电大2012年春《计算机组成原理A》形成性考核及答案.doc
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1、计算机组成原理A形成性考核计算机组成原理A 形考作业一 (参考答案) 一、选择题:1机器数_中,零的表示形式是唯一的。A原码 B补码 C移码 D反码答案:B2某计算机字长16位,采用补码定点小数表示,符号位为1位,数值位为15位,则可表示的最大正小数为_,最小负小数为_。A B C D 答案:C3加法器采用并行进位的目的是_。A提高加法器的速度 B快速传递进位信号C优化加法器结构 D增强加法器功能答案:B4组成一个运算器需要多个部件,但下面所列_不是组成运算器的部件。A状态寄存器 B数据总线CALU D地址寄存器答案:D二、判断题:判断下列说法是否正确,并说明理由。1ASCII编码是一种汉字字
2、符编码;答:ASCII编码是西文字符集,共能表示128个字符。2一般采用补码运算的二进制减法器,来实现定点二进制数加减法的运算;答:补码表示适合于进行加减法运算,对符号位与数值位同等处理,只要结果不超出机器所能表示的范围,将直接得到正确的运算结果,并且可以用实现加法运算的电路完成减法运算。3在浮点数表示法中,阶码的位数越多,能表达的数值精度越高;答:在浮点数表示法中,阶码的位数越多,能表达的数值越大;尾数的位数越多,能表达的数值精度越高。4只有定点数运算才可能溢出,浮点数运算不会产生溢出。答:不仅定点数运算可能溢出,浮点数运算也会产生溢出。三、简答题:1简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。答
3、:奇偶校验码原理:通常是为一个字节补充一个二进制位,称为校验位,通过设置校验位的值为0或1的方式,使字节自身的8位和该校验位含有1值的位数一定为奇数或偶数。在接收方,检查接收到的码字是否还满足取值为1的总的位数的奇偶关系,来决定数据是否出错。海明校验码原理:是在k个数据位之外加上r个校验位,从而形成一个k+r位的新的码字,使新的码字的码距比较均匀地拉大。把数据的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中,当某一位出现错误,就会引起相关的几个校验位的值发生变化,这不但可以发现错误,还可以指出哪一位出错,为进一步纠错提供了依据。2简述教材中给出的MIPS计算机的运算器部件的功能和组成。答:MI
4、PS计算机的运算器部件的功能和组成:运算器的首要功能是完成对数据的算术和逻辑运算, 由其内部的一个被称之为算术与逻辑运算部件(英文缩写为ALU)承担;运算器的第二项功能,是暂存将参加运算的数据和中间结果, 由其内部的一组寄存器承担;为了用硬件线路完成乘除指令运算, 运算器内一般还有一个能自行左右移位的专用寄存器, 通称乘商寄存器。这些部件通过几组多路选通器电路实现相互连接和数据传送;运算器要与计算机其它几个功能部件连接在一起协同运行, 还必须有接受外部数据输入和送出运算结果的逻辑电路。3浮点运算器由哪几部分组成?答:处理浮点数指数部分的部件、处理尾数的部件、加速移位操作的移位寄存器线路以及寄存
5、器堆等组成。4假定 X = 0.0110011*211, Y = 0.1101101*2-10 (此处的数均为二进制),在不使用隐藏位的情况下,回答下列问题:(1)浮点数阶码用4位移码、尾数用8位原码表示(含符号位),写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的(正数和负数)数值;解答:绝对值最大: 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111;绝对值最小: 0 001 0 0000000、0 001 1 0000000(2)写出X、Y的浮点数表示。X浮1 011 0 0110011 Y浮0 110 0 1101101(3)计算X+YA:求阶差:|E|=|1011-0110|=01
6、01B:对阶:Y变为 1 011 0 00000 1101101C:尾数相加:00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101D:规格化:左规:尾数为0 1101100 1101,阶码为1010F:舍入处理:采用0舍1入法处理,则有00 1101100+1=00 1101101E:不溢出所以,X+Y最终浮点数格式的结果: 1 010 0 1101101,即0.1101101*210四、计算题:1将十六进制数据14.4CH表示成二进制数,然后表示成八进制数和十进制数。解:14.4CH=(10100.01001100)2=(24.23)8=(2
7、0.296875)102对下列十进制数表示成8位(含一位符号位)二进制数原码和补码编码。解:(1)17; X原00010001,X补00010001(2)-17; X原10010001,X补111011113已知下列各x原,分别求它们的x反和x补。解:(1)已知 X原0.10100;则 X反0 10100,X补0 10100(2)已知X原1.00111;则 X反1 11000,X补1 11001(3)已知X原010100;则 X反0 10100,X补0 10100(4)已知X原110100;则 X反1 01011,X补1 011004写出X10111101,Y00101011的双符号位原码、反
8、码、补码表示,并用双符号补码计算两个数的差。 解:X原00 10111101, X反00 10111101, X补00 10111101 Y原11 00101011, Y反11 11010100, Y补11 11010101 X Y 补 X补+-Y补00 1011 1101+00 0010 1011 00 1110 1000注意:补码、移码表示中零是唯一的。计算机组成原理A形成性考核作业二 (参考答案) 一、选择题:1计算机硬件能直接识别和运行的只能是_程序。A机器语言 B汇编语言 C高级语言 DVHDL答案:A2指令中用到的数据可以来自_(可多选)。A通用寄存器 B微程序存储器 C输入输出接
9、口 D指令寄存器 E. 内存单元 F. 磁盘答案:A、C、E3汇编语言要经过_的翻译才能在计算机中执行。A编译程序 B数据库管理程序 C汇编程序 D文字处理程序答案:C4在设计指令操作码时要做到_(可多选)。A能区别一套指令系统中的所有指令B能表明操作数的地址C长度随意确定D长度适当规范统一答案:A、B、D5控制器的功能是_。A向计算机各部件提供控制信号 B执行语言翻译C支持汇编程序 D完成数据运算答案:A6从资源利用率和性能价格比考虑,指令流水线方案_,多指令周期方案_,单指令周期方案_。A最好 B次之 C最不可取 D都差不多答案:A、B、C二、判断题:判断下列说法是否正确,并说明理由。1变
10、址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号和一个数值。答:变址寻址就是将寄存器(该寄存器一般称作基址寄存器)的内容与指令中给出的地址偏移量相加,从而得到一个操作数的有效地址。变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元。采用变址寻址方式的指令常见有以下几种形式,如下所示:LDR R0,R1,4 ;R0R14LDR R0,R1,4! ;R0R14、R1R14LDR R0,R1 ,4 ;R0R1、R1R14LDR R0,R1,R2 ;R0R1R2在第一条指令中,将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址,从而取得操作数存入寄存器R0中。在第二条指令中,将寄存器R1的内容加上4形成操作数的有效地址,从而
11、取得操作数存入寄存器R0中,然后,R1的内容自增4个字节。在第三条指令中,以寄存器R1的内容作为操作数的有效地址,从而取得操作数存入寄存器R0中,然后,R1的内容自增4个字节。在第四条指令中,将寄存器R1的内容加上寄存器R2的内容形成操作数的有效地址,从而取得操作数存入寄存器R0中。2计算机的指令越多,功能越强越好。答:并不一定,CISC比RISC指令更多,功能更强大,但并不比RISC好。CISC存在的问题 :指令系统庞大,指令功能复杂,指令格式、寻址方式多;执行速度慢;难以优化编译,编译程序复杂; 80%的指令在20%的运行时间使用;无法并行;无法兼容;RISC 设计者把主要精力放在那些经常
12、使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能,常通过组合指令来完成。因此,在RISC 机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富,有专用指令来完成特定的功能。因此,处理特殊任务效率较高。 3程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。答:程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。4微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。 答:正好相反。三、简答题:1一条指令通常由哪两个部分组成?指令的操作码一般有哪几种组织方式?各自应用在什么场合?各自的优缺点是什么?答:一条指令由操作码和操作数地址码两部
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