2021 计算机组成原理C(西南交通大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-16到2021-06-26
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【作业】第二章 数据的机器层次表示 第二章 数据的机器层次表示-第一次作业

1、 问题:1.设机器数的字长8位（含一位符号位），分别写出下列各二进制数的原码和补码：0，-0, 0.1000，-0.1000, 0.1111, -0.1111，1101, -1101
评分规则: 【 （1）X=0， [X]原=00000000，[X]补=00000000（2）X=-0， [X]原=10000000，[X]补=00000000（3）X=0.1000， [X]原=0.1000000，[X]补=0.1000000 (4) X=-0.1000， [X]原=1.1000000，[X]补=1.1000000 (5)X=0.1111， [X]原=0.1111000，[X]补=0.1111000 (6)X=-0.1111， [X]原=1.1111000，[X]补=0.10001000 (7)X=1101， [X]原=00001101，[X]补=00001101 (8)X=-1101， [X]原=10001101，[X]补=11110011说明：每一个数的原码和补码各2分，由真值到原码和补码转换正确，且位数满足8位字长（包括符号位和数据位），可得2分；若仅仅由真值到原码和补码转换正确，但位数没有扩展为8位字长 ，则得1分。
】

2、 问题:2.已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示：[X1]原=0.10100，[X2]原=1.10111
评分规则: 【 [X1]补=0.10100，[X2]补=1.01001各2分
】

3、 问题:3.已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值：[X1]补=0.10100，[X2]补=1.10111
评分规则: 【 [解] X1=0.10100，X2=-0.01001每小题各2分
】

4、 问题:4. 某机字长16位，问在下列几种情况下所能表示数值的范围： （1）无符号整数 （2）用原码表示定点小数 （3）用补码表示定点小数 （4）用原码表示定点整数 （5）用补码表示定点整数
评分规则: 【 [解]（1） 0≤X≤(216-1) （2） -(1-2-15)≤X≤(1-2-15) （3） -1≤X≤(1-2-15) （4） -(215－1)≤X≤(215-1) （5） -215≤X≤(215-1)每小题各2分
】

5、 问题:5. 某计算机字长为32位,试分别写出无符号整数和带符号整数(补码)的表示范围(用十进制数表示)
评分规则: 【 1
】

6、 问题:6.写出下列各数的原码、补码和反码：7/16, 4/16, 1/16, -1/16, -4/16, -7/16
评分规则: 【
】

7、 问题:7.假设机器字长为8位，若机器数为81H，当它分别代表原码、补码和反码时，等价的十进制整数是多少？
评分规则: 【 [解]:81H=10000001B, 若表示原码，其等价的十进制整数为-1；若表示补码，其等价的十进制整数为-127；若表示反码，其等价的十进制整数为-126。每个小题2分
】

8、 问题:8.已知[X]补=3EH, [Y]补=DCH，求：[1/4 Y]补 ，[X]原，[X]反 ，[Y]原，[Y]反
评分规则: 【 [X]原=3EH；[X]反=3EH； [Y/4]补=F7H；[Y]原=A4H；[Y]反=DBH；每小题2分，如果答案用二进制表示且正确，也应给分
】

9、 问题:已知定点小数[X]补 = 1.X1X2X3, 若要求X≤-0.75，则下列满足要求的是( ) A. X1X2X3=010 B. X1X2X3 = 000 C. X1X2X3 =101 D. X1X2X3 = 001
评分规则: 【 A
】

【作业】第二章 数据的机器层次表示 第二章 数据的机器层次表示-第二次作业

1、 问题:1.某浮点数字长16位，其中阶码部分6位（含一位阶符），移码表示，以2为底；尾数部分10位（含1位数符，位于尾数最高位），补码表示，规格化。分别写出下列各题的二进制代码与十进制真值。（1）非零最小正数（2）最大正数（3）绝对值最小负数（4）绝对值最大负数
评分规则: 【
】

2、 问题:某浮点数字长32位，格式如下。其中阶码部分8位，以2为底，移码表示；尾数部分一共24位（含1位数符），补码表示。现有一浮点代码为(8C5A3E00)16，试写出它所表示的十进制真值。0 7 8 9 31阶码数符尾数
评分规则: 【 [解] (8C5A3E00)16 = 1000 1100 0101 1010 0011 1110 0000 0000 B真值：+0.10110100011111×2^12=（101101000111.11）2=（2887.75）10说明：第1步，十六进制数转换为二进制数，1分。 第2步，符号位1分，阶码2分，尾数2分 第3步，转换为10进制真值，2分
】

3、 问题:3.将下列十进制数转换为IEEE短浮点数，最后结果请用16进制表示（1）28.75；（2）-0.625
评分规则: 【 [解] (1) 28.75=11100.11=1.110011×2^4 符号位=0； 阶码=127+4=131；IEEE短浮点数格式：0,10000011,110 0110 0000 0000 0000 0000对应的16进制数为：41E60000H（2） -0.625=-0.101= -1.01*2^(-1）符号位=1；阶码=127-1=126IEEE短浮点数格式：1,01111110,010 0000 0000 0000 0000 0000对应的16进制数为：BF200000H说明: 每小题5分，其中，符号位1分，阶码2分，尾数2分，转换为16进制数1分。
】

4、 问题:4. 将下列IEEE短浮点数转换为十进制数： （1）11000000 11110000 00000000 00000000 （2）01000011 10011001 00000000 00000000
评分规则: 【 解：（1）1,10000001,11100000000000000000000符号位=1；阶码=129-127=2；1.1112^2=111.1B=7.5 ∴结果=-7.5（2）0,10000111,00110010000000000000000 符号位=0; 阶码=135-127=8; 1.00110012^8=100110010B=306 ∴结果=306说明：每小题6分，其中符号位1分，阶码2分，尾数2分，最后的十进制结果1分
】

5、 问题:5. 以下列形式表示(5382)10。（1）8421码； （2）余3码； （3）2421码； （4）二进制码
评分规则: 【 [解] （1）0101 0011 1000 0010；（2）1000 0110 1011 0101；（3）1011 0011 1110 0010； （4）1010100000110。说明：每小题2分
】

【作业】第三章 数值的机器运算 第三章 数值的机器运算-第一次作业

1、 问题:1．已知X和Y，使用它们的变形补码计算出X+Y，并指出结果是否溢出。（1）X=0.11011，Y=0.11111（2）X=0.11011，Y=-0.10101（3）X=-0.10110，Y=-0.00001（4）X=-0.11011，Y=0.11110
评分规则: 【 说明：每小题3分，其中，运算结果2分，溢出判断1分
】

2、 问题:2．已知X和Y，使用它们的变形补码计算出X-Y，并指出结果是否溢出。（1）X=0.11011，Y=-0.11111（2）X=0.10111，Y=0.11011（3）X=0.11011，Y=-0.10011 （4）X=-0.10110，Y=-0.00001
评分规则: 【 说明：每小题3分，其中，运算结果2分，溢出判断1分
】

3、 问题:3．已知：X=0.1011，Y=-0.0101求：[X/2]补 ,[X/4]补 ,[-X]补 ,[Y/2]补 ,[Y/4]补 ,[-Y]补,[2Y]补
评分规则: 【 [解] 由[X]补=0.1011,[Y]补=1.1011 得：[X/2]补=0.0101，[X/4]补=0.0010，[-X]补=1.0101，[Y/2]补=1.1101，[Y/4]补=1.1110，[-Y]补=0.0101，[2Y]补=1.0110说明：[X]补和[Y]补各1分，每个小题各1分
】

4、 问题:4.设下列数据长8位，包括一位符号位，采用补码表示，分别写出每个数右移或左移两位之后的结果（1）0.1100100 (2) 1.0011001 (3) 1.1100110 （4）1.0000111
评分规则: 【 [解]（1）右移两位后为 0.0011001 左移两位后为1.0010000（溢出）（2）右移两位后为 1.1100110 左移两位后为0.1100100（溢出）（3）右移两位后为1.1111001 左移两位后为 1.0011000（4）右移两位后为 1.11000001 左移两位后为0.0011100（溢出）说明：每小题2分，其中，左移结果如果溢出，但未说明溢出，不得分
】

5、 问题:
评分规则: 【 解：（1）R1®A， R2®B，CPR1 [或： R1®B， R2®A，CPR1 ] （2）R1®A， C0， CPR1 [或： R1®B， C0， CPR1 ]说明：每个微操作控制信号1分。
】

【作业】第三章 数值的机器运算 第三章 数值的机器运算-第二次作业

1、 问题:1．用原码乘法计算X×Y. (1) X=0.11011,Y=－0.11111 (2) X=－0.11010,Y=－0.01110
评分规则: 【 说明：每小题6分，每一步加法运算各1分，最后的乘积结果1分
】

2、 问题:2．用原码加减交替法计算X/Y， X=-0.10101，Y=0.11011
评分规则: 【 说明 ：每一步加减及移位1分，运算结果1分
】

3、 问题:
评分规则: 【 说明：每小题6分，其中对阶操作1分，尾数相加和相减2分，加减结果规格化2分，最后计算结果1分
说明：每小题6分，其中对阶操作1分，尾数相加和相减2分，加减结果规格化2分，最后计算结果1分
】

【作业】第四章存储系统和结构 第四章存储系统和结构-作业

1、 问题:
评分规则: 【 地址分配及片选表达式4分，数据线2分，片内地址线（A0~A11）1分，片选逻辑电路2分，读写控制线1分
】

2、 问题:2. 现有如下存储芯片：2K×1的ROM、4K×1的RAM、8K×1的ROM。若用它们组成容量为16KB的存储器，前4KB为ROM，后12KB为RAM，CPU的地址总线16位。 （1）各种存储芯片分别用多少片？ （2）正确选用译码器及门电路，并画出相应的逻辑结构图。 （3）指出有无地址重叠现象。
评分规则: 【 第（1）小题芯片数2分，第（2）小题地址分配5分，第（3）小题逻辑电路图6分，其中片内地址线、读写控制线各1分，片选信号线2分，数据线2分
】

3、 问题:3．用容量为16K×1的DRAM芯片构成64KB的存储器。设存储器的读、写周期均为0.5uS，CPU的1uS内至少要访存一次，试问采用那种刷新方式比较合理？相邻两行之间的刷新时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际时间是多少？假设最大刷新间隔是2ms。
评分规则: 【 [解]（1） 因为要求CPU在1uS内至少要访存一次，所以不能使用集中刷新方式，分散和异步刷新方式都可以使用，但异步刷新方式比较合理。（2）16K×1的DRAM芯片需要14位地址，所以行地址和列地址各7位，芯片存储阵列的行数为2^7=128，列数也是128。相邻两行之间的刷新间隔 = 最大刷新间隔时间／行数= 2mS/128 = 15.625uS， 取15.5uS，即进行读或写操作31次之后刷新一行。（3）对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间 = 0.5uS×128 = 64us。（每刷一行需占用0.5uS的时间，与读写周期相同）。第（1）小题 2分，第（2）、（3）小题各3分 ，根据过程酌情给分。
】

4、 问题:4．有一个8位机，采用单总线结构，地址总线16位（A15~A0），数据总线8位（D7~D0），控制总线中与主存有关的信号有MREQ（低电平有效允许访存）和R/W(高电平为读命令，低电平为写命令)。主存地址分配如下：从0~8191为系统程序区，由ROM芯片组成；从8192~32767为用户程序区，最后（最大地址）2K地址空间为系统程序工作区。（上述地址均用十进制表示，按字节编址）。现有如下存储芯片：8K×8的ROM，16K×1、2K×8、4K×8、8K×8的SRAM。请从上述规格中选用芯片设计该主存储器，画出主存的连接框图，并指以画出片选逻辑及与CPU的连接。
评分规则: 【 说明：芯片选择2分，地址分配2分，片选逻辑表达式3分，逻辑电路框图7分（其中数据线1分，读写控制线1分，片内地址线1分，片选电路4分）
】

5、 问题:5.设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每块包含8个字，每字32位，设计一个四路组相联映像（即Cache每组内共有四个块）的Cache结构，要求：（1）画出主存地址的组成字段及各字段中的位数。（2）画出Cache地址的组成字段及各字段中的位数。
评分规则: 【 说明：主存地址结构3分，每个字段各1分。Cache地址结构3分，每个字段各1分。
】

6、 问题:6．假设A 和B是两个不同的内存块，初始化时它们都可能传送到Cache中。假设有下列内存访问的汇编程序段及相应的Cache命中与否状态，其中load Addr指令的功能是从内存地址Addr指定的内存单元中读取数据，并传送到CPU的寄存器AC中。Store Addr指令的功能是将CPU的寄存器AC中的内容写入到内地地址Addr指定的内存单元中。Load A Cache MissStore B Cache MissStore A Cache HitLoad A Cache HitLoad B Cache MissLoad B Cache Hit请分析该计算机的Cache采用的是哪种写策略？ A. 写直达法 B 写回法 C. 不按写分配法 D. 按写分配法
评分规则: 【 【解】答案为C
】

【作业】第五章 指令系统 第五章 指令系统-作业

1、 问题:1.某机为定长指令字结构，指令长度为16位，每个操作数的地址码长6位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。若双操作数指令已有K种，无操作数指令已有L种，问单操作数最多可能有多少种？上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少？
评分规则: 【 说明 ：第（1）小题4分，第（2）小题每个点3分，3个点9分，本题总共13分。注意第（1）小题答案如果没有下取整符号，需酌情扣分
】

2、 问题:2.设某机为定长指令字结构，指令长度为12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。
评分规则: 【 [解] 4条三地址指令： 000 XXX YYY ZZZ …… 011 XXX YYY ZZZ8条二地址指令： 100 000 XXX YYY …… 100 111 XXX YYY 180条单地址指令：101 000 000 XXX …… 111 110 011 XXX 说明：每种指令类型的分配各4分，总分12分。该题的答案不唯一，其他指令操作码的分配方案也可能正确，需要注意各条指令的操作码不能相同。
】

3、 问题:3．某机字长为16位，主存容量为64K字，指令格式为单字长单地址，共有64条指令。试说明：(1) 若只采用直接寻址方式，指令能访问多少主存单元？(2) 为扩充指令的寻址范围，可采用直接/间接寻址方式，若只增加一位直接/间接标志，指令可寻址范围为多少？指令直接寻址的范围为多少？
评分规则: 【 说明：每小题4分，共8分
】

4、 问题:4．已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下：0 5 6 7 8 15OPRA其中：OP为操作码，R为通用寄存器地址。试说明下列情况下能访问的最大主存区域有多少机器字？(1) A为立即数(2) A为直接主存单元地址(3) A为间接地址（非多重间址） (4) A为基址寻址的形式地址，假定基址寄存器为R1（字长为16位）
评分规则: 【 解：（1）1个机器字（即指令字）； （2）256个机器字（可直接寻址的地址有8位）；（3） 65536个机器字（指令的地址字段给出的操作数地址的地址是8位，从内存取出的操作数地址是16位，与字长相同）（4）65536个机器字 （基址寄存器16位，与8位位移量相加并取16位模，所得到的地址还是16位）说明：每小题2分，共8分
】

第一章 计算机系统概论 第一章 单元测验

1、 问题:计算机硬件能直接执行的是
选项：
A:高级语言
B:机器语言
C:汇编语言
D:任何语言
答案: 【机器语言】

2、 问题:下列说法中，错误的是
选项：
A:软件与硬件具有逻辑功能的等价性
B:固件功能类似软件，形态类似硬件
C:计算机系统层次结构中，微程序属于硬件级
D:寄存器的数据位对微程序级用户透明
答案: 【寄存器的数据位对微程序级用户透明】

3、 问题:完整的计算机系统通常包括
选项：
A:运算器、控制器、存储器
B:主机、外部设备
C:主机和应用软件
D:硬件系统与软件系统
答案: 【硬件系统与软件系统】

4、 问题:计算机的字长与下列哪项指标密切相关
选项：
A:运算精确度
B:运算速度
C:内存容量
D:存取速度
答案: 【运算精确度】

5、 问题:CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关
选项：
A:运算精确度
B:运算速度
C:内存容量
D:存储数据位
答案: 【内存容量】

6、 问题:下列属于冯•诺依曼计算机的核心思想是