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《计算机原理及系统结构》复习题
一、选择题
1.下列数中最大的数是（A）。A．（10011001）2 B。（227）8 C。（98）16 D。（152）10 2.下列有关运算器的描述中，（C）是正确的。
A.只做算术运算，不做逻辑运算 B.只做加法
C.能暂时存放运算结果 D.既做算术运算，又做逻辑运算 3.透明性是指（A）。
A．某一事物或属性实际存在，但从某种角度来看好象不存在，或者说看不出来。B．某一事物或属性不存在，但感觉好象存在，或者说看起来存在。
C．某一事物或属性实际存在，但从任何角度来看好象不存在，或者说看不出来。D．某一事物或属性不存在，但从某种角度来看好象存在，或者说看起来存在。4.浮点数中尾数的位数主要影响（D）。A．可表示数在数轴上分布的离散程度 B．可表示数的范围和精度 C．可表示数的范围 D．可表示数的精度
5.I/O的系统结构直接影响计算机系统的性能，包括主存、CPU利用率、（D）、I/O速度和系统的兼容性等。
A．指令执行速度 B．I/O访问速度 C．系统总线 D．系统吞吐量
6.设由M1和M2构成二级存储层次，其空间关系为CPU－M1－M2，则下列关于命中率H的描述中正确的是(A)。
A．命中率H是CPU产生的逻辑地址能在M1中访问到的概率 B．命中率H是CPU产生的逻辑地址能在M2中访问到的概率
C．命中率H是CPU产生的逻辑地址能在M1或M2中访问到的最大概率 D．命中率H是CPU产生的逻辑地址能在M1或M2中访问到的最小概率 7.设置“相关专用通路”解决通用寄存器数相关问题的代价是（D）。A．浪费人力 B．浪费财力 C．降低速度 D．增加设备 8.CPU主要包括（B）。
A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 9.设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为（A）。
A.EA=(X)+D B.EA=(X)+(D)C.EA=((X)+D)D.EA=((X)+(D))10.定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示的整数范围是（A）。15 15 15 A-2~ +（2-1）B-（2–1）~ +（2–1）15 15 15 15C-（2+1）~ +2D-2 ~ +2 11.交叉存贮器实质上是一种（A）。A 模块式存贮器，它能并行执行多个独立的读写操作 B 模块式存贮器, 它能串行执行多个独立的读写操作
C 整体式存贮器，它能并行执行一个独立的读写操作 D 整体式存贮器，它能串行执行多个独立的读写操作
12.流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理线路所组成，和具有m个并行部件的CPU相比，一个 m段流水CPU（A）。
A 具备同等水平的吞吐能力 B不具备同等水平的吞吐能力 C 吞吐能力大于前者的吞吐能力 D吞吐能力小于前者的吞吐能力 13.CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量为（B）。A 512KB B 1MB C 256KB D 2MB 14.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用（B）。A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 15.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。A.每一条机器指令由一条微指令来执行
B.每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行 C.每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D.一条微指令由若干条机器指令组成16.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 17.EPROM是指（D）。
A.读写存储器 B.只读存储器
C.可编程的只读存储器 D.光擦除可编程的只读存储器 18.设［X］补=1.x1x2x3x4，当满足（A）时，X >-1/2成立。
Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意 Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意 19.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是（C）。A.增加内存容量 B.提高内存可靠性
C.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 D.增加内存容量，同时加快存取速度 20.系统总线中地址线的功能是（D）。
A.用于选择主存单元地址 B.用于选择进行信息传输的设备
C.用于选择外存地址 D.用于指定主存和I/O设备接口电路的地址 21.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用（D）的时间。
A.一个指令周期 B.一个机器周期 C.一个时钟周期 D.一个存储周期 22.若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是（C）。A 阶符与数符相同为规格化数 B 阶符与数符相异为规格化数
C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数 D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数
23.用某个寄存器中操作数的寻址方式称为（C）寻址。A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接 24.同步控制是（C）。A 只适用于CPU控制的方式 B 只适用于外围设备控制的方式 C 由统一时序信号控制的方式 D 所有指令执行时间都相同的方式
25.汇编语言程序经（）的（）转换成机器语言程序。A A．汇编程序，翻译 B．编译程序，解释 C．微指令程序，解释 D．应用程序包，翻译
26.透明性是指客观存在的事物或属性（D）看不到。A．从软件角度 B．从硬件角度 C．从任何角度 D．从某种角度 27.（B）是计算机实现研究的内容。A．寄存器组织 B．器件技术
C．I/O结构 D．专用部件的设置
28.数据表示指的是能由（A）直接识别和引用的数据类型。A．硬件 B．软件 C．机器语言 D．数据结构
29.为避免浮点数运算中因对阶造成的精度和有效值的过多损失，在机器中阶码一般采用（D）进制。
A．十六进制 B．十进制 C．八进制 D．二进制
30.低性能单用户计算机I/O系统的设计主要考虑解决好（A）在速度上的巨大差距。A．CPU、主存、I/O设备
B．CPU、I/O设备、磁盘控制器
C．磁盘控制器、设备控制器、总线控制器 D．硬盘、软盘、光盘
二、填空题
1．总线按用途分为 和 两类。专用，非专用
2．段页式存储管理是把 机械等分成固定大小的页，按模块分成段，每个段又分成与主存页面大小相同的页。主存，程序 3．在流水线相关处理中，采用异步流动会产生 和。“写-写相关” “先读后写相关”
4．主存储器的性能指标主要是__________、__________、存储周期和存储器带宽。
存储容量 存取时间
5．运算器的两个主要功能是：__________，__________。算术运算 逻辑运算
6．存储器和CPU连接时，要完成__________的连接；__________的连接和__________的连接，方能正常工作。地址线 数据线 控制线
7．虚拟存储器指的是__________层次，它给用户提供了一个比实际__________空间大得多的__________空间.主存— 外存 主存 虚拟地址
8.计算机硬件由___ ____、__ _____、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。运算器，控制器
9.八进制数37.4Q转换成二进制数为__________。11111.1B 10.在浮点加减法运算过程中，在需要_________或__________时，尾数向右移位。
对阶，向右规格化
11.指令通常由_________和__________两部分组成。操作码，地址码 12.要组成容量为4K*8位的存储器，需要_____片4K*1位的静态RAM芯片并联，或者需要__ _片1K*8位的静态RAM芯片串联。8，4 13.根据目前常用的存储介质可以把存储器分为___________、_________和光存储器三种。磁表面存储器，半导体存储器
14.主机CPU和IOP之间的通信，原则上是通过共享_________来实现的。主存储器 15．DMA数据传送过程可以分为________、数据块传送和__________三个阶段。传送前预处理，传送后处理
16.汉字在计算机内部存储、传输和检索的代码称为汉字______，汉字输入码到该代码的变换由______来完成。内码，代码转换程序
17.显示器的刷新存储器（或称显示缓冲器）的容量是由_________和_________决定的。图象分辨率，灰度级
18.80386支撑的两种操作方式是_______和________。实方式，保护方式 19．磁表面存储器主要技术指标有______、______、______、数据传输率。存储密度、存储容量、平均存取时间
20.主机CPU和IOP之间的通信，原则上是通过共享_________来实现的。主存储器
三、问答题
1． 软件和硬件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？ 答：（1）等效性：软件和硬件在逻辑功能上是等效的。
（2）软件的功能可用硬件或固件完成。（3）硬件的功能也可用软件模拟完成。
（4）不等效性：软件和硬件实现的性能价格比不同，实现的难易程度不同。
2． Huffman压缩概念的基本思想是什么？
答：Huffman压缩概念的基本思想是：当各种事件发生概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数来表示，而对发生概率较低的事件，允许用较长的位数来表示。
3． 什么是中断源？简要说明中断分类的目的。答：（1）中断源：引起中断的来源。
（2）中断分类目的：中断源很多，若都形成单独程序入口，则硬件复杂，代价大，故进行分类。
（3）中断分类方法：把性质相近的中断源归为一类。
4． 说明在页式虚拟存储器管理中，为什么要使用快表（TLB表），它与保存在内存中的页表是什么关系？
答：（1）程序具有局部性，对页表内各行的使用不是随机的，而是簇聚在一起的，即在一段时间内只使用到表中很少的几行。
（2）所以，可以使用一个比全部的页表的内容少很多的目录表（即快表）来提高查找的时间。快表又称TLB，它是页表的一小部分。
（3）快表用相联存储器实现。
（4）快表由成对的虚页号和实页号组成。
5． 试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式
答：设读写一块信息所需总时间为Tb，平均找到时间为Ts，平均等待时间为TL，读写一块信息的传输时间为Tm，则：Tb=Ts＋TL＋Tm。假设磁盘以每秒r的转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n / rN）秒的时间中传输完毕。TL是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r）秒，由此可得： Tb=Ts＋1/2r＋n/rN 秒
6． 举例说明什么是部件级流水、处理机级流水和系统级流水
答：（1）部件级流水是指构成处理机部件内各子部件之间的流水，如运算器内浮点加运算的流水
（2）处理机级流水是指构成处理机各个部件之间的流水，如取指、分析和执行操作的流水
（3）系统级流水是指系统的多个处理机之间的流水，如宏流水
7． 说明程序查询方式与中断方式各自的特点。
答：程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。
8． 在寄存器—寄存器型，寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？
答：寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。
9． 试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式。
答：设读写一块信息所需总时间为Tb，平均找到时间为Ts，平均等待时间为TL，读写一块信息的传输时间为Tm，则：Tb=Ts＋TL＋Tm。假设磁盘以每秒r的转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n / rN）秒的时间中传输完毕。TL是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r）秒，由此可得： Tb=Ts＋1/2r＋n/rN 秒
10． 试述由中间开始的设计思路及其优点。答：
“由中间开始”设计思路：先定义软、硬件交界面，然后由这个中间点分别往上、往下进行软件和硬件设计。
优点：
（1）既考虑到现有的硬器件，又考虑到可能的应用所需的算法和数据结构。（2）软件和硬件并行设计。（3）缩短系统设计周期。（4）设计过程中可交流协调。
（5）是一种交互式的、较好的设计方法。
11． 简述几种耦合度的特征。答：
（1）耦合度反映多机系统中各机间物理连接的紧密度和交叉作用能力的强弱。（2）耦合度有三种：最低耦合、松散耦合和紧密耦合。
（3）最低耦合系统的特点：各计算机之间除通过某种存储介质外无物理连接，也无共享的联机硬件资源。（4）松散耦合系统的特点：多台计算机通过通道或通信线路实现互连，共享某些如磁盘、磁带等外围设备。
（5）紧密耦合系统的特点：多台计算机经总线或高速开关互连，共享主存，有较高的信息传输速率，可实现数据集一级、任务级、作业级并行。
12.简述页式存储管理的地址变换过程，并画图示意。
答：
（1）页式存贮管理方式将主存空间和程序空间都机械等分成大小相同的页面，程序的起点必须处在主存中某一个页面位置的起点。
（2）页式存储管理的多用户虚地址表示为：用户标志＋用户虚页号＋页内位移。（3）地址变换过程：
① 由用户标志找到相应的页表基址寄存器，找出该程序的页表基址。② 由页表基址和用户虚页号找到页表中相应表项。③ 若装入位＝“1”，表明该页已装入主存，否则产生缺页中断，从辅存中调页到主存。④ 形成主存地址：实页号＋页内位移。（4）示意图：参考教材第92页图4.13。
13.简述段式存储管理的地址变换过程，并画图示意。
答：
（1）段式存贮管理将程序按逻辑意义分段，用段表中每一行的装入位来记录程序中每个段是否已装入了主存。
（2）段式存储管理的多用户虚地址表示为：程序号＋段号＋段内位移。（3）地址变换过程：
① 由程序号找到相应的段表基址寄存器，找出该程序的段表基地址和段表长度。② 若段表长度>段号，则越界，否则正常。③ 按段表基址和段号找到段表中相应的一行。④ 若装入位＝“1”，表明该段已装入主存，否则产生缺段中断，从辅存中调段到主存。⑤ 形成主存地址：段表中相应行的段在主存的起始地址+段内位移。（4）示意图：参考教材第90页图4.11。
14.集中式仲裁有几种方式？画出独立请求方式的逻辑图，说明其工作原理。答：有三种方式：链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式。独立请求方式结构图如图：
15.CPU结构如图所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。（1）标明图中四个寄存器的名称。
（2）简述指令从主存取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。
答：
（1）a为数据缓冲寄存器 DR，b为指令寄存器 IR，c为主存地址寄存器，d为程序计数器PC。
（2）主存 M →缓冲寄存器 DR →指令寄存器 IR →操作控制器。(3)存贮器读 ：M →DR →ALU →AC 存贮器写 ：AC →DR →M
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