计算机组成原理课后习题

第1章计算机系统概述一、选择题1、CPU的组成中不包含A。A．存储器B．寄存器C．控制器D．运算器2、电子计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本原理。他就是D。A．牛顿B．爱因斯坦C．爱迪生D．冯·诺依曼3、操作系统最先出现在C。A．第1代计算机B．第2代计算机C．第3代计算机D．第4代计算机4、目前我们所说的个人台式商用机属于D。A．巨型机B．中型机C．小型机D．微型机5、50多年来，计算机在提高速度、增加功能、缩小体积、降低成本和开拓应用等方面不断发展。下面是有关计算机近期发展趋势的看法：①计算机的体积更小，甚至可以像钮扣一样大小。②计算机的速度更快，每秒可以完成几十亿次基本运算。③计算机的智能越来越高，它将不仅能听、能说，而且能取代人脑进行思考。④计算机的价格会越来越便宜。其中可能性不大的是B。A．①和②B．③C．①和③D．④二、填空题。1、第1代计算机的逻辑器件，采用的是电子管；第2代计算机的逻辑器件，采用的是晶体管；第3代计算机的逻辑部件，采用的是中、小规模集成电路；第4代计算机的逻辑部件，采用的是超大规模集成电路。2、计算机的工作特点是速度快、通用性、准确性和逻辑性。三、判断题。1、利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。（×）2、兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。（×）3、在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算方面的应用。（×）4、决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。（√）5、计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。（×）四、简答题一、按照冯若依曼原理，现代计算机应具备哪些功能1.输入/输入功能。计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给使用者。2.记忆功能。计算机应能够“记住”原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中间结果。3.计算功能。计算机应能进行一些最基本的运算，这些基本运算组成人们所需要的一些计算。4.判断功能。计算机在进行一步操作之后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。5.自我控制能力。计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。二、冯若依曼体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些不见组成？他们各起什么作用冯·诺依曼计算机体系的基本思想是存储程序，也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中。计算机只要一启动，就能自动地取出一条条指令并直行之，直至程序执行完毕，得到计算结果为止。按此思想设计的计算机硬件系统包含运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件。运算器用来进行数据变换和各种运算。控制器则为计算机的工作提供统一的时钟，对程序中的各基本操作进行时序分配，并发出相应的控制信号，驱动计算机的各部件按节拍有序地完成程序规定的操作内容。存储器用来存放程序、数据及运算结果。输入/输出设备接收用户提供的外部信息或用来向用户提供输出信息。第二章存储器系统一、选择题1.计算机的存储器系统是指（D）A.RAMB.ROMC.主存储器D.Cache,主存储器和外存储器2.存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来（C）A.存放数据B.存放程序C.存放数据和程序D.存放微程序3.内存若为16MB，则表示其容量为（B）KBA.16B.16384C.1024D.160004.存储周期是指（B）A.存储器的读出时间B.存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔C.存储器的写入时间D.存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔5.存储单元是指（B）A．存放一个二进制作息位的存储元B．存放一个机器字的所有存储元集合C．存放一个字节的所有存储元集合D．存放两个字节的所有存储元集合6.若一台计算机的字长为4个字节，则表明该机器（C）A．能处理的数值最大的为4位十进制数B．能处理的数值最多由4位二进制数组成C．在CPU中能作为一个整体处理32位的二进制代码D．在CPU中运算的结果最大为2的32次方7.机器字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的寻址范围是（A）A．0～16MB－１B．０～１６M－１C．０～８M－１D．０～８MB－１８.某计算机字长１６位，其存储容量为２MB，若按半字编址，它的寻址范围是（C）A．0～８M－１B．０～４M－１C．０～２M－１D．０～１M－１９.下列说法正确的是（C）A．半导体RAM信息可读书可写，且断电后仍能保持记忆B．动态的RAM属非易失性存储器，而静态的RAM存储信息是易失性的C．静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，断电后存储的信息将消失D．ROM不用刷新，且集成度比动态RAM高，断电后存储的信息将消失10.某一动态RAM芯片其容量为16K×1，除电源线、接地线和刷新线外，该芯片的最小引脚数目应为（B）A．16B．12C.18D.2011.动态RAM的刷新是以(B)为单位进行的A.存储单元B.行C.列D.存储矩阵12.双端口存储器在(B)情况下会发生读/写冲突A.左端口与右端口的地址码不同B.左端口与右端口的地址码相同C.左端口与右端口的数据码相同D.左端口与右端口的数据码不同13.双端口存储器所以能高速进行读/写操作,是因为采用了(B)A.高速芯片B两套相互独立的读写电路C.流水技术D.新型器件二、填空题1.存储器的读出时间通常称为（存取时间），它定义为（从存储器接受读出请求到所要的信息出现在它的输出端的时间）。为便于读写控制，一般认为存储器设计时写入时间和读出时间相等，但事实上写入时间（小于）读出时间。2.计算机中的存储器是用来存放（程序和数据）的，随机访问存储器的访问速度与（存储位置）无关。3.计算机系统中的存储器分为（内存）和（外存）。在CPU执行程序时，必须将指令存放在（内存）中。4.半导体存储器分为（静态随机存储器（SRAM））、（动态随机存储器（DRAM））只读存储器（ROM）和相联存储器等5.动态存储单元以电荷的形式将信息存储在电容上，由于电路中存在（泄露电流）因此需要定期不断地进行（刷新）6.地址译码分（单地址译码）方式和（双地址译码）方式。7.静态存储单元是由晶体管构成的（双稳态电路），保证记忆单元始终处于稳定状态，存储的信息不需要（刷新）8.模4交叉存储器是一种（高速）存储器，它有四个存储模块，每个模块有自己的（数据缓冲寄存器）和寄存器。三、判断题1.计算机的内存由RAM和ROM两种半导体存储器组成。（对）2.个人微机使用过程中实然断电，则RAM中保存的信息全部丢失，而ROM中保存的信息不受影响。（对）3.CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储器容量越大，访问存储器所需的时间越长。（错）４.动态RAM和静态RAM都是临危授命性半导体存储器。（错）５.因为单管动态随机存储器是破坏性读出，所以必须断地刷新。（错）四、简答题1、目前计算机中使用的半导体存储器包括哪几种类型？它们各有哪些特点？分别使用什么场合？人们所说的内存通常指哪几种类型？微机中使用的半导体存储器包括半导体随机存储器（RAM）和半导体只读存储器（ROM），其中RAM又可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM(DRAM）。RAM是可读、可写的存储器，CPU可以对RAM单元的内容随机地进行读/写访问。RAM多由MOS型电路组成。SRAM的存取速度快，但集成度低，功耗也较大，所以一般用来组成高速缓冲存储器和小容量内存系统，DRAM集成度高，功耗小，但存储速度慢，一般用来组成大容量内存系统。ROM可以看作是RAM的一种特殊形式，其特点：存储器的内容只能随机读出而不能写入。这类存储器常用来存放那些不需要改变的信息，由于信息一旦写入存储器就固定不变了，即使断电，写入的内容也不会丢失，所以又称为固定存储器。人们通常所说的内容是指RAM和ROM，其中的RAM是动态RAM。2、存储元，存储单元，存储体，存储单元地址这几个术语有何联系与区别存储元：存储器的最小存储单元，它的作用是用来存放一位二进制代码0或1，任何具有两个稳定状态（双稳态）的物理器件都可以来做存储元。存储单元：一般具有存储数据和读写数据的功能，一般以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。程序中的变量和主存储器的存储单元相对应。变量的名字对应着存储单元的地址，变量内容对应着单元所存储的数据。存储体：由许多存储单元构成。计算机在存储数据时，以存储单元为单位进行存取。机器的所有存储单元长度相同，一般由8的整数倍个存储元构成。同一单元的存储元必须并行工作，同时读出写入。由许多存储单元构成一台机器的存储体。由于每个存储单元在存储体中的地位平等，为区别不同单元，给每个存储单元赋予地址。3、针对寄存器，主存，CACHE，光盘存储器，软盘，硬盘，磁带，回答以下问题？按存储容量排出顺序；按读写时间排出顺序计算机系统中广义的存储器包括CPU内部寄存器、高速缓存（Cache)、内存储器和外存储器，其存储速度依次降低，存储成本也依次降低。（1）寄存器组→Cache→软盘→主存→光盘存储器→硬盘→磁带。（2）寄存器组→Cache→主存→硬盘→光盘存储器→软盘→磁带。4、说明SARM的组成结构；与SRAM相比较，DRAM在电路组成上有什么不同SRAM由存储体、读写电路、地址译码电路和控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。与SRAM相比，DRAM在电路组成上有以下不同之处。（1）地址线的引脚一般只有一半，因此，增加了两根控制线RAS(RAS取反)和CAS(CAS取反)，分别控制接收行地址和列地址。（2）没有CS(CS取反)引脚，在存储器扩展时用RAS(RAS取反)控制线来代替。五、综合题1、设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问：（1）按字节编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？（2）按半字编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？（3）按字编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？答：（1）1M=2^10*2^10*8b=2^20*8b所以，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位，编址范围0~2^20-1，写成16进制为00000H~FFFFFH。（2）由题意得：半字为16b，1M=2^19*16b所以，地址寄存器为19位，数据寄存器为16位，编址范围0~2^19-1，写成16进制为00000H~7FFFFH。（3）按字编址，字长为32，1M=2^18*32b所以，地址寄存器为18位，数据寄存器为32位，编址范围0~2^18-1，写成16进制为00000H~3FFFFH。2、利用2716（2K*8位）、2114（1K*4位）和8205（或74LS138）等集成电路为8位微机设计一个容量为4KB的ROM、2KB的RAM的存储子系统（ROM安排在内存的底端，RAM紧靠ROM）。要求写出设计步骤。答：1）、计算需要的各种芯片表2716（2K*8位）2*2^10*8=2KB2114(1K*4位)2^10*4=0.5KB又因为是八位机，所以2114必须成对出现，两个2114容量为1KB。所以2716是2个组成4KB的ROM2114是4个组成2KB的RAM2）、写出多个芯片的地址分配ROM10~2^11-10~20470~07FFHROM22^11~2^12-12048~40950800H~0FFFHRAM1+RAM22^12~2^12+2^10-14096~51191000H~13FFHRAM3+RAM45120~5120+2^10-15120~614314FFH~17FFH3、用8K*8的RAM芯片和2K*8的ROM芯片设计一个10K*8的存储器，ROM和RAM的容量分别为2K和8K，ROM的首地址为0000H，RAM的末地址为3FFFH。（1）ROM存储器区域和RAM存储器区域的地址