大二上计组速通笔记
计算机组成原理试题
一、选择题
（每小题选出一个最合适的答案，每小题 2 分，共 20 分）
- 若十进制数为 37.25，则相应的二进制数是（ ）。
（A）100110.01
（B）110101.01
（C）100101.1
（D）100101.01 - 若
[x]反 = 1.1011，则x =（ ）。
（A）-0.0101
（B）-0.0100
（C）0.1011
（D）-0.1011 - 某机器字长 16 位，含一位数符，用补码表示，则定点小数所能表示的最小正数是（ ）。
（A）2⁻¹⁵
（B）2¹⁶
（C）2⁻¹
（D）1 - 2⁻¹⁵ - 若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为 10，则（ ）。
（A）产生了负溢出（下溢）
（B）产生了正溢出（上溢）
（C）运算结果正确，为负数
（D）运算结果正确，为正数 - 在用比较法进行补码一位乘法时，若相邻两位乘数 yᵢyᵢ₊₁ 为 01 时，完成的操作是（ ）。
（A）无
（B）原部分积 + [X]补 ，右移一位
（C）原部分积 + [-X]补 ，右移一位
（D）原部分积 + [Y]补 ，右移一位 - 堆栈指针 SP 的内容是（ ）。
（A）栈顶地址
（B）栈底地址
（C）栈顶内容
（D）栈底内容 - 在寄存器间接寻址方式中，操作数是从（ ）。
（A）主存储器中读出
（B）寄存器中读出
（C）磁盘中读出
（D）CPU 中读出 - 在微程序控制器中，一条机器指令的功能通常由（ ）。
（A）一条微指令实现
（B）一段微程序实现
（C）一个指令码实现
（D）一个条件码实现 - 在串行传输时，被传输的数据（ ）
（A）在发送设备和接受设备中都是进行串行到并行的变换
（B）在发送设备和接受设备中都是进行并行到串行的变换
（C）发送设备进行串行到并行的变换，在接受设备中都是进行并行到串行的变换
（D）发送设备进行并行到串行的变换，在接受设备中都是进行串行到并行的变换 - 系统总线是指（ ）。
（A）运算器、控制器和寄存器之间的信息传送线
（B）运算器、寄存器和主存之间的信息传送线
（C）运算器、寄存器和外围设备之间的信息传送线
（D）CPU、主存和外围设备之间的信息传送线
二、名词解释
（每小题 4 分，共 20 分）
- 全相联映像
- 指令系统
- 指令周期、CPU 周期
- 向量中断
- 微指令
三、改错题
（在下列各小题的表述中均有错误，请改正。每小题 3 分，共 12 分）
- 在中央处理器中，运算器可以向控制器发出命令进行运算操作。
- 在单处理机总线中，相对 CPU 而言，地址线和数据线一般都为双向信号线。
- 多重中断方式，是指 CPU 同时处理多个中断请求。
- 在“半互锁”异步通信方式中，“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到，而“请求”信号的撤消又导致“回答”信号的撤消。
四、简答题
（每小题 5 分，共 15 分）
- 某机指令字长 12 位，每个地址段 3 位，试提出一种字段分配方案，使该机指令系统能有 6 条三地址指令和 8 条二地址指令。
- 分别用 NRZ-1、PE 及 FE 制记录方式记录数据序列 11001，画出写电流波形。
- 简述通道控制方式和 DMA 方式的异同。
五、计算题（10 分）
用补码加减交替一位除法进行 6 ÷ 2 运算，要求写出运算过程和运算结果。
六、设计题
（第一小题 12 分，第二小题 11 分，共 23 分）
1. CPU 结构如下图所示（图略），其中有一个累加寄存器 AC、一个状态条件寄存器和其他 4 个寄存器，各部件之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。
（1）标明 4 个寄存器的名称。
（2）简述指令从主存取出送到控制器的数据通路。
（3）简述数据在运算器和主存之间进行存取访问的数据通路。
2. 用 2K 位/片的 RAM 存储器芯片设计一个 8KB 的存储器，设 CPU 的地址总线为 A₁₂~A₀（低），数据总线为 D₇~D₀（低），由线控制读写。
（1）该存储器需要多少片 2K 位/片的存储器芯片？
（2）请设计并画出该存储器的逻辑图。
参考答案
一、选择题
- D
- B
- A
- A
- B
- A
- A
- B
- D
- D
二、名词解释
-
全相联映像：就是让主存中的任何一个块均可以映像装入到 Cache 中任何一个块的位置上。
-
指令系统：是指一台计算机的所有指令的集合。
-
指令周期、CPU 周期
：
- 指令周期：是指从取指令、分析取数到执行完该指令所需的全部时间。
- CPU 周期：也叫机器周期，通常把一个指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期完成一个基本操作。
-
向量中断：是指那些中断服务程序的入口地址是由中断事件自己提供的中断。
-
微指令：是指控制存储器中的一个单元的内容，即控制字，是若干个微命令的集合。
三、改错题
- 改为：在中央处理器中，控制器可以向运算器发出命令进行运算操作。
- 改为：在单处理机总线中，相对 CPU 而言，地址线为单向信号，数据线一般为双向信号线。
- 改为：多重中断是指具有中断嵌套的功能，CPU 在响应较低级别的中断请求时，如果有更高级别的中断请求，CPU 转去响应更高级别中断请求。
- 改为：在“半互锁”异步通信方式中，“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到，而“回答”信号的撤消由从设备自己决定。
四、简答题
-
答：
000 XXX YYY ZZZ ... 101 XXX YYY ZZZ 110 000 YYY ZZZ ... 110 111 YYY ZZZ -
（注：原资料未提供波形图，仅提示“公众号【大学百科资料】整理……”）
-
答：
- 相同点：都是能在不需要 CPU 干预下实现外设和内存间的数据交换。
- 不同点：
1）DMA 控制器是通过专门设计的硬件控制逻辑来实现对数据传递的控制，而通道具有自己的指令和程序，是一个有特殊功能的处理器；
2）DMA 仅能控制一台或几台同类设备，而通道能控制多台同类或不同类设备。
五、计算题
解题要领：首先要转化为补码形式，然后进行列算式计算。没有转化，但会列算式，且最后结果正确给 7 分。
六、设计题
1.
（1）答：
- a 为 MDR（Memory Data Register）
- b 为 IR（Instruction Register）
- c 为 MAR（Memory Address Register）
- d 为 PC（Program Counter）
（2）答：PC → MAR → MM → MDR → IR
（3）答：
- 数据从主存取出（设数据地址为 X）：
X → MAR → MM → MDR → ALU → AC - 数据存入主存（设数据地址为 Y）：
Y → MAR, AC → MDR → MM
2.
（1）答：共需 8 片。
计算机组成原理期末考试试题
一、选择题
- 完整的计算机系统应包括______。
- 计算机系统中的存储器系统是指______。
- 冯·诺依曼机工作方式的基本特点是______。
- 下列说法中不正确的是______。
- 在下列数中最小的数为______。
A. (101001)₂
B. (52)₈
C. (101001)BCD
D. (233)₁₆ - 在下列数中最大的数为______。
A. (10010101)₂
B. (227)₈
C. (143)₅
D. (96)₁₆ - 在机器中，______的零的表示形式是唯一的。
- 针对 8 位二进制数，下列说法中正确的是______。
- 一个 8 位二进制整数采用补码表示，且由 3 个“1”和 5 个“0”组成，则最小值为______。
- 计算机系统中采用补码运算的目的是为了______。
- 若某数 x 的真值为 –0.1010，在计算机中该数表示为 1.0110，则该数所用的编码方法是______码。
- 长度相同但格式不同的 2 种浮点数，假定前者阶码长、尾数短，后者阶码短、尾数长，其他规定均相同,则它们可表示的数的范围和精度为______。
- 某机字长 32 位，采用定点小数表示，符号位为 1 位，尾数为 31 位，则可表示的最大正小数为______，最小负小数为______。
- 运算器虽有许多部件组成，但核心部分是______。
- 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。
- 在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有______，它一般用______ 来实现。
- 下列说法中正确的是______。
- 在定点数运算中产生溢出的原因是______。
- 下溢指的是______。
- 存储单元是指________。
- 和外存储器相比，内存储器的特点是________。
- 某计算机字长 16 位，存储器容量 64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是________。
- 某 DRAM 芯片，其存储容量为 512K×8 位，该芯片的地址线和数据线数目为_______。
- 某计算机字长 32 位，其存储容量为 4MB ，若按字编址，它的寻址范围是 ________ 。
- 主存储器和 CPU 之间增加 Cache 的目的是________。
- EPROM 是指________。
- 寄存器间接寻址方式中，操作数处在__________。
- 扩展操作码是__________。
- 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是__________。
- 单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常采用__________。
- 对某个寄存器中操作数的寻址方式称为__________寻址。
- 寄存器间接寻址方式中，操作数处在__________。
- 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于__________。
- 程序控制类指令的功能是__________。
- 同步控制方式是__________。
- 异步控制方式常用于__________作为其主要控制方式。
- 在一个微周期中__________。
- 指令周期是指__________。
- 在 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是__________。
- 中央处理器是指__________。
- 计算机操作的最小时间单位是__________。
- 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是__________。
- 为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是__________。
- 就微命令的编码方式而言，若微操作命令的个数已确定，则__________。
- 下列说法中正确的是__________。
- 系统总线中地址线的功用是 。
- 数据总线的宽度由总线的 定义。
- 在单机系统中，多总线结构的计算机的总线系统一般由 组成。
- 下列陈述中不正确的是 。
- 中断发生时，由硬件更新程序计数器 PC，而不是由软件完成，主要是为了________。
- 在 I/O 设备、数据通道、时钟和软件这 4 项中，可能成为中断源的是________。
- 单级中断与多级中断的区别是________。
- 在单级中断系统中，CPU 一旦响应中断，则立即关闭________标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
- 为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用________。
- 为实现 CPU 与外部设备并行工作，必须引入的基础硬件是________。
- 中断允许触发器用来________。
- 采用 DMA 方式传递数据时，每传送一个数据就要占用一个________时间。
- 周期挪用方式常用于________方式的输入/输出中。
- 通道是重要的 I/O 方式，其中适合连接大量终端及打印机的通道是 ________。
- 磁表面存储器不具备的特点是______。
- 计算机的外部设备是指______。
- 在微型机系统中外部设备通过______与主板的系统总线相连接。
二、简答题
- 冯·诺依曼型计算机的基本特点是什么？
- 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？
- 什么是总线？以总线组成计算机有哪几种组成结构？
- 什么是硬件、软件和固件？什么是软件和硬件的逻辑等价？在什么意义上软件和硬件是不等价的？
- 计算机系统按程序设计语言划分为哪几个层次？
- 解释如下概念： ALU ， CPU ，主机和字长。
- 常用的计算机性能指标有哪些？
- 多媒体的含义是什么？
- 简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。
- 计算机系统的主要技术指标有哪些？
- 试计算采用 32×32 点阵字形的一个汉字字形占多少字节？存储 6763 个 16×16 点阵以及 24×24 点阵字形的汉字库各需要多少存储容量？
- 海明校验码的编码规则有哪些？
- 简述 CRC 码的纠错原理。
- 运算器由哪几部分组成？
- 主存储器有哪些性能指标？它们的含义是什么？
- 主存的基本组成有哪些部分？各部分主要的功能是什么？
- 静态 MOS 存储元、动态 MOS 存储元各有什么特点？
- 什么是刷新？为什么要刷新？有哪几种常用的刷新方式？
- 简要说明提高存储器速度有哪些措施？
- Cache 有哪些特点？
- 如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？
- 存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有哪些层次？
- 说明存储周期和存取时间的区别。
- 指令格式设计的准则有哪些？
- 指令是灵活多变的，体现在哪些方面？
- 试比较基址寻址和变址寻址的异同点。
- 堆栈是什么？它有什么特点？功能有哪些？
- 指令长度和机器字长有什么关系？半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么？
- 计算机进行程序控制工作的基本原理是怎样的？
- 控制器的基本功能是什么？基本组成部件包括哪些？
- 微程序控制的基本思想是什么？
- 说明机器指令和微指令的关系。
- 控制器有哪几种控制方式？各自有什么特点？
- 指令和数据都存放在主存，如何识别从主存储器中取出的是指令还是数据？
- 什么是微指令和微操作？微程序和机器指令有何关系？微程序和程序之间有何关系？
- 比较水平微指令和垂直微指令的优缺点。
- 比较单总线、双总线和多总线结构的性能特点。
- 什么叫总线周期、时钟周期、指令周期？它们之间一般有什么关系？
- 说明总线结构对计算机系统性能的影响。
- 接口电路在系统结构中的作用是什么？
- 接口电路应具备哪些基本功能？
- 外部设备在系统中如何编址，如何与主机连接？
- 什么是 I/O 组织方式？有哪几种 I/O 组织方式？各自的特点是什么？
- 查询方式和中断方式的主要异同点是什么？
- 什么是中断？中断技术给计算机系统带来了什么作用？
- 中断系统为什么要进行中断判优？何时进行中断判优？如何进行判优？
- 外部设备有哪些主要功能？可以分为哪些大类？各类中有哪些典型设备？
- 磁表面存储器的特点有哪些？
三、分析与计算题
- 设机器字长 32 位，定点表示，尾数 31 位，数符 1 位，问：
(1) 定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？
(2) 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ - 现有 1024×1 的存储芯片，若用它组成容量为 16K×8 的存储器。试求：
(1) 实现该存储器所需的芯片数量？
(2) 若将这些芯片分装在若干个块板上，每块板的容量为 4K×8，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用作片内地址？ - 设存储器容量为 32 位，字长 64 位，模块数 m=8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。若存储周期 T=200ns，数据总线宽度为 64 位，总线传送周期为 50ns，则顺序存储器和交叉存储器带宽各是多少?
- CPU 的地址总线 16 根(A₁₅~A₀，A₀ 是低位)，双向数据总线 16 根(D₁₅~D₀)，控制总线中与主存有关的信号有 !MREQ(允许访存，低电平有效)，R/!W(高电平读命令，低电平写命令)。主存地址空间分配如下：0~8191 为系统程序区，由 EPROM 芯片组成，从 8192 起一共 32K 地址空间为用户程序区，最后(最大地址)4K 地址空间为系统程序工作区。如图 1 所示。上述地址为十进制，按字编址。现有如下芯片。
EPROM： 8K×16 位(控制端仅有 !CS)，16 位×8 位
SRAM： 16K×1 位，2K×8 位，4K×16 位，8K×16 位
请从上述芯片中选择芯片设计该计算机的主存储器，画出主存逻辑框图。 - 某计算机指令字长 16 位，地址码是 6 位，指令有无地址、一地址和二地址 3 种格式，设有 N 条二地址指令，无地址指令 M 条，试问 1 地址指令最多有多少条？
- 假设某计算机指令长度为 20 位，具有双操作数、单操作数和无操作数 3 类指令格式，每个操作数地址规定用 6 位表示。问：若操作码字段固定为 8 位，现已设计出 m 条双操作数指令，n 条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？
- 有 4 级流水线分别完成取指、指令译码并取数、运算、送结果 4 步操作，假设完成各步操作的时间依次为 100ns、100ns、80ns、50ns。
(1) 流水线的操作周期应设计为多少？
(2) 若相邻 2 条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第 2 条指令要推迟多少时间进行？
(3) 如果在硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？ - 指令流水线有取指(IF) 、译码(ID)、执行(EX) 、访存(MEM)、写回寄存器堆(WB)五个过程段，共有 20 条指令连续输入此流水线。
（1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为 100ns。
（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。 - 某系统总线的一个存取周期最快为 3 个总线时钟周期，在一个总线周期中可以存取 32 位数据。若总线的时钟频率为 8.33MHz，则总线的带宽为多少 MB/s？
- 某磁盘组有 6 片磁盘，每片可有 2 个记录面，存储区域内径为 22cm，外径为 33cm，道密度 40 道/cm，位密度 400b/cm，转速 2400 r/min。试问：
(1) 共有多少个存储面可用？
(2) 共有多少个圆柱面？
(3) 整个磁盘组的总存储总量有多少？
(4) 数据传送率是多少？
(5) 如果某文件长度超过一个磁盘的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？
(6) 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？ - 某磁盘存储器的转速为 3000r/min，共有 4 个记录面，5 道/mm，每道记录信息为 12288B，最小磁道直径为 230mm, 共有 275 道，问：
(1) 磁盘存储器的存储容量是多少？
(2) 最大位密度，最小位密度是多少？
(3) 磁盘数据传输率是多少？
(4) 平均等待时间是多少？给出一个磁盘地址格式方案。 - 一台有 6 个盘片的磁盘组，转速为 2400r/min(每分钟转速)，盘面有效记录区域的外直径为 30cm，内直径为 20cm，记录密度为 640b/m(每毫米的位数)，磁道间距为 0.2cm，盘片设有 2 个保护面，1 个伺服面。试计算：
(1) 盘组的存储容量。
(2) 数据传输率。 - 设有两个浮点数 x=2^Ex × Sx ， y =2^Ey × Sy ， Ex =(-10)₂ ， Sx =(+0.1001)₂ ， Ey =(+10)₂ ，Sy=(+0.1011)₂。若尾数 4 位，数符 1 位，阶码 2 位，阶符 1 位，求 x+y 并写出运算步骤及结果。
- 设有两个十进制数，x=-0.875 × 2¹，y= 0.625 × 2²：
(1) 将 x、y 的尾数转换为二进制补码形式。
(2) 设阶码 2 位，阶符 1 位，数符 1 位，尾数 3 位，通过补码运算规则求出 z= x – y 的二进制浮点规格化结果。
参考答案
一、选择题
- D
- D
- B
- D
- C
- B
- B
- B
- B
- C
- B
- B
- D
- B
- D
- C
- D
- C
- A
- B
- C
- B
- C
- D
- A
- D
- B
- D
- B
- C
- C
- B
- C
- D
- C
- A
- D
- C
- B
- C
- A
- B
- C
- B
- C
- C
- A
- A
- A
- C
- D
- A
- A
- B
- A
- D
- C
- A
- C
- C
- D
- B
二、简答题
- 答：冯•诺依曼原理的基本思想是：•采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。•将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。•指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。•计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了 5 部分的基本功能。冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。
- 答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。存储器（Memory）是用来存放数据和程序的部件；运算器是对信息进行运算处理的部件；控制器是整个计算机的控制核心。它的主要功能是读取指令、翻译指令代码、并向计算机各部分发出控制信号，以便执行指令；输入设备能将数据和程序变换成计算机内部所能识别和接受的信息方式，并顺序地把它们送入存储器中；输出设备将计算机处理的结果以人们能接受的或其它机器能接受的形式送出。
- 答：总线（Bus）就是计算机中用于传送信息的公用通道，是为多个部件服务的一组信息传送连接线。按照总线的连接方式，计算机组成结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构等（详细内容见第 7 章）。
- 答：计算机硬件（Hardware）是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成。计算机软件（Software）是指能使计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明和图表资料又称为文档。固件（Firmware）是一种介于传统的软件和硬件之间的实体，功能上类似软件，但形态上又是硬件。微程序是计算机硬件和软件相结合的重要形式。软件和硬件的逻辑等价含义：（1）任何一个由软件所完成的操作也可以直接由硬件来实现（2）任何一条由硬件所执行的指令也能用软件来完成。在物理意义上软件和硬件是不等价的。
- 答：计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能创造程序设计，且得到下级的支持。
- 答：算术逻辑运算部件（ALU：Arithmetic Logic Unit），是运算器的核心组成，功能是完成算数和逻辑运算。“中央处理单元”（CPU：Central Processing Unit）包括运算器和控制器，是计算机的信息处理的中心部件。存储器、运算器和控制器在信息处理操作中起主要作用，是计算机硬件的主体部分，通常被称为“主机”。字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等，可以是 8/16/32/64/128 位（bit）等。
- 答：评价计算机性能是一个复杂的问题，早期只限于字长、运算速度和存储容量 3 大指标。目前要考虑的因素有如下几个方面。(1)主频 主频很大程度上决定了计算机的运行速度，它的单位是兆赫兹(MHz)。(2)字长字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等，可以是 8/16/32/64/128 位(bit)。(3)运算速度 衡量计算机运算速度的早期方法是每秒执行加法指令的次数，现在通常用等效速度。(4)存储容量 以字为单位的计算机常以字数乘字长来表明存储容量。(5)可靠性 系统是否运行稳定非常重要，常用平均无故障时间(MTBF)衡量。(6)可维护性 系统可维护性是指系统出了故障能否尽快恢复，可用平均修复时间(MTRF)表示，它是指从故障发生到机器修复平均所需要的时间。(7)可用性 是指计算机的使用效率。(8)兼容性 兼容是广泛的概念，是指设备或程序可以用于多种系统的性能。兼容使得机器的资源得以继承和发展，有利于计算机的推广和普及。
- 答：多媒体技术是指能够同时获取、处理 、编辑、存储和展示两个以上不同信息类型媒体的技术。计算机信息的形式可以是文字、声音、图形和图象等。
- 答：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。第 0 级为硬件组成的实体。第 1 级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。第 2 级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。第 3 级操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。第 4 级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。第 5 级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译工作。第 6 级是应用语言级。这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级语言就是各种面向问题的应用语言。
- 答：计算机系统的主要技术指标有：机器字长、数据通路宽度、主存储器容量和运算速度等。机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。主存储器容量是指主存储器所能存储的全部信息。运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存储器本身的速度等许多因素有关。
- 答：128B 216416B 486936B
- 答：若海明码的最高位号为 m，最低位号为 1，即ＨmＨm-1...Ｈ2Ｈ1，则海明码的编码规则是：（1）校验位与数据位之和为 m，每个校验位 Pi 在海明码中被分在位号 2^(i-1) 的位置上，其余各位为数据位，并按从低向高逐位依次排列的关系分配各数据位。（2）海明码的每一位位码 Hi（包括数据位和校验位）由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号要等于校验它的各校验位的位号之和。
- 答：CRC 码是一种纠错能力较强的编码。在进行校验时，将 CRC 码多项式与生成多项式 G(X)相除，若余数为 0，则表明数据正确；当余数不为 0 时，说明数据有错。只要选择适当的生成多项式 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依据判断出错位置从而纠正错码。
- 答：运算器的基本结构应包括以下几个部分： (1)能实现算术和逻辑运算功能的部件 ALU； (2)存放待加工的信息或加工后的结果信息的通用寄存器组； (3)按操作要求控制数据输入的部件：多路开关或数据锁存器； (4)按操作要求控制数据输出的部件：输出移位和多路开关； (5)计算器与其它部件进行信息传送的总线以及总线接收器与发送器；总线接收器与发送器通常是由三态门构成的。
- 答：存储器的性能指标是对存储器进行设计、使用和提高时的主要依据，存储器性能指标也称为存储器参数。（1）存储容量是指一个功能完备的存储器所能容纳的二进制信息总量，即可存储多少位二进制信息代码。（2）存储器速度：存储器取数时间和存储器存取周期（3）数据传输率：单位时间可写入存储器或从存储器取出信息的最大数量，称为数据传输率或称为存储器传输带宽 bM（4）可靠性存储器的可靠性是指在规定时间内存储器无故障的情况，一般用平均无故障时间 MTBF 来衡量。（5）价格：又称成本，它是衡量主存储器经济性能的重要指标。
- 答：主存储器的基本组成：（1）贮存信息的存储体。一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起来的存储阵列。存储体是存储器的核心。（2）信息的寻址机构，即读出和写入信息的地址选择机构。这包括：地址寄存器（MAR）和地址译码器。地址译码器完成地址译码，地址寄存器具有地址缓冲功能。（3）存储器数据寄存器 MDR。在数据传送中可以起数据缓冲作用。（4）写入信息所需的能源，即写入线路、写驱动器等。（5）读出所需的能源和读出放大器，即读出线路、读驱动器和读出放大器。（6）存储器控制部件。包括主存时序线路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路，写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件。
- 答：在 MOS 半导体存储器中，根据存储信息机构的原理不同，又分为静态 MOS 存储器（SRAM）和动态 MOS 存储器（DRAM），前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息不会丢失，后者利用 MOS 电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持。
- 答：对动态存储器要每隔一定时间（通常是 2ms）给全部基本存储元的存储电容补充一次电荷，称为 RAM 的刷新，2ms 是刷新间隔时间。由于存放信息的电荷会有泄漏，动态存储器的电荷不能象静态存储器电路那样，由电源经负载管源源不断地补充，时间一长，就会丢失信息，所以必须刷新。常用的刷新方式有两种：集中式刷新、分布式刷新。
- 答：高速缓冲存储器、多体交叉存储器。
- 答：Cache 具有如下特点： (1)位于 CPU 与主存之间，是存储器层次结构中级别最高的一级。(2)容量比主存小，目前一般有数 KB 到数 MB。(3)速度一般比主存快 5~10 倍，通常由存储速度高的双极型三极管或 SRAM 组成。(4)其容量是主存的部分副本。(5)可用来存放指令，也可用来存放数据。(6)快存的功能全部由硬件实现，并对程序员透明。
- 答：存储器和寄存器不是一回事。存储器在 CPU 的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。寄存器属于 CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。
- 答：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。存储系统是由几个容量、速度和价格各不相同的存储器用硬件、软件以及硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。由高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓冲和主存间称为 Cache－主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存－辅存存储层次（虚拟存储系统）。
- 答：存取周期是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存取周期一定大于存取时间。
- 答：一台计算机选择怎样的指令格式，涉及多方面因素。一般要求指令的字长要短一些，以得到时间和空间上的优势。但指令也必须有足够的长度以利于增加信息量。再者，指令字长一般应是机器字符长度的整数倍以便存储系统的管理。另外，指令格式的设计还与如何选定指令中操作数地址的位数有关。
- 答：指令是灵活多变的，主要体现在以下几个方面：指令格式多样；寻址方式丰富；指令类型多种；操作码位数可随地址码个数变化而变化（扩展操作码方式）；指令长度可变等。
- 答：基址寻址方式和变址寻址方式，在形式上是类似的。但用户可使用变址寻址方式编写程序，而基址寻址方式中对于基址寄存器，用户程序无权操作和修改，由系统软件管理控制程序使用特权指令来管理的。再者基址寻址方式主要用以解决程序在存储器中的定位和扩大寻址空间等问题。
- 答：（1）堆栈的概念•是若干个存储单元(或寄存器)的有序集合，它顺序地存放一组元素。•数据的存取都只能在栈顶单元内进行，即数据的进栈与出栈都只能经过栈顶单元这个“出入口”。•堆栈中的数据采用“先进后出”或“后进先出”的存取工作方式。（2）堆栈结构在计算机中的作用•具有堆栈结构的机器使用零地址指令，这不仅合指令长度短，指令结构简单，机器硬件简化。•实现程序调用，子程序嵌套调用和递归调用。•对于“中断”技术，堆栈更是不可缺少的，保存“断点”和“现场”。（3）堆栈的操作设数据进栈方向为从高地址向低地址发展，当向堆栈压入数据时，SP 的内容先自动递减而指向一个新的空栈顶单元，再把数据写入此栈顶单元；当数据弹出堆栈时，立即读出 SP 所指向的栈顶单元内容，再把 SP 内容自动递增而指向新的栈顶位置。即 PUSH X；(SP)-1→ SP (X)→(SP) POP X；((SP))→X (SP)+1→SP
- 答：指令长度与机器字长没有固定关系，指令长度可以等于机器字长，也可以大于或小于机器字长。通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。
- 答：程序控制原理：（1）编程；（2）送 MM（通过输入设备）；（3）机器工作时，是按一定的序列逐条取出指令，分析指令，执行指令，并自动转到下一条指令执行，直到程序规定的任务完成；（4）程序控制由控制器承担，程序存储由存储器完成。
- 答：控制器的基本功能就是负责指令的读出，进行识别和解释，并指挥协调各功能部件执行指令。控制器的基本结构包括：指令部件、时序部件、微操作控制线路、中断控制逻辑。
- 答：微程序控制技术在现今计算机设计中得到广泛的采用，其实质是用程序设计的思想方法来组织操作控制逻辑。
- 答：抽象级别不同。机器指令是由一组二进制代码组成的。微指令是具有微地址的控制字。一系列
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