1、111 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。12 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。13 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。略。14 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 。15 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。16 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答： 指 CPU 一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。17 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是
2、存储器可以存放数据的数量（如字节数） 。它包括主存容量和辅存容量。主存指的是 CPU 能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。辅存指的是 CPU 不能直接访问，必须通过 I/O 接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u 盘等。18 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和 I/O 设备做什么的部件。（5）嵌
3、入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。供选择的词或短语：1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器 10、VLSI答：（1）8， （2）3， （3）9， （4）6， （5）2，（6）10， （7）5， （8）4， （9）1， （10）72计算机
4、系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成19 冯诺伊曼 Von Neumann 计算机的主要设计思想是什么？略。110 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？略。111 计算机软件包括哪几类？说明它们的用途。略。112 简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。略。113 通过计算机系统的层次结构学习，你对计算机系统有了怎样的了解？略。第二章21 数字信号和模拟信号的主要区别是什么？与模拟电路相比，数字电路有何特点？略。22 二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通？答：大于二极管的正向
5、特性存在死区电压 Vr（硅二极管约为 0.7V，锗二极管约为0.2V）23 三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？答：当输入电压 Vi0，且 Vi 0 ， 上 商 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 + - | Y | 补1 1 . 0 0 1 1+1 1 . 0 1 0 10 0 . 1 1 0 1左 移 一 位R20 ， 上 商 1左 移 一 位+ - | Y | 补R20 ， 上 商 1左 移 一 位+ - | MY| 补R2 0 ， 上 商 1左 移 一 位R3 0 ， 上 商 1左 移 一 位R4 0 ， 上 商 11 1 . 0 0 0 1 01 1
6、. 1 1 1 1 00 0 . 1 1 1 1 00 0 . 1 1 1 0 0+0 0 0 . 1 1 00 0 0 . 1 1 1 0 0 . 1 1 1 00 0 . 1 1 1 1 0 . 1 1 1 1 00 . 1 1 1 1 0 + - | MY| 补+ - | MY| 补左 移 一 位+ - | MY| 补R5= 1 = 1 = 1 = 1。 = 1。RAM 的地址范围为：00 0000 0000 0000 000001 1111 1111 1111 1111ROM 的地址范围为：11 1110 0000 0000 000011 1111 1111 1111 11115.4
7、设有一个 4 体交叉存储器，在使用时经常遇到连续访问同一个存储体的情况，会产生怎样的结果？答：存储器带宽降低。5.5 某计算机的存储系统由 Cache、主存和用于虚拟存储的磁盘组成。CPU 总是从Cache 中获取数据。若所访问的字在 Cache 中，则存取它只需要 20ns，将所访问的字从主存装入 Cache 需要 60ns，而将它从磁盘装入主存则需要 1200s。假定 Cache 的命中率为 90%，主存的命中率为 60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间。答： a112123t=h(-)t(-h)t0*.9.*06+(-0.9)1.6*(20+1)48625a112123t=h(-)t
8、(-h)t0*.9.*06(-.9)10.6*2485.6 CPU 执行一段时间时，cache 完成存取的次数为 3900 次，主存完成的存取次数为 100 次，已知 cache 的存储周期为 40ns，主存的存储周期为 240ns。求 cache/主存系统的效率和平均访问时间？答：e=t c/ta=8/9=89%ta=40*(3900/4000)+240*(100/4000)=45ns5.7 某处理器包含一片内 Cache，容量为 8K 字节，且采用 4 路组相联结构，块的大小为 4 个 32 位字。当 Cache 未命中时，以分组方式从主存读取 4 个字到 Cache，假定主存容量为 16
9、M 字节。请说明：（1）Cache 共分多少组？（2）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数；答：(1) 128 组;(2)7 41 3主存字块标志 组地址块内地址或者 2 41 1区号 组内块号块内地址7组号5.8 计算机主存容量为 256K 字，Cache 为 8K 字。主存与 Cache 之间按组相联映射，Cache 的每组有 4 个行，每行有 64 个字。假设开始时 Cache 为空，CPU 按顺序从主存地址为 0，1，2， ，8447 单元执行“取“操作（不命中时，采用将主存中含有该字的块送入 Cache 后，再从 Cache 中把需要的字读出送 CPU 的
10、方法） ，然后又重复执行 20次。设 Cache 存取时间为主存的 1/10。替换使用 LRU 算法，请计算上述操作总的存取时间与不用 Cache 相比，速度提高多少倍？答：约 4.965 倍5.9 简述虚拟存储器的含义和作用。略。习题六61 指令包括哪几部分？各表示什么含意？26略。62 在一地址指令、二地址指令中，如何指定二个操作数地址？如何存放操作结果？略。63 简述指令操作码的扩展技术的基本方法。略。64 某机器字长 16 位，采用单字长指令，每个地址码 6 位。试采用操作码扩展技术，设计 14 条二地址指令，80 条一地址指令，60 条零地址指令。请给出指令编码示意图。1 （7 分）
11、 14 条双地址指令： 操作码（4 位） 地址码 A1(6 位) 地址码 A2(6 位)操作码: 000000001101 80 条单地址指令： 操作码（10 位） 地址码 A（6 位）操作码:1110（64 条中可选择前 63 条）1111（64 条中可选择前 17 条） 60 条零地址指令： 操作码（16 位）操作码: 1111111111（64 条中选择 60 个编码即可）其他编码方案，只要符合操作码扩展技术都可以65 什么是指令字长？什么是机器字长？它们之间有何关系？略：66 确定寻址方式的目的是什么？略67 请说明间接寻址和直接寻址的不同。略。68 简述变址寻址和基址寻址的主要区别。
12、略。69 单项选择题（1）寄存器间接寻址方式中，操作数在（ ）中。27A. 程序计算器 B. 堆栈 C. 寄存器 D. 主存答：D（2）堆栈常用于（ ） 。A. 数据移位 B. 程序转移 C. 保护程序现场 D. 输入、输出答：C（3）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，另一个数常需采用（ ） 。A堆栈寻址 B. 立即寻址 C. 隐含寻址 D. 间接寻址答：C（4）用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（ ）A直接寻址 B. 间接寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 寄存器间接寻址答：C（5）指令中采用不同的寻址方式，其主要目的是（ ） 。A. 可以实现操作码的扩展
13、 B. 实现存储程序和程序控制C. 缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程的灵活性。D. 降低指令译码的难度。答：C（6）指令寻址和数据寻址的不同在于（ ） 。A. 前者是访问存储器，后者是访问寄存器。B. 前者是确定程序转移地址，后者取操作数。C. 前者是确定程序顺序执行顺序，后者是取确定操作数地址。D. 前者是短指令，后者是长指令。28答：BC（7）变址寻址方式中，操作数的有效地址为（ ） 。A. 程序计数器的内容加上形式地址。 B. 基址寄存器的内容加上形式地址。C. 变址寄存器的内容加上形式地址。 D. 变址寄存器的内容加上基址寄存器的内容答：（8）CISC 指令系统与 RISC 指令系
14、统相比具有（ ）等特点。A. 前者指令条数少，后者指令条数多。B. 前者执行速度慢，后者执行速度快。C. 前者有利于编译生成优化代码，后者不便于编译。D. 前者指令功能简单，后者指令功能复杂。 答：B610 某机 16 位字长指令格式如下：其中：D 是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位） ；M 是寻址方式 M=0 立即寻址；M=1 直接寻址（这时 D 为地址，是无符号数） ；OP M D 5 位 3 位 8 位29M=2 间接寻址；M=3 变址寻址（变址寄存器 RI，16 位） ；M=4 基址寻址（基址寄存器 Rb，16 位） ；M=5 相对寻址。（1） 该指令格式最多可以定义多少种不同的
15、操作？立即寻址操作数范围是多少？（2） 写出各种寻址方式的有效地址的计算表达式。（3） 各种寻址方式时能访问的最大主存空间范围是多少？答：（）32 , 0255（）直接寻址:EAD间接寻址:EA=(D)变址寻址:EA=(RI)基址寻址:EA=（Rb）+D相对寻址:EA=(PC)+D（）直接寻址:0255间接寻址:0255(设存储器长度为位,且只能取一个字节)变址寻址：016K-1基址寻址:016K-1相对寻址:当前指令地址的128+127611 一个较完整的指令系统应该包括哪些类型的指令？略30612 假设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码和寻址方式，第二个字节是相对偏移量，用补
16、码表示。若当前转移指令的第一字节所在地址为 0019H，且 CPU 每取出一个字节指令便会自动执行（PC）+1PC 操作。请问当转移地址分别为 0006H 和 0025H 时，相对转移指令第二字节的内容是什么？答：EBH, 0AH.613 某机器内共有 16 个 32 位的通用寄存器，设计一种有 60 种操作，8 种寻址方式的指令系统。假设指令字长等于机器字长，机器字长为 32 位，请回答：(1)若主存可直接寻址或间接寻址，采用“寄存器存储器”型指令，能寻址最大存储空间是多少？画出指令格式并说明各字段的含意。(2)若采用通用寄存器作基址寄存器，则“寄存器存储器”型指令的指令格式是怎样? 能寻址
17、最大存储空间是多少？答：（） 19; 操作码(6 位) 寻址方式（3 位） 寄存器(4 位) 地址 A(19 位)（）操作码(6 位) 寻址方式（3 位） 寄存器(4 位) 地址 A(19 位) 32614 什么叫堆栈？它的操作特点是什么？堆栈主要用在哪里？略。615 简述 RISC 的主要优缺点。略616 设 某 机 寄 存 器 字 长 16 位 ， 用 16 进 制 表 示 ， 已 知 ： 变 址 寄 存 器 内 容 为0004H， PC 的 内 容 为 0003H， 内 存 中 部 分 单 元 内 容 如 下 ：地 址 ： 内 容 地 址 ： 内 容 0002H： 000AH 0007H： 000AH0003H： 0002H 0008H： 0002H0004H： 0007H 0009H： 0003H0005H： 0004H 000AH： 0009H0006H： 0005H 000BH： 0008H指 令 为 双 字 长 指 令 ， 格 式 如 下 ：操 作 码 ， 寻 址 方 式 码 ， 寄 存 器 号 (16 位 )直 接 地 址 /间 接 地 址 /立 即 数 /相 对 位 移 量 /形 式 地 址 (16 位 )若 当 前 指 令 分 别 为 下 列 寻 址 方 式 时 ， 试 求 出 操 作 数 填 入 下 表 。寻 址 方 式 操 作 数
