習題和解析

第一部分《計算機組成原理》中各章習題的解析及補充題的解析。

第1章計算機系統(tǒng)概論

1.1習題解析

一、選擇題

1.在下列四句話中，最能準確反映計算機主要功能的

是。

A.計算機可以存儲大量信息

B.計算機能代替人的腦力勞動

C.計算機是一種信息處理機

D.計算機可實現(xiàn)高速運算

解：答案為C。

2.1946年2月，在美國誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機，

它的名字叫(1),1949年研制成功的世界上第一臺存儲程

序式的計算機稱為(2)°

(1)A.EDVACB.EDSACC.ENIACD.UNIVAC-I

(2)A.EDVACB.EDSACC.ENIACD.UNIVAC-I

解：答案為⑴C,(2)Ao

3.計算機硬件能直接執(zhí)行的只能是o

A.符號語言B.機器語言

C.匯編語言D.機器語言和匯編語言

解：答案為B。

4.運算器的核心部件是o

A.數(shù)據(jù)總線B.數(shù)據(jù)選擇器C.累加寄存器D.算

術邏輯運算部件

解：答案為D。

5.存儲器主要用來o

A.存放程序B,存放數(shù)據(jù)C.存放微程序D.存

放程序和數(shù)據(jù)

解:答案為D。

6.目前我們所說的個人臺式商用機屬于o

A.巨型機B.中型機

C.小型機D.微型機

解：答案為Do

7.至今為止，計算機中所含所有信息仍以二進制方式表示，其原

因是O

A.節(jié)約元件B.運算速度快

C.物理器件性能決定D.信息處理方便

解：答案為C。

8.對計算機軟、硬件資源進行管理，是的功能。

A.操作系統(tǒng)B.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

C.語言處理程序D.用戶程序

解：答案為A。

9.企事業(yè)單位用計算機計算、管理職工工資，這屬于計算機的

應用領域。

A.科學計算B.數(shù)據(jù)處理

C.過程控制D.輔助設計

解：答案為B。

10.微型計算機的發(fā)展以技術為標志。

A.操作系統(tǒng)B.微處理器

C.硬盤D.軟件

解：答案為B。

二、填空題

1.操作系統(tǒng)是一種(1)，用于(2),是(3)

的接口。

(1)A.系統(tǒng)程序B.應用程序C.用戶程序D.中間件

(2)A.編碼轉換B.操作計算機C.管理和控制計算機的資

源

D.把高級語言程序翻譯成機器語言程序

(3)A.軟件與硬件B.主機與外設C.用戶與計算機D.高

級語言與機器語言機

解：答案為⑴A(2)C(3)Co

2.計算機的硬件包括、、、、

五部分。

解：答案為運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。

3.存儲器分為和o在CPU運行程序時，必須把

程序放在O

解：答案為內（主）存儲器，外（輔助）存儲器，內存。

4.存儲器的存儲容量一般以為單位，一臺微機的內存容

量是128MB,應是個這樣的單位。

解：答案為字節(jié)，128X22°字節(jié)。

5.計算機的運算精度主要由計算機的決定，

越,則計算機的運算精度越高。

解：答案為字長，字長，長。

6.馮.諾依曼結構計算機的基本特點是o

解：答案為程序存儲。

7.總線一般可分為三類，它們分別是,

和0

解：答案為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。

8.計算機軟件一般可分為，和o

解：答案為系統(tǒng)軟件、應用軟件、工具軟件。

9.郵局對信件進行自動分揀，使用的計算機技術是。

解：答案為模式識別。

10.微型計算機的分類以微處理器的來劃分。

解：答案為規(guī)格。

三.簡答題

1.會計電算化屬于計算機應用的哪個領域？

答：在計算機的應用領域中，會計電算化屬于計算機數(shù)據(jù)處理方

面的應用領域。

2.兼容性是計算機的一個重要性能，請解釋一下何為向上兼容？

答：所謂向上兼容是指舊型號計算機的軟件可以不加修改地在新

型號計算機上運行。系列機通常具有這種兼容性。

3.按照馮.諾依曼原理，現(xiàn)代計算機應具備哪些功能？

答：按照馮.諾依曼原理，現(xiàn)代計算機應具備以下5個功能：

⑴輸入輸出功能：能把原始數(shù)據(jù)和解題步驟及中間結果接收下

來（輸入），把計算結果與計算過程中出現(xiàn)的情況告訴（輸出）給用

戶。

（2）記憶功能：應能“記住”原始數(shù)據(jù)、解題步驟及中間結果。

⑶計算功能：應能進行一些最基本的運算。這些基本運算能組

成人們所需要的復雜運算。

（4）判斷功能：計算機在進行一步操作后，應能從預先無法確定

的幾種方案中選擇一種操作方案。

（5）自我控制功能：計算機應能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件

間的協(xié)調性。

4.答：計算機的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從

邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修

改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界限。

4.如何理解軟、硬件之間的等價性？

答：計算機的大部分功能既能由硬件完成，也能由軟件完成，從

邏輯上講，兩者是等效的。通常用硬件實現(xiàn)執(zhí)行速度快、成本高、修

改困難，而軟件剛好相反。兩者之間沒有固定的界限。

5.何謂綠色計算機？對它有哪些要求？

答：綠色計算機是指不會對人類及其生存環(huán)境造成不良影響的計

算機。對它的主要要求是：

⑴節(jié)能：要求計算機的耗電量要低。

⑵低污染：在生產(chǎn)、包裝過程中盡量使用無毒、可再生材料，打

印機噪聲要降到最小，電磁輻射要符合環(huán)保標準。

⑶易回收：生產(chǎn)、運輸和使用等各環(huán)節(jié)所用的材料應容易銷毀或

回收。

（4）符合人體工程學的要求。

第2章數(shù)字電路基礎和計算機中的邏輯部件

本章將給出主教材《計算機組成原理》第2章的習題及補充題的

解析。

2.1習題解析

判斷題

1.觸發(fā)器是一種時序電路，它是構成時序邏輯電路的基礎。

答：正確。

2.組合邏輯電路的特點是它的輸出狀態(tài)僅與當時的輸入狀態(tài)有關，

而與過去的輸入狀態(tài)無關。

答：正確。

3.譯碼器是一種組合邏輯電路，而計數(shù)器是一種時序邏輯電路。

答：正確。

4.移位寄存器除了能把存在其中的數(shù)據(jù)一位一位地向左或向右移動

外，還可用它來判斷最左邊的位是。還是1。

答：正確。

5.環(huán)形計數(shù)器不是用來計數(shù)的，而是用于發(fā)出順序控制信號的。

答：正確。

6.J-K觸發(fā)器是組成計數(shù)器的理想記憶元件。

答：正確。

7.計數(shù)器除了能對輸入脈沖進行計數(shù)，還能作為分頻器用。

答：正確。

8.PLA中的“與”陣列和“或”陣列都是可編程的。

答：正確。

9.在PAL中，“與”陣列是可編程的，而“或”陣列是固定連接的。

答：正確。

10.PR0M的“與”陣列是不可編程的，“或”陣列是可編程的。

答：正確。

選擇題

1.4輸入端“與非”門的某一輸入端的輸入為“0”，那么它的輸出

值是O

A.“0"B.取決于其他輸入

端的輸入

C.“1”

解：答案為Co

2.CPU中有若干寄存器，其中存放存儲器中數(shù)據(jù)和指令地址的寄存

器是，暫存數(shù)據(jù)和指令的寄存器是，存放CPU

將要執(zhí)行的下一條指令地址的寄存器是O

A.地址寄存器B.程序計數(shù)器

C.數(shù)據(jù)寄存器D,指令寄存器

解：答案依次為A,C,Bo

3.狀態(tài)寄存器中的各個狀態(tài)標志位是依據(jù)來置位的。

A.算術邏輯部件上次的運算結果B.CPU將要執(zhí)行的

指令

C.CPU已執(zhí)行的指令D.累加器中的數(shù)據(jù)

解：答案為A。

4.觸發(fā)器的狀態(tài)由時鐘脈沖的上升沿時D（數(shù)據(jù)）端的狀態(tài)決定，

而與觸發(fā)器的原狀態(tài)無關，這種觸發(fā)器是。

A.J-K觸發(fā)器B.R-S基本觸發(fā)器

C.D型觸發(fā)器D.R-S同步觸發(fā)器

解：答案為C。

5.在總線中起數(shù)據(jù)暫存和緩沖作用的器件是o

A.總線傳輸器B.三態(tài)門C.總線控制器D.總線緩沖器

解：答案為Do

6.為協(xié)調計算機各部件的工作，需要來提供統(tǒng)一的時鐘。

A.總線緩沖器B.時鐘發(fā)生器

C.總線控制器D.操作命令發(fā)生器

解：答案為Bo

■

7.邏輯表達式(A+B).(A+B)可化簡化()

■■

(1)A(2)B(3)A(4)B(5)都不是

解：答案為(2)Bo把邏輯表達式展開并用公式進行化簡。

8.正邏輯下的“或-非”門是負邏輯下的o

A.“與”門B.“或”門C.“與-非”門D.“異或”門

解：答案為C。

三.填空題

1.可編程序邏輯器件的PLD實際上是兩級結構的器件。

解：答案為“與”和“或”。

2.計算機中常用的時序電路有、和等。

解：答案為觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器。

3.是構成時序電路的基礎。

解：答案為觸發(fā)器。

4.設“異或”門的二個輸入端為A和B,輸出為Y,當A接1時，

輸出為__,當A接。時，輸出為。

解：答案為B,Bo

5.計算機中常用的組合邏輯電路有、等。

解：答案為譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器。

6.計算機中常用或來驅動總線。

解：答案集電極開路門、三態(tài)門。。

7.當時鐘脈沖CP到來時，各觸發(fā)器的輸入端的數(shù)據(jù)可被鎖定至輸出

端以備輸出的寄存器是。

解：答案為并行寄存器。

8.寄存器常用于乘、除法運算中。

解：答案為移位寄存器。因為乘法需要對部分積和乘數(shù)進行右移操作,

除法要對被除數(shù)和余數(shù)進行左移操作。

四.綜合題

1.設A,B,C是三個二進制數(shù)碼，用邏輯表達式寫出A=B=C的判

斷條件。（提示：先畫出真值表）。

解：設判斷函數(shù)為F,則F與A、B、C的關系用以下的真值表表示。

ABCFABCF

00011000

00101010

01001100

01101111

由此可得到F=A.B.C+A.B.C

2.請畫出下列函數(shù)的真值表：

(1)F,(A,B,C)=A?B+B?C

⑵F2(A,B,C)=A+B+C

解：函數(shù)的真值表如下：

ABCF1F2ABCF1F2

0000110001

0011110111

0100011011

0110111111

3.試用三種基本門(與、或、非門)組成下列邏輯電路

⑴異或門⑵同或門⑶與非門⑷或非門

F解：要先寫出這四種電路的邏輯表達式，再用三種

基本電路搭接。以“與非”門為例，“與非”門的

邏輯表達式是F=A.B，故電路連接如左圖。其他

三種情況的做法類似，略。

利用布爾代數(shù)的基本定律證明下列等式

(1)A+B?C=(A+C)?(A+B)

⑵(A+B+C)?A=0

解：證明

(1)等式右邊=(A+C)?(A+B)=A?A+A?B+C?A+C?B

=A+A?B+C?A+C?B

=A?(1+B)+C?A+C?B

=A?(1+C)+C?B

=A+C,B

=等式左邊

因此，A+C?B=(A+C)-5CA卡B)___

⑵用摩爾定理，等式左邊展開為A?B?C?A—A?A?B?C=0=右

邊

第3章信息表示與運算基礎

習題解析

一、判斷題

1.在數(shù)字計算機中所以采用二進制是因為二進制的運算最簡單。

答：正確。

2.在所有的進位計數(shù)制中，整數(shù)部分最低位的權都是1。

答：正確。

3.某R進位計數(shù)制，其左邊一位的權是其相鄰的右邊一位的權的

R倍。

答：正確。

4.計算機表示的數(shù)發(fā)生溢出的根本原因是計算機的字長有限。

答：錯誤。

5.表示定點數(shù)時，若要求數(shù)值0在計算機中唯一地表示為全0,

應采用補碼。

答：正確。

6.浮點數(shù)的取值范圍由階碼的位數(shù)決定，而精度由尾數(shù)的位數(shù)決

定。

答：正確。

7.CRC校驗碼的生成和檢驗大多采用軟件實現(xiàn)。

答：正確。

8.若浮點數(shù)的尾數(shù)用補碼表示，那么規(guī)格化的浮點數(shù)是指尾數(shù)數(shù)

值位的最高位是0（正數(shù)）或是1（負數(shù)）。

答：正確。

9.在實際應用中，奇偶校驗多采用奇校驗，這是因為奇校驗中不

存在全“0”代碼，在某些場合下更便于判別。

答：正確。

10.顯示圖形時要經(jīng)過復雜的數(shù)學計算，因此占用的時間要比位

圖圖像的時間長。

答：正確。

二、選擇題

1.下列各種數(shù)制的數(shù)中最小的數(shù)是。

A.(101001)2B.(101001)BCDC.(52)8D.(233)H

解：答案為Bo

2.下列各種數(shù)制的數(shù)中最大的數(shù)是

A.（1001011）2B.75C.(112)8D.(4F)H

解：答案為Do

3.1010AH是。

A.表示一個二進制數(shù)B.表示一個十六進制數(shù)

C.表示一個十進制數(shù)D.表示一個錯誤的數(shù)

解：答案為B。

4.二進制數(shù)215轉換成二進制數(shù)是（1）,轉換成八進制

數(shù)是一⑵，轉換成十六進制數(shù)是（3）。將二進制數(shù)01100100

轉換成十進制數(shù)是（4）,轉換成八進制數(shù)是（5）,轉換

成十六進制數(shù)是（6）。

(1)A.11101011BB.11101010BC.10100001B

D.11010111B

(2)A.327B.268.75C.252D.326

(3)A.137HB.C6HC.D7HD.EAH

(4)A.101B.100C.110D.99

(5)A.123B.144C.80D.800

(6)A.64B.63C.100D.OAD

解：答案依次為⑴D⑵Ai(3)B(4)B(5)B(6)Ao

5.ASCII碼是對（1）進行編碼的一種方案，它是（2）

的縮寫。

（1）A.字符B.漢字C.圖形符號D.聲

（2）A.余3碼B.十進制數(shù)的二進制編碼

C.格雷碼D.美國標準信息交換代碼

解：答案依次為⑴A⑵Do

6.在一個8位二進制數(shù)的機器中，補碼表示數(shù)的范圍從3（小）

到⑵（大），這兩個數(shù)在機器中的補碼表示分別為（3）和（4）

而數(shù)0的補碼表示為(5)。

⑴、(2)：

A.-256B.-255C.-128D.-127

E.0

F.+127G.+128H.+255I.+256

(3)、(4)、(5)：

A.00000000B.10000000C.01111111D.11111111

E.00000000或10000000F.01111111或11111111

G.00000000或11111111H.10000000或01111111

解：答案依次為C,F,B,C,Ao

7.將十進制數(shù)15/2表示成二進制浮點規(guī)格化數(shù)（階符1位，階

碼2位，數(shù)符1位，尾數(shù)4位）是o

A.01101111B.01101110C.01111111D.11111111

解：答案為A。

8.十進制數(shù)5的單精度浮點數(shù)IEEE754代碼為。

A.01000000101000000000000000000000

B.11000000101000000000000000000000

C.01100000101000000000000000000000

D.11000000101000000000000000000000

解：答案為A。

9.能發(fā)現(xiàn)兩位錯誤并能糾正一位錯的編碼是。

A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗碼D.奇校驗碼

解：答案為B。

10.在大量數(shù)據(jù)傳送中常用的且有效的檢驗法是。

A.CRC碼B.海明碼C.偶校驗碼D.奇校驗碼

解：答案為A。

三、填空題

1.計數(shù)制中使用的數(shù)據(jù)個數(shù)被稱為O

答：基。

2.在用表示的機器數(shù)中，零的編碼是唯一的。

答：補碼。

3.信息的數(shù)字化編碼是

指O

答：是指用“0”或“1”的二進制編碼，并選用一定的組合規(guī)則

來表不信息O

4.一個定點數(shù)由和兩部分組成。根據(jù)小

數(shù)點位置不同，定點數(shù)據(jù)有和兩種表示方法。

答：符號位，數(shù)值域，純小數(shù)，純整數(shù)（順序可變）。

5.BCD碼中，每一位十進制數(shù)字由位二進制數(shù)碼組成，

用ASCII碼表示一個字符通常需要位二進制數(shù)碼。

答：4,7O

6.移碼常用來表示浮點數(shù)的部分，移碼和補碼比較，它

們除外，其他各位都。

答：階碼，符號位，相同。

7.碼距的定義是o

答：編碼系統(tǒng)中任兩個合法碼之間的最少二進制位數(shù)的差異。

8.8421碼用二進制求和時，當和超過時，需要做

修正。

答：9,加6調整。

9.有二進制數(shù)D4D3D26,奇偶校驗值用p表示，則奇校驗

為，偶校驗為，奇偶校驗只能檢

測，無法檢測。

答：P=04十D3十口2十Di,P—D4?D3?D2?D1,奇數(shù)個錯,偶數(shù)個

錯。

10.在浮點加減法運算中，當運算結果的尾數(shù)的絕對值大于1時,

需要對結果進行，其操作是。

答：向右規(guī)格化，尾數(shù)右移一位，右邊補一個0,階碼減1,直

到尾數(shù)絕對值20.5。

四、計算題

1.用二進制數(shù)表示一個四位十進制的整數(shù)最少需要幾位(不含符

號位)。

解：2x=10\N=4X1/log2=14位。

2.某機器字長32位，定點表示，其中31位表示尾數(shù)，1位是符

號位，問：

⑴定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少？

⑵定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最小負數(shù)是多少？。

解：⑴定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)=(23,-1)；最小負數(shù)=

-(231-1)

⑵定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)=(1-2-31)；最小負數(shù)=

-(1-2-31)

3.寫出下列二進制數(shù)的原碼、反碼、補碼和移碼。

(1)±1011(2)±0.1101(3)±0

解：①(+1011)原=01011(-1011)原=11011

(+1011)反=01011(-1011)反=10100

(+1011)補=01011(-1011)補=10101

(+1011)移=11011(-1011)移=00100

②(+0.1101)原=0.1101(-0.1101)原=1.1101

(+0.1101)反=0.1101(-0.1101)瓜=1.0010

(+0.1101)補=0.1101(-0.1101)補=1.0011

(+0.1101)移=0.1101(-0.1101)移=0.0011

③(+0.0000)原=00000(-00000)原=10000

(+0.0000)反00000(-00000)反=11111

(+0.0000)補00000(-00000)原=00000

(+0.0000)移=10000(-00000)>=10000

4.某機器字長16位，浮點表示時，其中含1位階符、5位階碼、

1位尾符、9位尾數(shù)，請寫出它能表示的最大浮點數(shù)和最小浮點數(shù)。

解：最大浮點數(shù)=廠以(1—2與

最小浮點數(shù)=-2⑹X(1—2-9)。

5.字符“F”的ASCII碼為46H,請寫出它的奇校驗碼和偶校驗

碼(假定校驗位加在最高位)。

解:字符“F”的ASCII碼為46H,奇校驗碼為10110110(B6H),

偶校驗碼為00110110(36H)o

6.已知被校驗的數(shù)據(jù)為101101,求其海明校驗碼。

提示：先決定校驗位的位數(shù)『4,然后根據(jù)編碼規(guī)則決定海明校

驗位的位置和數(shù)據(jù)位的位置，最后用偶校驗法求出校驗位的值。答案

應為1011100100o

解：⑴先定校驗位的位數(shù)，當r=4時，共有16種狀態(tài)，大于k

+r+1=11,故選用r=4,校驗位至少取4位。

⑵決定校驗位的位置：按海明碼生成法規(guī)定，海明校驗位第i位

應放在2r的海明位置上。

⑶決定數(shù)據(jù)位的位置：數(shù)據(jù)位應由低到高依次插空放在其他海明

位上。即D6D5P4D4D3P3D1P2P10

⑷決定被校驗數(shù)據(jù)位由哪幾位校驗位進行校驗：按海明碼生成法

規(guī)定，每個數(shù)據(jù)位由多個校驗位進行校驗，但被校驗數(shù)據(jù)的海明位號

要等于校驗該位數(shù)據(jù)的各位校驗位的海明位號之和。

⑸決定各個校驗位之值：按海明碼生成法規(guī)定，用偶校驗法生成

校驗位，校驗位之值為各被校驗位數(shù)據(jù)之和。

Pi=Di?D2?D4?D5

P2=DI?D3?D4?D6

P3=D2十D3十D4

P4—D5?Dg

在本例中，被校數(shù)據(jù)為101101,即D1=1,D2=0,D3=1,D4=1,

D5=0,De—1>故

Pi=Di十Dz十D4?D5=0

P2=DI十D3十口4十口6=0

P3=D2?D3?D4=1

P4—D5?De—1

最后得到被校驗數(shù)據(jù)101101的海明碼為1011100100。

7.已知被檢信息為1010,選擇的生成多項式是G(X)為X3+X

+1,求CRC校驗碼，并求循環(huán)余數(shù)，說明其校驗原理。

解：⑴生成多項式為K+1位的X3+X+1,即G(X)=1011。

⑵確定校驗位的位數(shù)為K=3。

⑶在有效數(shù)據(jù)位后面添3(K=3)個0,然后用它與G(X)進

行模2除法運算，所得余數(shù)即為所求的校驗位。

運算過程如下：

1001

101171010100

1011

1000

1001

011

余數(shù)為011,所以被檢數(shù)據(jù)的CRC校驗碼為1010011o

(4)求循環(huán)余數(shù)：在上述余數(shù)011的基礎上添0繼續(xù)進行模2除

法。余數(shù)循環(huán)如下：

011—110—111—101-001-010—100—011o除法過程略。

8.將二進制數(shù)1011010轉換成8421碼。

解：先把二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)，(1011011)2=91=

(10010001)84210

五、簡答題

1.試比較定點帶符號數(shù)在計算機內的四種表示方法。

答：帶符號數(shù)在計算機內部的表示方法有原碼、反碼、補碼和移

碼。

原碼表示方法簡單易懂，實現(xiàn)乘、除運算簡單，但用它實現(xiàn)加、

減運算比較復雜。

補碼的特點是加、減法運算規(guī)則簡單，正負數(shù)的處理方法一致。

反碼通常只用來計算補碼，由于用反碼運算不方便，在計算機中

沒得到實際應用。

移碼由于保持了數(shù)據(jù)原有的大小順序，便于進行比較操作，常用

于浮點數(shù)中的階碼，使用比較方便。

2.試述浮點數(shù)規(guī)格化的目的和方法。

答：浮點的規(guī)格化是為了使浮點數(shù)尾數(shù)的最高數(shù)值位為有效數(shù)

位。當尾數(shù)用補碼表示時，若符號位與小數(shù)點后的第一位不相等，則

被定義為已規(guī)格化的數(shù)，否則便是非規(guī)格化數(shù)。通過規(guī)格化，可以保

證運算數(shù)據(jù)的精度。

通常，采用向左規(guī)格化（簡稱左規(guī)），即尾數(shù)每左移一位，階碼減

1,直至規(guī)格化完成。

3.在檢錯碼中，奇偶校驗法能否定位發(fā)生錯誤的信息位？是否具

有糾錯功能？

答：⑴在檢錯碼中，奇偶校驗法不能定位發(fā)生錯誤的信息位。

（2）奇偶校驗沒有糾錯能力。4.簡述循環(huán)冗余碼（CRC）的糾錯原

理。

4.簡述循環(huán)冗余碼（CRC）的糾錯原理。

答：CRC碼是一種糾錯能力較強的校驗碼。在進行校驗時，先將

被檢數(shù)據(jù)碼的多項式用生成多項式G（X）來除，若余數(shù)為0,說明數(shù)

據(jù)正確；若余數(shù)不為0,則說明被檢數(shù)據(jù)有錯。只要正確選擇多項式

G(X),余數(shù)與CRC碼出錯位位置的對應關系是一定的，由此可以用

余數(shù)作為判斷出錯位置的依據(jù)而糾正出錯的數(shù)據(jù)位。

第4章存儲系統(tǒng)

4.1習題解析

判斷題

1.計算機的主存是由RAM和ROM兩種半導體存儲器組成的。

答：正確。

2.CPU可以直接訪問主存，而不能直接訪問輔存。

答：正確。

3.外(輔)存比主存的存儲容量大、存取速度快。

答：錯誤。

4.動態(tài)RAM和靜態(tài)RAM都是易失性半導體存儲器。

答：正確。

5.Cache的功能全部由硬件實現(xiàn)。

答：正確。

6.引入虛擬存儲器的目的是為了加快輔存的存取速度。

答：錯誤。

7.多體交叉存儲器主要是為了解決擴充容量的問題。

答：錯誤。多體交叉存儲器主要是為了提高存取速度，增加帶寬。

8.Cache和虛擬存儲器的存儲管理策略都利用了程序的局部性原

理。

答：正確。

9.多級存儲體系由Cache、主存和輔存構成。

答：正確。

10.在虛擬存儲器中，當程序正在執(zhí)行時，由編譯器完成地址映

射。

答：錯誤（由操作系統(tǒng)完成）。

選擇題

1.主（內）存用來存放。

A.程序B.數(shù)據(jù)C.微程序D.程序和數(shù)據(jù)

解：答案為Do

2.下列存儲器中，速度最慢的是o

A.半導體存儲器B.光盤存儲器C.磁帶存儲器D.硬

盤存儲器

解：答案為Co

3.某一SRAM芯片，容量為16Kxi位，則其地址線有。

A.14根B.16K根C.16根D.32根

解：答案為A。

4.下列部件（設備）中，存取速度最快的是o

A.光盤存儲器B.CPU的寄存器C.軟盤存儲器D.硬

盤存儲器

解：答案為B。

5.在主存和CPU之間增加Cache的目的是。

A.擴大主存的容量

B.增加CPU中通用寄存器的數(shù)量

C.解決CPU和主存之間的速度匹配

D.代替CPU中的寄存器工作

解：答案為Co

6.計算機的存儲器采用分級存儲體系的目的是o

A.便于讀寫數(shù)據(jù)B.減小機箱的體積

C.便于系統(tǒng)升級D.解決存儲容量、價格與存

取速度間的矛盾

解：答案為D。

7.相聯(lián)存儲器是按進行尋址的存儲器。

A.地址指定方式B.堆棧存取方式

C.內容指定方式D.地址指定與堆棧存取方式

結合

解：答案為Co

8.某SRAM芯片，其容量為1KX8位，加上電源端和接地端后，

該芯片的引出線的最少數(shù)目應為o

A.23B.25C.50D.20

解：答案為D。

9.常用的虛擬存儲器由兩級存儲器組成，其中輔存是大

容量的磁表面存儲器。

A.主存一輔存B.快存一主存

C.快存一輔存D.通用寄存器一主存

解：答案為Ao

10.在Cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到

Cache內的任意一快的位置上，則這種方法稱為o

A.全相聯(lián)映射B.直接映射C.組相聯(lián)映射

D.混合映射

解：答案為Ao

三.填空題

1.對存儲器的要求是、、，為解決這

三者的矛盾，計算機、采用體系結構。

答：速度快、容量大、成本低，分級存儲體系。

2.CPU能直接訪問和,但不能訪問

和O

答：主存、CACHE、外存、I/O設備。

3.Cache的映射方式有、和三種。其中

方式，適度地兼顧了前兩者的優(yōu)點又盡量避免其缺點，比較理想。

答：直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)映象，組相聯(lián)映象。

4.廣泛使用的和都是半導體存儲器。

前者的速度比后者快，

不如后者高。它們的共同缺點是斷電后保存信息。

答：依次為SRAM、DRAM、隨機讀寫、集成度、不能。

5.閃速存儲器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及能

力，為現(xiàn)有的體系結構帶來巨大變化，因此作為用

于便攜式電腦中。

答：瞬時啟動、存儲器、固態(tài)盤。

6.相聯(lián)存儲器不按地址而是按訪問的存儲器，在Cache

中用來存放，在虛擬存儲器中用來存放O

答：內容，行地址表，段表、頁表和快表。

7.虛擬存儲器指的是層次，它給用戶提供了一個比實際

空間大得多的。

答：主-輔存，主存，虛擬地址。

8.磁盤的地址格式由、、、四

部分組成。

答：臺號、柱面號（磁道號）、盤面號（磁頭號）、扇區(qū)號。

9.溫徹斯特硬盤的特點是、和o

答：固定盤片、活動磁頭和密封結構。

10.一個完整的磁盤存儲器由三部分組成，其中又稱磁

盤機或磁盤子系統(tǒng)，是獨立于主機的一個完整的設備，是磁

盤機與主機的接口部件，用于保存信息。

答：驅動器、控制器、盤片。

四.計算題

1.設有一個具有24位地址和8位字長的存儲器，求：

(1)該存儲器能存儲多少字節(jié)的信息？

(2)若存儲器由4Mxi位的RAM芯片組成，需要多少片？

(3)需要哪種譯碼器實現(xiàn)芯片選擇？

解：⑴存儲單元數(shù)為224=16M=16777216,故能存儲16M字節(jié)

的信息。

⑵由于存儲容量為16MB(8位字長)，每4M字節(jié)需要4片(位

并聯(lián)方式)，故需芯片數(shù)為16/4X8=32片。

⑶若用32片組成一個16M(8位字長)，地址總線的低22位可

直接連到芯片的AO-A21管腳，而地址總線的高2位(A22,A23)需

要通過2：4線譯碼器進行芯片選擇。存儲器組成方案為位并聯(lián)和地

址串聯(lián)相結合的方式。

2.某計算機系統(tǒng)的內存由Cache和主存構成，Cache的存取周期

為45ns,主存的存取周期為200ns。已知在一段給定的時間內，CPU

共訪問內存4500次，其中340次訪問主存，求：

(1)Cache的命中率是多少？

(2)CPU訪問內存的平均訪問時間是多少？

(3)Cache-主存系統(tǒng)的效率是多少？

解：(1)命中率H=(4500-340)/4500=0.920

(2)CPU訪存的平均時間T=0.92X45+(1—0.92)X200=

57.4ns

⑶cache-主存系統(tǒng)的效率e=45/57.4=78%

3.下圖表示使用頁表的虛實地址轉換條件，頁表存放在相聯(lián)存儲

器中，其容量為8個存儲單元，求:

虛擬地址頁號頁內地址

頁號該頁在主存中的起

10324

始地址

2

334200015

25380003

79600070128

660000

440000

1580000480516

550000

3070000

(1)當CPU按虛擬地址1去訪問主存時,主存的實地碼是多少？

(2)當CPU按虛擬地址2去訪問主存時，主存的實地碼是多少？

(3)當CPU按虛擬地址3去訪問主存時，主存的實地碼是多少？

解：⑴用虛擬地址為1的頁號15作為頁表檢索項，查得頁號為

15的頁在主存中的起始地址為80000,故將80000與虛擬地址中的頁

內地址碼0324相加，求得主存實地址碼為80324o

⑵同理，主存實地址碼=96000+0128=96128。

⑶虛擬地址為3的頁號為48,查頁表時，發(fā)現(xiàn)此頁面沒在頁表

中，此時操作系統(tǒng)暫停用戶作業(yè)程序的執(zhí)行，轉去查頁表程序。如該

頁面在主存中，則將該頁號及該頁在主存中的起始地址寫入主存；如

該頁面不在主存中，則操作系統(tǒng)要將該頁面從外存調入主存，然后將

頁號及其主存中的起始地址寫入頁表。

4.頁式存儲器的邏輯地址由頁號和頁內地址兩部分組成，若頁

面大小為4KB,地址轉換過程如圖所示，圖中邏輯地址8644用十進

制表示，經(jīng)頁表轉換后，該邏輯地址的物理地址(十進制)是多少？

提示：把邏輯地址轉換成二進制來做。

解：第一步，已知頁面大小為4KB,故可算出頁內地址為12位

,2

(2=4096)O

第二步：把邏輯地址8644轉換成二進制地址10000111000100,其中

高2位為頁面號。

第三步：查頁表，2號頁面的物理塊號為8,由于邏輯地址和物理地

址的頁內地址部分是相同的，即可把頁號與頁內地址拼接，得到物理

地址為1000000111001000

第四步：把100000011100100轉換成十進制數(shù)為33220o

5.設某磁盤存儲器的平均找道時間為ts,轉速每分鐘r轉，每磁

道容量為N個字，每信息塊為n個字，試推導磁盤存儲器讀寫一塊信

息所需總時間tB的公式。

解：tB=ts+60/2r+60n/rNo

6.一般，CD-ROM光盤的外緣有5mm寬的范圍不使用，故標準的

播放時間為60分鐘。請計算模式1和模式2情況下光盤的存儲容量

是多少？

提示：光盤的模式1用于存放計算機的程序和數(shù)據(jù)，共有270000

個扇區(qū)，每個扇區(qū)2048個字節(jié)，而模式2用于存放聲音、圖像等多

媒體數(shù)據(jù)，共有270000個扇區(qū)，每個扇區(qū)2336個字節(jié)。

解：模式1——容量0=270000X2048/1024/1024=527MB

模式二——容量C=270000X2336/1024/1024=601MB

7.某磁盤組有4個盤片，5個記錄面，每個記錄面的內磁道直

徑為22cm,外磁道直接為33cm,最大位密度為1600b/cm,道密度為

80道/cm,轉速7200轉速/分。

⑴磁盤的總存儲容量（非格式化）？

⑵最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

解：⑴總容量=每面容量X記錄面數(shù)

每面容量=某一磁道容量X磁道數(shù)

某磁道容量=磁道長X本道位密度

所以，最內圈磁道的容量=1600X22X3.14=110528字節(jié)/道

磁道數(shù)=存儲器域長X道密度=(33—22)72X80=253616000

字節(jié)

⑵最大數(shù)據(jù)傳輸率=轉速X某磁道容量=7200/60X110528=

13263360字節(jié)/秒

8.假設某計算機的cache采用直接映象，容量為4096。若CPU

依次從主存單元0,1,99和4096,4097,4195交替取指令,

循環(huán)執(zhí)行10次，試求此時的命中率？

解：此時CPU的命中率為0。

第5章中央處理器

習題解析

判斷題

1.一個指令周期由若干個機器周期組成。

解：答案為正確。

2.非訪內指令不需從內存中取操作數(shù)，也不需將目的操作數(shù)存

放到內存，因此這類指令的執(zhí)行不需地址寄存器參與。

解：答案為錯誤。

3.組合邏輯控制器比微程序控制器的速度快。

解：答案為正確。

4.流水線中的相關問題是指在一段程序的相鄰指令之間存在某

種信賴關系，這種關系影響指令的執(zhí)行。

解：答案為正確。

5.微程序控制控制方式與硬布線控制方式相比，最大的優(yōu)點是

提高了指令的執(zhí)行速度。

解：答案為正確。

6.微程序控制器中的控制存儲器可用PROM、EPROM或閃存實現(xiàn)。

解：答案為正確。

7.指令周期是指人CPU從主存取出一條指令開始到執(zhí)行這條指

令完成所需的時間。

解：答案為正確。

8.控制存儲器是用來存放微程序的存儲器，它比主存儲器速度

快。

解：答案為正確。

9.機器的主頻最快，機器的速度就最快。

解：答案為正確。

10.80X86的數(shù)據(jù)傳送指令MOV,不能實現(xiàn)兩個內存操作數(shù)的傳

送。

解：答案為正確。

選擇題

1.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是O

A.實現(xiàn)程序控制和快速查找存儲器地址

B.可以直接訪問主存和外存

C.縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性

D.降低指令譯碼難度

解：答案為c。

2.CPU組成中不包括o

A.指令寄存器B.地址寄存器

C.指令譯碼器D.地址譯碼器

解：答案為D。

3.程序計數(shù)器PC在中。

A、-A-A-□□

.運導指B.控制器

C.存儲器D.I/O接口

解：答案為B。

4.計算機主頻的周期是指

A.指令周期B.時鐘周期

C.CPU周期D.存取周期

解：答案為B。

5.CPU內通用寄存器的位數(shù)取決于

A.存儲器容量B.機器字長

C.指令的長度D.CPU的管腳數(shù)

解：答案為B。

6.以硬布線方式構成的控制器也叫—

A.組合邏輯型控制器B.微程序控制器

C.存儲邏輯型控制器D.運算器

解：答案為A。

7.一個節(jié)拍脈沖持續(xù)的時間長短是

A.指令周期B.機器周期

C.時鐘周期D.以上都不是

解：答案為C。

8.直接轉移指令的功能是將指令中的地址代碼送入

A.累加器B.地址寄存器

C.PCD.存儲器

解：答案為C。

9.狀態(tài)寄存器用來存放

A.算術運算結果B.邏輯運算結果

C.運算類型D.算術、邏輯運算及測試

指令的結果狀態(tài)

解：答案為D。

10.微程序放在中。

A.指令寄存器B.RAM

C.控制存儲器D.內存

解：答案為C。

11.某寄存器中的值有時是地址，這只有計算機的才能識

別它。

A.譯碼器B.判斷程序

C.指令D.時序信號

解：答案為C。

12.微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是o

A.每一條機器指令由一條微指令執(zhí)行

B.每一條機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器指令組成

解：答案為Co

13.在高速計算機中，廣泛采用流水線技術。例如，可以將指令執(zhí)行

分成取指令、分析指令和執(zhí)行指令3個階段，不同指令的不同階段可

以①執(zhí)行;各階段的執(zhí)行時間最好②；否則在流

水線運行時，每個階段的執(zhí)行時間應?、?/p>

可供選擇的答案：

①A.順序B.重疊C.循環(huán)D.并行

②A.為0B.為1個周期C.相等D.不等

③A.3個階段執(zhí)行時間之和B.3個階段執(zhí)行時間的平均值

C.3個階段執(zhí)行時間的最小值D.3個階段執(zhí)行時間的最大值

解：答案為①D,②C,③D。

14.微指令格式分成水平型和垂直型，前者的位數(shù),用它

編寫的微程序o

A.較少B.較多

C.較長D.較短

解：答案為B、Do

15.異步控制常作為的主要控制方式。

A.單總線計算機結構計算機中訪問主存和外部設備時

B.微型機的CPU控制中

C.組合邏輯的CPU控制中

D.微程序控制器中

解：答案為Ao

16.與微指令的執(zhí)行周期對應的是o

A.指令周期B.機器周期

C.節(jié)拍周期D.時鐘周期

解：答案為Bo

三.填空題

1.目前的CPU包括,和CACHE（一級）。

答：運算器，控制器。

2.CPU中保存當