；而一個(gè)指令周期中可能包含有一個(gè)或幾個(gè)總線周期，也可能一個(gè)總線周期都沒有，這取決于該指令的功能。

　　39、說明總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。

　　答：主要影響有以下三方面：

　　（1）最大存儲(chǔ)容量

　　單總線系統(tǒng)中，最大內(nèi)存容量必須小于由計(jì)算機(jī)字長所決定的可能地址總線。

　　雙總線系統(tǒng)中，存儲(chǔ)容量不會(huì)受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響

　　（2）指令系統(tǒng)

　　雙總線系統(tǒng)，必須有專門的I/O指令系統(tǒng)

　　單總線系統(tǒng)，訪問內(nèi)存和I/O使用相同指令

　�。�3）吞吐量

　　總線數(shù)量越多，吞吐能力越大

　　40、接口電路在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的作用是什么？

　　答：外設(shè)接口（或叫作I/O接口）是主機(jī)和外設(shè)（控制器）之間的實(shí)體部件，是實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)之間信息交換所必不可少的硬件支持。

　　41、接口電路應(yīng)具備哪些基本功能？

　　答：接口電路應(yīng)具有的基本的功能：（1）數(shù)據(jù)的暫存與緩沖；（2）保存設(shè)備的工作狀態(tài)；（3）信息交換方式的控制；（4）通信聯(lián)絡(luò)控制；（5）外設(shè)的識(shí)別；（6）數(shù)據(jù)格式的變換控制。

　　42、外部設(shè)備在系統(tǒng)中如何編址，如何與主機(jī)連接？

　　答：通常根據(jù)與存儲(chǔ)器地址的關(guān)系，有兩種編址方式。

　�。�1）統(tǒng)一編址：指外設(shè)接口中的I/O寄存器和主存單元一樣看待，將它們和主存單元組合在一起編排地址；或者說，將主存的一部分地址空間用作I/O地址空間。這樣就可以用訪問主存的指令去訪問外設(shè)的某個(gè)寄存器，因而也就不需要專門的I/O指令，可以簡化CPU的設(shè)計(jì)。

　　（2）單獨(dú)編址：為了更清楚地區(qū)別I/O操作和存儲(chǔ)器操作，I/O地址通常與存儲(chǔ)地址分開獨(dú)立編址。這樣，在系統(tǒng)中就存在了另一種與存儲(chǔ)地址無關(guān)的I/O地址，CPU也必須具有專用于輸入輸出操作的I/O指令和控制邏輯。

　　43、什么是I/O組織方式？有哪幾種I/O組織方式？各自的特點(diǎn)是什么？

　　答：I/O組織是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外部設(shè)備之間的信息交換方式。計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間的信息交換方式有5種：程序查詢式、中斷式、DMA式、通道式、外圍處理機(jī)方式。

　　從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)看，前兩種方式是以CPU為中心的控制，都需要CPU執(zhí)行程序來進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)傳送，而DMA式和通道式這兩種方式是以主存貯器為中心的控制，數(shù)據(jù)可以在主存和外設(shè)之間直接傳送。對(duì)于最后一種方式，則是用微型或小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入和輸出控制。程序查詢和程序中斷方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較低的外設(shè)，而DMA、通道和外圍處理機(jī)使用于數(shù)據(jù)傳輸率比較高的外設(shè)。程序查詢式控制簡單，但系統(tǒng)效率很低；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外設(shè)的并行性；DMA式通過硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送，速度快，但只能控制同一類外設(shè)；通道式采用執(zhí)行通道程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同類型設(shè)備的控制和管理，并行性進(jìn)一步提高；外圍處理機(jī)方式具有更大的靈活性和并行性。

　　44、查詢方式和中斷方式的主要異同點(diǎn)是什么？

　　答：兩種方式都是以CPU為中心的控制方式，都需要CPU執(zhí)行程序來進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)傳送。程序查詢式控制簡單，但系統(tǒng)效率很低，無法實(shí)現(xiàn)并行操作；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外設(shè)的并行性。

　　45、什么是中斷？中斷技術(shù)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來了什么作用？

　　答：中斷是指這樣一個(gè)過程：當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些異常情況或特殊請(qǐng)求，CPU暫停它正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件；CPU處理完畢后，自動(dòng)返回到原來被中斷了的程序繼續(xù)運(yùn)行。中斷的作用：（1）主機(jī)與外部設(shè)備并行工作；（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理；（3）硬件故障處理；（4）實(shí)現(xiàn)多道程序和分時(shí)操作。

　　46、中斷系統(tǒng)為什么要進(jìn)行中斷判優(yōu)？何時(shí)進(jìn)行中斷判優(yōu)？如何進(jìn)行判優(yōu)？

　　答：（1）中斷優(yōu)先級(jí)有兩個(gè)方面的含義：（A）一是中斷請(qǐng)求與CPU現(xiàn)行程序優(yōu)先級(jí)的問題；（B）另一含義是各中斷源之間，誰更迫切的問題。（2）方法：（A）軟件；（B）硬件：為了得到較高的效率，一般采用硬件判優(yōu)方法。判優(yōu)邏輯隨著判優(yōu)方案的不同可有不同的結(jié)構(gòu)，其組成部分既可能在設(shè)備接口之中，也可能在CPU內(nèi)部，也可能這兩部分都有。其作用是決定CPU的響應(yīng)并且找出最高優(yōu)先請(qǐng)求者，如果確定接收這個(gè)請(qǐng)求的話，就由CPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)INTA。（C）軟硬件結(jié)合。中斷判優(yōu)發(fā)生在中斷過程的第二步，中斷請(qǐng)求之后，中斷響應(yīng)之前。

　　47、外部設(shè)備有哪些主要功能？可以分為哪些大類？各類中有哪些典型設(shè)備？

　　答：外部設(shè)備的主要功能有數(shù)據(jù)的輸入、輸出、成批存儲(chǔ)以及對(duì)信息的加工處理等。外部設(shè)備可以分為五大類：輸入輸出設(shè)備、輔助存儲(chǔ)器、終端設(shè)備、過程控制設(shè)備和脫機(jī)設(shè)備。其典型設(shè)備有鍵盤、打印機(jī)、磁盤、智能終端、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和鍵盤－軟盤數(shù)據(jù)站等。

　　48、磁表面存儲(chǔ)器的特點(diǎn)有哪些？

　　答：磁表面存儲(chǔ)器有如下顯著的特點(diǎn)：

　�。�1）存儲(chǔ)密度高，記錄容量大，每位價(jià)格低；

　�。�2）記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用；

　　（3）記錄信息可長時(shí)間保存而不致丟失；

　�。�4）非破壞性讀出，讀出時(shí)不需再生信息；

　�。�5）存取速度較低，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)工作環(huán)境要求較嚴(yán)。

　　三、分析與計(jì)算題

　　1、設(shè)機(jī)器字長32位，定點(diǎn)表示，尾數(shù)31位，數(shù)符1位，問：

　　(1) 定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最大負(fù)數(shù)是多少？

　　(2) 定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí)，最大正數(shù)是多少？最大負(fù)數(shù)是多少？

　　答：（1）定點(diǎn)原碼整數(shù)表示：

　　最大正數(shù)：

　　數(shù)值 = （231 – 1）10

　　最大負(fù)數(shù)：

　　數(shù)值 = -（231 – 1）10

　　（2）定點(diǎn)原碼小數(shù)表示：

　　最大正數(shù) = （1 – 2-31 ）10

　　最大負(fù)數(shù) = -（1 – 2-31 ）10

　　2、現(xiàn)有1024×1的存儲(chǔ)芯片，若用它組成容量為16K×8的存儲(chǔ)器。試求：

　　(1) 實(shí)現(xiàn)該存儲(chǔ)器所需的芯片數(shù)量？

　　(2) 若將這些芯片分裝在若干個(gè)塊板上，每塊板的容量為4K×8，該存儲(chǔ)器所需的地址線總位數(shù)是多少？其中幾位用于選板？幾位用于選片？幾位用作片內(nèi)地址？

　　答：（1）需1024×1的芯片128片。

　�。�2）該存儲(chǔ)器所需的地址線總位數(shù)是14位，其中2位用于選板，2位用于選片，10位用作片內(nèi)地址。

　　3、設(shè)存儲(chǔ)器容量為32位，字長64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織。若存儲(chǔ)周期T = 200ns，數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳送周期為50ns，則順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器帶寬各是多少?

　　答：順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出m=8個(gè)字的信息總量都是：

　　q = 64位× 8 =512位

　　順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出8個(gè)字所需的時(shí)間分別是：

　　t2 = mT = 8 × 200ns =1600ns =16 × 10 -7 （S）

　　t1 = T + （m–1）t =200ns + 7×50ns = 550ns = 5.5 × 10-7 （S）

　　順序存儲(chǔ)器帶寬 W2 = q/t2 = 512 / （16×10-7） = 32 × 107（位/S）

　　交叉存儲(chǔ)器帶寬 W1 = q/t1 = 512/ （5.5×10-7） = 73 × 107（位/S）

　　4、 CPU的地址總線16根(A15~A0，A0是低位)，雙向數(shù)據(jù)總線16根(D15~D0)，控制總線中與主存有關(guān)的信號(hào)有!MREQ(允許訪存，低電平有效)，R/!W(高電平讀命令，低電平寫命令)。主存地址空間分配如下：0~8191為系統(tǒng)程序區(qū)，由EPROM芯片組成，從8192起一共32K地址空間為用戶程序區(qū)，最后(最大地址)4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。如圖1所示。上述地址為十進(jìn)制，按字編址。現(xiàn)有如下芯片。

　　EPROM： 8K×16位(控制端僅有!CS)，16位×8位

　　SRAM： 16K×1位，2K×8位，4K×16位，8K×16位

　　請(qǐng)從上述芯片中選擇芯片設(shè)計(jì)該計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，畫出主存邏輯框圖。

　　圖1 地址分配情況

　　答：主存地址分布及芯片連接圖如圖2所示。根據(jù)給定條件，選用EPROM 8K×16位芯片1片，SRAM 8K×16位芯片4片，4K×16位芯片1片，3:8譯碼器1片，與非門及反向器。

　　A12-A0進(jìn)行片內(nèi)譯碼

　　A15-A13進(jìn)行片外譯碼（8組）

　　圖2 主存地址分布及芯片連接圖

　　5、某計(jì)算機(jī)指令字長16位，地址碼是6位，指令有無地址、一地址和二地址3種格式，設(shè)有N條二地址指令，無地址指令M條，試問1地址指令最多有多少條？

　　解：設(shè)1地址指令有X條

　�。ǎ�24-N）*26-X）*26=M

　　得：X=（24-N）*26-M*2-6

　　6、假設(shè)某計(jì)算機(jī)指令長度為20位，具有雙操作數(shù)、單操作數(shù)和無操作數(shù)3類指令格式，每個(gè)操作數(shù)地址規(guī)定用6位表示。問：若操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出m條雙操作數(shù)指令，n條無操作數(shù)指令，在此情況下，這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可以設(shè)計(jì)出多少條單操作數(shù)指令？

　　答：由于設(shè)定全部指令采用8位固定的OP字段，故這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多的指令條數(shù)為28=256

　　條。因此最多還可以設(shè)計(jì)出（256-m-n）條單操作數(shù)指令。

　　7、有4級(jí)流水線分別完成取指、指令譯碼并取數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果4步操作，假設(shè)完成各步操作的時(shí)間依次為100ns、80ns、50ns。

　　(1) 流水線的操作周期應(yīng)設(shè)計(jì)為多少？

　　(2) 若相鄰2條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)，而且在硬件上不采取措施，那么第2條指令要推遲多少時(shí)間進(jìn)行？

　　(3) 如果在硬件設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)，至少需推遲多少時(shí)間？

　　解：

　　（1）流水線的操作時(shí)鐘周期 t按四步操作中最長時(shí)間來考慮,所以t=100ns。

　�。�2）兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)相關(guān)沖突情況：

　　ADD R1，R2，R3； R2+R3->R1

　　SUB R4，R1，R5； R1-R5->R4

　　兩條指令在流水線中執(zhí)行情況如表6-4所示:

　　表6-4 指令在流水線上的執(zhí)行情況

時(shí)鐘指令	1	2	3	4	5	6	7
ADD	I	D	E	W
SUB		I	D	E	W

　　ADD指令在時(shí)鐘4時(shí)將結(jié)果寫入寄存器堆（R1），但SUB指令在時(shí)鐘3時(shí)讀寄存器堆（R1）。本來ADD指令應(yīng)先寫入R1，SUB指令后讀R1，結(jié)果變成SUB指令先讀R1，ADD指令后寫R1，因而了發(fā)生兩條指令間數(shù)據(jù)相關(guān)。如果硬件上不采取措施，第2條指令SUB應(yīng)至少推遲2個(gè)操作時(shí)鐘周期（2×100ns）。

　　（3）如果硬件上加以改進(jìn)（采取旁路技術(shù)），可推遲1個(gè)操作時(shí)鐘周期（100ns）。

　　8、指令流水線右取指(IF) 、譯碼(ID)、執(zhí)行 (EX) 、訪存(MEM)、寫回寄存器堆(WB)五個(gè)過程段，共有20條指令連續(xù)輸入此流水線。

　�。�1）畫出流水處理的時(shí)空?qǐng)D，假設(shè)時(shí)鐘周期為100ns。

　　（2）求流水線的實(shí)際吞吐率（單位時(shí)間里執(zhí)行完畢的指令數(shù)）。

　　解：（1）

　　（2）

　　9、某系統(tǒng)總線的一個(gè)存取周期最快為3個(gè)總線時(shí)鐘周期，在一個(gè)總線周期中可以存取32位數(shù)據(jù)。若總線的時(shí)鐘頻率為8.33MHz，則總線的帶寬為多少M(fèi)B/s？

　　解：總線的帶寬=數(shù)據(jù)寬度×總線周期的最高頻率

　　=（32/8）Byte×（8.33/3）M/s

　　= 11.1 MB/s

　　10、某磁盤組有6片磁盤，每片可有2個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑為22cm，外徑為33cm，道密度40道/cm，位密度400b/cm，轉(zhuǎn)速2400 r/min。試問：

　　(1) 共有多少個(gè)存儲(chǔ)面可用？

　　(2) 共有多少個(gè)圓柱面？

　　(3) 整個(gè)磁盤組的總存儲(chǔ)總量有多少？

　　(4) 數(shù)據(jù)傳送率是多少？

　　(5) 如果某文件長度超過一個(gè)磁盤的容量，應(yīng)將它記錄在同一存儲(chǔ)面上還是記錄在同一圓柱面上？為什么？

　　(6) 如果采用定長信息塊記錄格式，直接尋址的最小單位是什么？尋址命令中如何表示磁盤地址？

　　答：（1）6×2＝12（面），共有12個(gè)存儲(chǔ)面可用。

　�。�2）40×（33－22）/2＝220（道），共有220個(gè)圓柱面。

　�。�3）12×22π×400×220＝73×106（位）。

　　（4）數(shù)據(jù)傳送率＝（22π×400）/（60/2400）＝1.1×106（b/s）＝0.138×106（B/s）。

　�。�5）記錄在同一圓柱面上。因?yàn)檫@樣安排存取速度快。

　�。�6）如果采用定長信息塊記錄格式，直接尋址的最小單位是扇區(qū)。磁盤地址：驅(qū)動(dòng)器號(hào)、圓柱面號(hào)、盤面號(hào)、扇區(qū)號(hào)。

　　11、某磁盤存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)速為3000r/min，共有4個(gè)記錄面，5道/mm，每道記錄信息為12288B，最小磁道直徑為230mm,共有275道，問：

　　(1) 磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？

　　(2) 最大位密度，最小位密度是多少？

　　(3) 磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

　　(4) 平均等待時(shí)間是多少？

　　給出一個(gè)磁盤地址格式方案。

　　答：（1）每道記錄信息容量=12288字節(jié)，每個(gè)記錄面信息容量=275×12288字節(jié)，共有4個(gè)記錄面，所以磁盤存儲(chǔ)器總?cè)萘繛?/p>

　　4×275×12288字節(jié) = 13516800字節(jié)

　�。�2）最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算（R1 = 115mm）：

　　D1 = 12288字節(jié)/2πR1= 17字節(jié)/mm

　　最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算

　　R2 = R1 +（275/5） = 115 + 55 = 170mm

　　D2 = 12288字節(jié)/2πR2 = 11.5字節(jié)/mm

　�。�3）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率

　　r = 3000/60 = 50周/秒

　　N = 12288字節(jié)（每道信息容量）

　　C = r×N = 50×12288 = 614400字節(jié)/秒

　　（4）平均等待時(shí)間 = 1/2r = 1/2×50 = 1/100秒= 10毫秒

　�。�5）本地磁盤存儲(chǔ)器假設(shè)只有一臺(tái)。有4個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面有275個(gè)磁道。假設(shè)每個(gè)扇區(qū)記錄1024個(gè)字節(jié)，則需要12288字節(jié)/1024字節(jié)=12個(gè)扇區(qū)。由此可得如圖9-29的地址格式：

　　14 6 5 4 3 0

柱面（磁道）號(hào)

盤面（磁頭）號(hào)

扇區(qū) 號(hào)

　　圖9-29 地址格式

　　12、一臺(tái)有6個(gè)盤片的磁盤組，轉(zhuǎn)速為2400r/min(每分鐘轉(zhuǎn)速)，盤面有效記錄區(qū)域的外直徑為30cm，內(nèi)直徑為20cm，記錄密度為640b/m(每毫米的位數(shù))，磁道間距為0.2cm，盤片設(shè)有2個(gè)保護(hù)面，1個(gè)伺服面。試計(jì)算：

　　(1) 盤組的存儲(chǔ)容量。

　　(2) 數(shù)據(jù)傳輸率。

　　解：（注意，需要統(tǒng)一單位）

　�。�1）（2*6-3）*（30-20）/2/0.2*(2*20/2*PI*640)

　�。�2） (2*20/2*PI*640)*2400/60

　　13、設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)x=2 Ex×Sx，y=2 Ey×Sy，Ex=(-10)2，Sx=(+0.1001)2，Ey=(+10)2，Sy=(+0.1011)2。若尾數(shù)4位，數(shù)符1位，階碼2位，階符1位，求x+y并寫出運(yùn)算步驟及結(jié)果。

　　解：

　　因

　　，求X+Y要經(jīng)過對(duì)階、尾數(shù)求和及規(guī)格化等步驟。

　�。�1）對(duì)階：

　　△J=Ex－Ey=（-10）2－（+10）2=（-100）2 所以Ex

　　（2）尾數(shù)求和： Sx+Sy

　　0.0001（Sx）

　　+ 0.1011（Sy）

　　Sx+Sy=0.1100

　　結(jié)果為規(guī)格化數(shù)。

　　14、設(shè)有兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)，x = -0.875 × 21，y = 0.625 × 22：

　　(1) 將x、y的尾數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制補(bǔ)碼形式。