第一篇：山西大同大學計算機組成原理教學進度表13-14(二)

山西大同大學教學進度表
(2013—2014 學年度第二學期)課程名稱: 計算機組成原理 周 次
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 時 間
日 一二三四五六

周課時：4

授課對象: 12 計算機本科 主要教學內容

開課單位: 數計學院 教學 形式
理論

二 三 1．概論：存儲程序控制、計算機的硬件組成、計算機系統及主要性能指標 24 25 26 27 28 月 月 2．數據的機器層次表示：無符號數、3 種帶符號的機器數（原、反、補碼）的表示； 2 3 4 5 6 7 8 機器數的定點表示和浮點表示； 非數值數據、十進制數和數串的表示； 奇偶校驗碼、漢明校驗碼和循環冗余校驗碼 3．指令系統：指令格式、地址碼結構、操作碼擴展技術、編址方式、指令和數據尋址； 基本數據尋址方式、變形或組合尋址方式； 堆棧結構和操作、常用的指令類型、指令系統的發展

理論 理論

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

理論 理論

2 4．數值的機器運算：加法器、進位的產生和傳遞、并行加法器的快速進位； 9 原碼加減、補碼加減、補碼溢出判斷、帶符號數的移位和舍入； 原碼一位乘、補碼一位乘、補碼兩位乘、陣列乘法器； 原碼除法、補碼除法運算、陣列除法器； 規格化浮點四則運算及其實現、十進制整數的加法運算； 邏輯運算、運算器結構、ALU 實例 5．存儲系統和結構：存儲器分類及其層次結構、主存儲器的組織、RAM 和 ROM； 主存儲器的連接與控制、提高主存讀寫速度及多體交叉的技術； 高速緩存 Cache、虛擬存儲器的工作原理 6．中央處理器：CPU 的功能、組成及技術參數，控制器的組成和實現；

四 3 31 2 3 4 5 0 月 6 7 8 9 10 11 12

理論 理論

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

理論 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 實訓 理論 理論

計算機硬件實驗：拆下主機箱中各個部件、重新組裝使其能正常開機 五 2 28 29 30 2 3 7 月 時序系統和控制方式； 4 5 6 7 8 9 10 運算器實驗

（一）：通過模擬實驗箱介紹運算器的工作原理和基本工作過程 微程序控制原理、控制單元的設計； 運算器實驗

（二）：模擬兩個 16 位操作數的算術運算及進位影響 7．總線：總線基本概念、總線仲裁、總線定時控制、總線標準 16 運算器實驗

（三）：模擬兩個 16 位操作數的邏輯運算及進位影響 8．外部設備：磁介質存儲器的工作原理、硬盤 位操作數的算術運算及進位影響 存儲器實驗

（一）：通過模擬實驗箱介紹靜態 RAM 的工作原理和基本工作過程 16 光盤工作原理、其他外部設備簡介

12 11 12 13 14 15 16 17 13 18 19 20 21 22 23 24 14 25 26 27 28 29 30 31 15 16

存儲器實驗

（二）：存儲器讀

第二篇：計算機組成原理

《計算機組成原理》實驗任務

計

識。算機原理是計算機科學與技術及相關專業的一門專業基礎課，是一門重點科，在計算機硬件的各個領域中運會用到計算計原理的有關知

本實驗課程的教學目的和要求是使學生通過實驗手段掌握計算機硬件的組成與設計、制造﹑調試﹑制造﹑維護等多方面的技能同時訓練動手的能力，也使學生系統科學地受到分析問題和解決問題的訓練.

第三篇：計算機組成原理教學設計

計算機組成原理教學設計

通電學院 12電信職本班 劉玉婷 20122622

一、教材內容分析

學習計算機組成原理會為今后學習操作系統、編譯原理、計算機體系結構、計算機網絡、計算機容錯、并行計算、分布 式系統等課程打好基礎，用層次結構的觀點并以信息的加工、處理為主線研究計算機硬件結構及工作原理。本書內容覆蓋了教育部“高等學校計算機科學與技術專業規范”對本課程所列知識體系中的全部核心單元及部分選修單元。既強調計算機的基本概念和基礎知識，又注重與實際應用相結合，并注意反映當代的最新技術。按橫向方式組織課程實例，而不拘泥于某一種具體的機型，以減少局限性。注意由淺入深、循序漸進，概念講解清楚、通俗易懂。

二、學生分析

本課程授課對象是電子專業的大三年級的學生，在此之前學生已學習過計算機基礎等相關課程，而計算機組成原理是更深一步的對計算機的探討，使學生掌握計算機硬件系統中各大部件的組成原理、邏輯實現、設計方法及互連構成整機的技術；培養學生對硬件系統的分析、設計、開發、使用和維護方面的能力，建立牢固的整機思想。使學生學懂簡單、完整的單臺計算機的基本部件和整機系統組成，以及計算機部件連接關系和運行機理，了解計算機系統結構的入門性知識，掌握使用和簡單維護計算機系統的基本技能。

三、教學目標設計

（1）知識與技能

介紹計算機組成原理的基本概念，包括計算機系統的基本組成和它的層次結構，計算機硬件系統的5個功能部件及其功能計算機硬件的主要的技術和性能指標計算機系統的體系結構、組成和實現概述計算機系統的發展、應用與分類。

（2）過程與方法

通過課件演示、學生交流、師生交流、人機交流等形式，培養學生利用信息技術和概括表達的能力。

（3）情感與價值觀

培養學生的科學態度，激發學生的想象能力和探索精神，并激發學生主動學習的興趣。讓學生在自主解決問題的過程中培養成就感，為今后學會自主學習打下良好的基礎。通過小組協作活動，培養學生合作學習的意識、競爭參與意識和研究探索的精神，從而調動學生的積極性，激發學生對學習計算機組成的興趣。

四、教學內容設計

1．了解計算機系統硬軟件的組成和它們的層次關系； 2．理解計算機硬件系統的5大功能部件和各自的功能；

3．理解計算機部件的連接關系和整機運行過程的入門性知識； 4．了解3個級別的計算機語言；

5．理解計算機系統的主要性能與技術指標； 6．理解計算機“體系結構”、“組成”和“實現”各自面對的主要問題； 7．了解計算機發展歷程和應用領域； 8．了解計算機系統分類。

（1）教學重點：計算機的組成概念，計算機系統中信息的表示（2）教學難點：計算機的軟件及基本工作原理

五、教學策略分析

1．掌握：屬于課程中最重要的內容。要求學生能夠熟練運用這部分知識對相關問題做基本的分析、計算和處理，具有基本的應用能力和舉一反三的能力。2．理解：屬于課程中較重要的內容。要求學生能夠運用這部分知識對相關問題進行簡單的分析、判斷和說明，具有區別或區分容易被混淆的概念的能力，以及讀懂原理框圖、流程圖、程序語句和簡單邏輯電路圖的能力。

3．了解：屬于課程中與上述“掌握”和“理解”部分相關的較復雜的內容，作為提高或擴大知識面的內容。要求學生對這部分知識能夠初步認識、學會、記憶或簡單理解，具有簡要描述、敘述、說明和舉例的能力。（1）師生互動探究式教學

以教學大綱為依據，滲透新的教育理念，遵循教師為主導，學生為主體的原則，以學生已有的認知水平開展教學，使得學生老師共同探究學習。（2）情景法

用直觀畫面和生動有趣的游戲激發學生學習的興趣，創設和諧的學習氛圍。（3）討論法

學生分成小組形式，各個成員之間進行交流探討。（4）練習法

有小練習來對這節課程內容進行檢驗，以此來觀察學生是否完全掌握。（5）演示法

通過演示數字排序的一般過程，使得師生共同互動探究計算及工作原理。

六、教學過程

本課程采用遠程教學和面授輔導相結合的方式開展教學。遠程教學包括要求學生收看電視錄像課、網上的流媒體（IP）課件、網上教學輔導、實時和非實時答疑等多種教學形式；面授輔導應考慮學生的在職和成人特點和需求，在業余時間進行有針對性的學習指導。平時作業既是學生自我檢驗學習水平的一種形式，也是很重要的形成性考核手段，各級電大教學點應配合面授輔導教師督促學生獨立完成并及時批改和反饋，必要時應要求學生重做。

小組討論課是在教師引領下對預先布置的主題開展討論的一種教學活動形式。這種教學活動能夠很好地激發學生的學習興趣，各級電大教學點應配合面授輔導教師組織實施。同時，小組討論課也是一種形成性考核形式，教師應注意把握“引領”、“提問”和“點評”等多個教學指導環節，并依據標準給予每個學生合理的學習評價。

七、教學反思

因為整個第一章在整本書占的比重比較重要，入門是關鍵，學好概念性的東西才會方便日后的更深入的學習，因此吸引學生的注意力是關鍵問題。

1、用實物觀察引入課堂，以引起學生的興趣；

2、用圖片展示計算機的工作原理及構成：

3、和同學一起完成課后練習。

第四篇：計算機組成原理教學設計專題

《計算機組成原理》教學設計

一、該課程應講授的內容體系

1．基本描述

【課程中文名稱】：計算機組成原理

【課程英文名稱】：PRINCIPLES OF COMPUTER ORGANIZATION 【總學時】 ：68 【講課學時】 ：52 【實驗學時】 ：16 【授課對象】 ：計算機科學與技術專業、信息安全專業、生物信息技術專業

【先修課程】 ：數字電路設計 2．教學定位

《計算機組成原理》是計算機科學與技術專業本科教學中的一門重要技術基礎課，在計算機科學與技術專業的教學計劃中占有重要地位和作用。學習本課程旨在使學生掌握計算機硬件各子系統的組成原理及實現技術，建立計算機系統的整體概念，對培養學生設計開發計算機系統的能力有重要作用。該課程為今后學習計算機體系結構、計算機網絡、計算機容錯技術、計算機并行處理、計算機分布式處理技術等課程打好基礎。

3．知識點與學時分配

（1）第一章計算機系統概論（2.5學時）

計算機軟硬件概念、計算機系統的層次結構、計算機的基本組成、馮?諾依曼計算機的特點、計算機的硬件框圖及工作過程、計算機硬件的主要技術指標和本書結構及學習指南。

（2）第二章計算機的發展及應用（0.5學時）

計算機的產生、發展及在各個不同領域的應用。

（3）第三章系統總線（3學時）

總線的基本概念、總線的分類、總線特性及性能指標、總線結構和總線的判優控制及通信控制。（4）第四章存儲器（10學時）

存儲器分類和存儲器的層次結構；主存儲器（包括半導體存儲芯片簡介、靜態隨機存取存儲器和動態隨機存取存儲器、只讀存儲器、存儲器與CPU的連接、存儲器的校驗、提高訪存速度的措施）；高速緩沖存儲器（包括Cache的基本結構及工作原理、Cache--主存地址映像、替換算法）；輔助存儲器（包括輔助存儲器的特點及主要技術指標、磁記錄原理和記錄方式、磁盤存儲器的結構、光盤存儲器的存取原理）。

（5）第五章輸入輸出系統（8學時）

輸入輸出系統的發展概況及組成、I/O與主機的編址方式、傳送方式、聯絡方式以及設備尋址；外部設備分類及簡介、I/O接口的功能及基本組成；程序查詢方式的工作原理及程序查詢接口電路；程序中斷方式的工作原理及程序中斷接口電路、中斷服務流程；DMA方式的特點、DMA接口電路的功能、組成、類型及DMA 的工作過程。

（6）第六章計算機的運算方法（12學時）

計算機中有符號數（原碼、補碼、反碼、移碼）和無符號數的表示；計算機中數的定點表示和浮點表示；定點運算（算術移位和邏輯移位、補碼加減、原碼補碼乘法、原碼補碼除法）及相應的硬件配置；浮點四則運算和算術邏輯單元及進位鏈。

（7）第七章指令系統（4學時）

機器指令的一般格式、操作數類型和操作類型、指令的地址格式和尋址方式、指令格式舉例和RISC技術。

（8）第八章 CPU的結構和功能（4學時）

CPU的功能及結構框圖、指令周期、指令流水和中斷系統（包括引起中斷的各種因素，中斷系統所需解決的共性問題，如中斷請求標記、中斷判優、中斷響應、中斷服務、中斷返回、多重中斷等）。

（9）第九章控制單元（4學時）

微操作命令的分析（按取指周期、間址周期、執行周期和中斷周期分析不同指令的微操作命令）、控制單元的外特性、多級時序系統、控制方式和控制信號實例分析。

（10）第十章控制單元的設計（4學時）

組合邏輯設計（包括組合邏輯控制單元框圖、微操作節拍安排、組合邏輯設計舉例）；微程序設計（包括微程序控制單元框圖及工作原理、微指令的編碼方式、微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序設計舉例）。

二、教材選擇 本課程教材選用唐朔飛編著《計算機組成原理》（高等教育出版社，2000年7月第一版）。該教材是國家教育部提出的“面向21世紀計算機類專業教學內容和課程體系改革”課題的研究成果，是教育部高等學校計算機科學教學指導委員會統一組織編寫的計算機科學與技術專業“九五”規劃課程系列教材之一。

該教材根本上扭轉了從二進制數制碼制開始，接著按運算器、存儲器、控制器、輸入輸出系統的順序，逐一講述計算機中各部件的傳統寫法，致使學生往往學了半個學期，仍不知其所以然，直到最后才將全部的內容連貫起來。這種自底向上的講述方法，不易激發學生主動探求知識，也不利于“以學生為主”的教學方式。

本教材定位在原理和性能分析上。首先把學生領到計算機整體框架的制高點上，然后帶領學生自頂向下，由表及里，層層細化，一步一步進入到計算機的內核，更有利于學生對計算機工作原理的理解。在深化過程中，每走一步會出現一系列懸念，每一個懸念又都啟發學生主動從下一篇章尋求答案。因此在大框架的指導下，在深入細化的過程中，學生自覺的加深了對計算機的理解。在此過程中，由于突出了啟發式教育，學生經過主動探求，使知識掌握得更加牢固。

2000年至今，全國開始采用此教材，實踐證明了該教材確實達到了編寫的設想，激發了學生主動探索的積極性，引導了學生層層深化的目的。此教材2002年獲全國普通高校優秀教材二等獎，至今已印刷１２次，共１５００００冊。

本課程主要參考教材為教育部高等教育司推薦的國外優秀信息科學與技術系列教學用書 William Stallings, Computer Organization and Architecture Designing for Performance(Fifth Edition), 2001.8影印版。

三、課程講授

1．重點與難點

（1）第一章計算機系統概論

重點：本章重點突出計算機組成的概貌和框架，如下圖所示。

由此使學生簡潔明了地了解計算機內部的工作過程實際上是指令流和數據流在此框架內由I/O→存儲器→CPU→存儲器→I/O的過程，是通過逐條取指令、分析指令和執行指令來運行程序的。同時要讓學生了解到當今計算機盡管發展到千變萬化的程度，但其最根本的組成原理還是基于馮?諾依曼的結構。

難點：本章概念、名詞較多，這些只是為進一步深化學習打下基礎，因此嚴格講本章沒什么難點，只要建立計算機組成的框架即可。對指令和數據都以0或1代碼存于存儲器中，計算機如何區分它們這一問題，應特別注意重點理解。

（2）第二章計算機的發展和應用

重點：使學生了解到從1946年ENIAC誕生到二十世紀五、六十年代，由于構成計算機的元器件發展變化（由電子管→晶體管→集成電路），使計算機的性能有了很大提高，每隔6至7年，計算機便更新換代一次，運算速度約提高一個數量級。而到了二十世紀七十年代，自從Intel公司生產了第一個微處理器芯片后，隨著集成度成倍的提高，以每隔18個月芯片上的晶體管數就翻一番的速度使計算機得到極為廣泛的應用，以至整個社會從制造時代進入到信息時代，出現了知識大爆炸，從而要激發學生學習本課程的積極性和主動性。

（3）第三章系統總線

重點：要求學生了解隨著計算機的發展，應用領域的不斷擴大，I/O設備的種類和數量也越來越多。為了更好地解決I/O設備與主機之間連接的靈活性，計算機的結構從分散連接發展成總線連接。由于各個子系統都通過總線交換信息，這就產生了總線的瓶頸問題，影響了計算機的速度。為了克服總線瓶頸又產生了多總線結構，進一步為了設計簡化，便于維護，有利于批量生產，又提出了各種總線標準。特別是為了解決眾多部件爭用總線，必須對總線進行判優控制和通信控制。

難點：為了解決總線上各模塊爭奪總線的使用權，解決通信雙方如何獲知傳輸開始和結束，以及通信雙方如何協調配合，總線的通信控制是至關重要的。

（4）第四章存儲器

重點：存儲器如同人的大腦具有記憶功能一樣，是計算機組成的一個重要部件，它直接影響到計算機存儲信息的容量和計算機的運行速度。圍繞著計算機速度的提高，容量的擴大，促使存儲器從基本組成元件到整體結構都在不斷的發展和完善。

當今計算機大多以半導體存儲器作為主存儲器，以硬盤或光盤作為輔助存儲器。為了更好解決存儲器的速度、容量和價格/位之間的矛盾，采用Cache-主存和主存-輔存的存儲器結構，使存儲器的總體性能得到很大的提高。學生必須掌握各類存儲器的工作原理，以及各類存儲器在存儲器的存儲層次結構中各自起的作用。

難點：要求學生運用以前學過的電路知識和本章所學的半導體存儲芯片，設計存儲器和CPU的連接電路。注意要合理選用芯片，以及CPU和存儲器芯片之間的地址線、數據線和控制線的連接，特別是存儲芯片片選邏輯的確定。

本章另一個難點是掌握不同的Cache-主存地址映象直接影響主存地址字段的分配及替換策略和命中率。

（5）第五章輸入輸出系統

重點：輸入輸出系統是人機對話和人機交互的紐帶和橋梁。由于輸入輸出設備工作速度與計算機主機的工作速度極不匹配，為此，既要考慮到輸入輸出設備工作的準確可靠，又要充分挖掘主機的工作效率，因此要求學生掌握主機與I/O交換的三種控制方式，即程序查詢、程序中斷和DMA，以及它們各自所需的硬件及軟件支持。

難點：要對處理中斷的各類軟、硬件技術運用自如；要認清周期竊取的含義；要分清CPU響應中斷和允許周期挪用的時間。

（6）第六章計算機的運算方法

重點：要使學生認識到計算機內部的各種運算與人們習慣的運算是不同的，不僅運算方法有差異，就是數的表示也不同。要求學生掌握計算機中有符號數、無符號數、定點數和浮點數的各種表示，以及移位、定點補碼加減運算、定點原碼一位乘和兩位乘及補碼Booth算法、定點原碼和補碼加減交替除法，以及浮點補碼加減運算。了解不同的運算方法對運算器結構的影響，以及提高運算速度采取的各種措施，包括快速進位鏈的設計方法。

難點：溢出判斷是各種運算方法的一個難點，而定點運算和浮點運算判斷溢出的方法是不同的。對于浮點運算，應特別注意區分浮點數和用補碼表示的浮點規格化形式這兩個概念，前者指的是真值，后者指的是機器數，由于補碼規格化數的特殊約定，兩者表示的數的范圍是不同的。

本章的另一個難點是掌握原碼和補碼運算的最根本的區別在于對符號位的處理。原碼乘除法結果的符號均和數值部分的運算分開進行，而補碼乘除法結果的符號是在數值部分的運算過程中自動形成的。值得注意的是機器內只設加法器，故全部減法運算實質是通過加法操作實現的，這就有一個對減數求“補”的問題。原碼除法中減去除數的絕對值，一律用加上除數絕對值的補碼實現。應特別注意[-x]補和[-x*]補的區別，其中x*是真值x的絕對值。

本章的第三個難點是，若浮點數的階碼采用移碼運算時，其運算規則和溢出判斷規則與補碼運算是不同的。

（7）第七章指令系統

重點：要求學生了解機器的指令系統決定了一臺計算機的功能，而一旦計算機的指令系統確定以后，計算機的硬件必須給予支持。指令系統主要體現在它的操作類型、數據類型、地址格式和尋址方法等方面。要求學生掌握不同的尋址方式對操作數尋址范圍以及對編程的影響，掌握不同的尋址方式所要求的硬件和信息的加工過程。還應了解RISC的主要特點及其與CISC的區別。

難點：要求掌握設計指令格式的方法，學會根據指令系統的要求，確定指令字中各字段的位數及其含義。特別是在實際機器中，指令字長不一定等于存儲字長，因此應格外注意各種尋址方法和地址格式的運用。

（8）第八章 CPU的結構和功能

重點：要認識到機器的核心是CPU，通過對CPU的功能和內部結構的了解，掌握機器完成一條指令的全過程是在CPU的統一指揮下進行的，而且CPU在不同的工作周期內訪存的性質是不同的。此外還應掌握中斷技術在提高整機效能方面所起的作用，以及為了進一步提高數據的處理能力，開發系統的并行性，在現代計算機中大量采用流水技術。

難點：中斷技術在現代計算機中起著重要作用。為了更好地吃透這一內容，建議結合第五章學習，便于建立整機概念。

（9）第九章 控制單元的功能

重點：理解控制單元為完成不同指令所發出的各種操作命令，以及指令周期、機器周期、時鐘周期與操作命令的關系。

難點：CPU的控制方式，微操作命令的分析及多級時序系統。

（10）第十章 控制單元的設計

重點：要求初步掌握控制單元的兩種設計方法，從而進一步理解組合邏輯控制器和微程序控制器在設計思想、硬件組成及其工作原理方面的不同。結合時序系統的概念，學會按不同指令要求，寫出其相應的微操作命令及節拍安排。

難點：微程序控制是一種更規范的控制方法，學會如何確定微指令格式，編出微指令的碼點是本章的難點。

2．講授中應注意的方法等問題

本課程要求學生樹立計算機的整機工作原理，及對計算機各子系統的功能及設計或選取方法有初步的認識和掌握，因此講好本課程要做到：

??? 教師本身必須對本課程的基本內容非常熟悉，并能融會貫通，也即要求本身基礎非常扎實。??? 講授本課程必須從宏觀到微觀，必須自上而下地給學生講述計算機的整機概貌，讓學生首先擺脫“電腦”神秘化的枷鎖，用通俗易懂的方法，使學生學會用辯證唯物主義的思維方法去認識、了解并掌握計算機的組成及其工作原理。

??? 在宏觀認識整機概貌的基礎上，帶領學生逐級剖析計算機的基本組成，如系統總線、存儲器、輸入輸出系統、中央處理器等等。而在逐級剖析過程中，既要使學生時刻不忘整機工作的需要，又要對各級子系統進行深入的了解，使之從微觀角度來認識實現計算機的自動工作，各子系統必須如何組成。最后通過第四篇控制單元的學習，引導學生真正了解計算機的有條不紊、自動協調工作都是在人們事先設計好的硬件基礎上完成的，并可將這些看作是組成更高級計算機的“元素”或是“細胞”，這樣，才能使學生更牢固地樹立唯物主義的觀念去從事計算機的開拓研究工作。

??? 為了加大課堂上的信息量，突出教材的重點和難點，更形象的理解各種電路中信息的流動過程和工作原理以及設計思路，課堂教學上采用多媒體教學手段。在課件制作上注重動畫顯示，按講課進度控制播放速度，引導學生主動思考，由表及里，層層深入。

??? 為了加深學生對各部分的理解和掌握，在講授過程中，應該配置一定數量的實驗和作業習題。

四、作業安排

1．指導思想

要求學生理解計算機組成的工作原理，掌握計算機的基本運算方法及基本電路的設計方法。為此，必須用適量的作業、習題，啟發學生獨立思考以及熟練掌握一些基礎知識和基本技能。

2．作業安排

本教材每一章都附有大量的習題，根據教學進度和學時，合理選擇書上習題，以達到進一步加深理解課堂講授的內容。每一章講授結束，收一次作業，給出成績，并作一次集體答疑，講解作業中的共性問題。作業成績記入總成績內。沒有作業成績者不得參加考試。

五、實驗環節

為了加強實踐環節，強調對學生個性化的培養，要求每個學生實驗前必須預習，最終實驗成績按預習情況、具體操作及實驗報告綜合評定，實驗成績記入總成績內。

六、考題設計

考題設計的指導思想是注重能力的考核，而不是記憶的考核。本課程考題內容應包括：基本概念，要求敘述準確；運算方法，要求掌握幾種常用的方法；基本電路設計，要求掌握設計思想和設計方法；綜合能力，由此衡量各類不同學生對課程的理解和掌握程度。

考試題大致可分為四種類型，重點考察學生對基本概念、基本方法、基本技術的掌握和綜合應用能力。

1．概念型

此類題重點考察學生對基本概念的掌握程度，強調對概念的準確理解而不是死記硬背。此類題的基本形式可以是選擇、填空、名詞解釋、簡答。2．計算型

此類題通過計算考核學生對所學知識的理解。例如對機器數，各種運算方法，海明碼的組成和糾錯，磁盤存儲器的容量，機器的平均指令執行速度等知識的理解。此類題的形式可以是選擇、填空、計算、問答。

3．設計型

此類題用于考察學生靈活運用所講授的基本方法和對所學知識的理解深度。例如對存儲器與CPU的連接、Cache-主存的組織方式、對應不同運算方法的運算器結構框圖、機器指令格式的設計、微指令格式的設計等。此類題的形式可以是畫圖、問答。

4．綜合型

此類題考察學生對計算機整機概念的理解，對各子系統在整機中的地位和作用以及相互之間的聯系，體現學生對所學知識、思維方法、設計方法的綜合運用能力。例如CPU和存儲器、CPU和I/O系統之間的聯系；CPU如何控制程序的運行；指令系統對機器硬件配置的影響；為了提高整機的速度，各個子系統分別可采用哪些措施等等。此類題的形式可以是畫圖、問答。

七．成績評定

本課程綜合成績由三部分組成： ??? 書面考試占總成績的80% ???平時作業占總成績的10% ??? 實驗能力占總成績的10% 總計滿分為100分

第五篇：計算機組成原理練習題

計算機組成原理練習題--第一章

第一章習題

一、名詞解釋：

ALU ： ALU稱為算術邏輯單元，它由組合電路構成，是計算機中進行算術運算和邏輯運算的電路。

CPU：CPU稱為中央處理器，它是計算機的核心部件，由運算器和控制器構成。存儲器： 存儲器是計算機中存儲程序和數據的部件，分為內存和外存兩種。操作系統：操作系統是管理系統資源、控制其他程序的運行，并且為用戶提供操作界面的系統軟件

二、選擇題

1.馮·諾依曼機工作方式的基本特點是(B)。

A、多指令流單數據流 B、按地址訪問并順序執行指令 C、堆棧操作 D、存儲器按內部選擇地址 2.計算機硬件能直接執行的只有(B)。

A、符號語言 B、機器語言 C、機器語言和匯編語言 D、匯編語言

3.輸入、輸出裝置以及外接的輔助存儲器稱為（D）。A.操作系統； B.存貯器； C.主機； D.外圍設備。

4.至今為止，計算機中的所有信息仍以二進制方式表示的理由主要是（C）A.節約元件； B.運算速度快； C.物理器件性能所致； D.信息處理方便。5.下列（D）屬于應用軟件。

A.操作系統； B.編譯程序； C.連接程序； D.文本處理。6.下列設備中（C）不屬于輸出設備。A.打印機； B.磁帶機；

C.光筆； D.磁盤驅動器。7.只有當程序要執行時，它才會將原程序翻譯成機器語言，并且一次只能讀取、翻譯并執行原程序中的一行語句，此程序稱為（C）A.目標程序； B.編輯程序； C.解釋程序； D.匯編程序。8.“計算機輔助設計”英文縮寫為（C）

A.CAI;B.CAM;C.CAD;D.CAE.9.計算機系統中的存儲系統是指（D）

A.RAM存儲器；B.ROM存儲器；C.主存；D.主存和輔存。10.下列（D）不是輸入設備。

A.硬盤驅動器；B.鍵盤；C.鼠標器；D.打印機。

三、填空題

1.計算機的硬件包括 運算器 存儲器 控制器 適配器 輸入/輸出設備。

2.在計算機術語中，將運算器和控制器合在一起稱為 CPU，而將 CPU 和存儲器合在一起稱為 主機。3.存儲 程序 并按 地址 順序執行。這是 馮·諾依曼 型計算機的工作原理，也是計算機 自動化

工作的關鍵。

4.計算機軟件的一般分為兩大類：一類叫 系統 軟件，一類叫 應用 軟件。其中，數據庫管理系統屬于 系統 軟件，計算機輔助教學軟件屬于 應用 軟件。

5.計算機系統中的存儲器分為內存 和B外存。在CPU執行程序時，必須將指令存放在 內存 中。

6.輸入、輸出設備以及輔助存儲器統稱為 外圍設備。

7.在計算機系統中，多個系統部件之間信息傳送的公共通路稱為 總線。8.匯編語言是一種面向 機器 的語言，對 機器 依賴性強，用匯編語言編制程序執行速度比高級語言 快。9.數字 計算機用來處理離散的數據，而模擬 計算機用來處理連續性的數據。

10.計算機唯一能直接執行的語言是 機器 語言。

四、問答題：

什么是CPU？什么是主機？

答：在計算機中，通常把運算器和控制器合在一起稱為中央處理器（CPU）。把CPU、存儲器和輸入輸出接口電路合在一起構成的處理系統稱為主機，存儲器中存儲的數據和程序是怎么區分的？

答：在存儲程序的計算機中，指令和數據都以二進制的形式存儲在存儲器中。從儲器中存儲的內容本身看不出它是指令還是數據，因為它們都是二進制的代碼。計算機在讀取指令時把從存儲器中讀到的信息都看作是指令，而在讀取數據時則把從存儲器中讀到的信息都看作是操作數，所以為了不產生混亂，在軟件的編制中要注意區分存儲器中的信息是程序還是數據。特別是在匯編程序設計時，用高級語言設計程序一般不會產生上述的問題。有些計算機程序是專門對程序進行操作的，如編譯程序和匯編程序。所以指令也可以是計算機的操作對象。有時我們把存儲在計算機中的指令和數據統稱為數據，因為它們都是存儲在存儲器中的二進制代碼，都可以作為指令的操作對象。

馮·諾依曼結構計算機的特點是什么？

答：馮·諾依曼結構計算機是一種典型的計算機組織結構，將計算機硬件分為運算器、存儲器、控制器、輸入部件和輸出部件，采用存儲程序的工作方式。馮·諾依曼結構計算機的主要外部特征是：

指令和數據都以字的方式存放在同一存儲器中，沒有區別，由計算機的狀態來確定從存儲器讀出的字是指令還是數據。指令送往控制單元譯碼，數據送往運算器進行運算。

指令按順序串行地執行，并由控制單元集中控制，采用一個PC計數器對指令進行尋址。

存儲器是一個單元定長的一維線性空間。使用低級機器語言，數據以二進制形式表示。指令中包括操作碼和地址碼兩部分。操作數的編碼格式從數據本身不能進行區別。

單處理機結構，以運算器為中心，只有一個數據流和一個指令流。

什么是指令？什么是程序？

答：指令是機器完成某種操作的命令，典型的指令通常包含操作碼和地址碼兩部分內容。操作碼用來指定所執行的某種操作（如加、傳送），地址碼用來表示參加操作的數的位置或運算結果應存到何處。程序是有序指令的集合，用來解決某一特定問題。

計算機組成原理練習題--第二章

第二章習題

一、名詞解釋

1、原碼：帶符號數據表示方法之一，用一個符號位表示數據的正負，0代表正號，1代表負號，其余的代碼表示數據的絕對值。

2、補碼：帶符號數據表示方法之一，正數的補碼與原碼相同；負數的補碼是將二進制位按位取反后再在最低位上加1。

3、反碼：帶符號數據表示方法之一，正數的反碼與原碼相同；負數的反碼是將二進制位按位取反。也就是做按位求反運算。

二、選擇題

1.下列數中最小的數為（C）。

A、（101001）2 B、（52）8 C、（101001）BCD D、（233）16 2.下列數中最大的數為（B）。

A、（10010101）2 B、（227）8 C、（96）16 D、（143）5 3.某數在計算機中用8421BCD碼表示為0111 1000 1001，其真值為（A）。A、789 B、789H C、1929 D、11110001001B、4.“與非門”中的一個輸入為“0”，那么它的輸出值是（B）。A.“0”； B.“1”；

C.要取決于其他輸入端的值； D.取決于正邏輯還是負邏輯。

5.下列布爾代數運算中，（C）答案是正確的。A.1+1=1； B.0+0=1； C.1+1=10；

D.以上都不對。

６．在小型或微型計算機里，普遍采用的字符編碼是__D____。A.BCD碼 B.16進制 C.格雷碼 D.ASCⅡ碼 ７．（2000）10化成十六進制數是___B___。

A．（7CD）16 B。（7D0）16 C。（7E0）16 D。（7FO）16 ８．根據國標規定，每個漢字在計算機內占用___B___存儲。

A.一個字節 B.二個字節 C.三個字節 D.四個字節

三、填空題

1.字符信息是 符號 數據，屬于處理 非數值 領域的問題。國際上采用的字符系統是七單位的C ASCII 碼

２．漢字的__輸入編碼（或輸入碼）_內碼（或機內碼）___、_ 字模碼

_____、______是計算機用于漢字輸入、內部處理、輸出三種不同用途的編碼。３．一位十進制數，用BCD碼表示需___4___位二進制碼，用ASCII碼表示需__7____位二進制碼。

四、問答題

在整數定點機中，若寄存器的內容為80H，當它分別代表原碼、補碼、反碼和無符號數時，所對應的十進制數各為多少？ 答：[X]原=10000000，X=0 [X]補=10000000，X=-128 [X]反=10000000，X=-127 X=100000002=128 ２、請將十進制數（123.375）轉化成二進制數、八進制數、十六進制數。二進制 1111011.011 八進制 173.3 十六進制 7B.3 計算機組成原理練習題--第三章、第四章

第三章習題

一、名詞解釋

上溢：指數據的絕對值太大，以至大于數據編碼所能表示的數據范圍。下溢：指數據的絕對值太小，以至小于數據編碼所能表示的數據范圍。

二、選擇題

1.計算機系統中采用補碼運算的目的是為了（C）。A、與手工運算方式保持一致 B、提高運算速度 C、簡化計算機的設計 D、提高運算的精度 2.運算器雖有許多部件組成，但核心部分是（B）。

A、數據總線 B、算術邏輯運算單元 C、多路開關 D、通用寄存器

3.運算器中，減法運算一般通過（D）來實現。

A、原碼運算的二進制減法器 B、補碼運算的二進制減法器 C、補碼運算的十進制加法器 D、補碼運算的二進制加法器

4.在定點數運算中產生溢出的原因是(C)。A、運算過程中最高位產生了進位或借位 B、參加運算的操作數超出了機器的表示范圍 C、運算的結果的操作數超出了機器的表示范圍 D、寄存器的位數太少，不得不舍棄最低有效位 5.下列有關運算器的描述中，_D_____是正確的。

A.只做算術運算，不做邏輯運算 B.只做加法

C.能暫時存放運算結果 D.既做算術運算，又做邏輯運算

6.設X=－0.1011，則〔Ｘ〕補為_C_____。A.1.1011 B.1.0100 C.1.0101 D.1.1001 7.定點運算器用來進行___B___。

A.十進制數加法運算 B.定點數運算

C.浮點數運算 D.即進行定點數運算也進行浮點數運算

三、填空題

1.一個定點數由_符號位_____和_ 數值域 _____兩部分組成。

2.運算器的兩個主要功能是： _算術運算 _____，_邏輯運算 _____。

四、問答題

1.用補碼運算方法求x+y=？x-y=? x=0.1001 y=0.1100 1.（1）[X]補 = 00.1001 [X]補 = 00.1001 + [Y]補 = 00.1100 + [-Y]補 = 11.0100 [X+Y]補 = 01.0101 [X-Y]補 = 11.1101 因為雙符號位相異，結果發生溢出。X-Y =-0.0011(2)x=-0.0100 y=0.1001

（2）

[X]補 = 11.1100 [X]補 = 11.1100 + [Y]補 = 00.1001 + [-Y]補 = 11.0111 [X+Y]補 = 00.0101 [X-Y]補 = 11.0011 所以X+Y = +0.0101 X-Y =-0.1101 第四章習題

一、名詞解釋

尋址方式：對指令的地址碼進行編碼，以形成操作數在存儲器中的地址的方式。

RISC：精簡指令系統計算機。采用簡化的指令系統；運算指令為寄存器-寄存器型，指令以流水方式執行；使用較多的通用寄存器以減少訪存；采用由陣列邏輯實現控制器；采用優化編譯技術。

指令是計算機能夠識別和執行的操作命令。

指令系統一臺計算機或一個計算機系統，能夠執行的各種指令的集合。

二、選擇題

1.指令系統中采用不同尋址方式的目的主要是（B）。A、實現存儲程序和程序控制

B、縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性 C、可以直接訪問外存

D、提供擴展操作碼的可能并降低指令譯碼難度

2.二地址指令中，操作數的物理位置可安排在（C）。A、棧頂和次棧頂 B、兩個主存單元 C、一個主存單元和一個寄存器 D、兩個寄存器

3.對某個寄存器中操作數的尋址方式稱為（C）尋址。

A、直接 B、間接 C、寄存器 D、寄存器間接 4.寄存器間接尋址方式中，操作數處在（B）。

A、通用寄存器 B、主存單元 C、程序計數器 D、堆棧 5.變址尋址方式中，操作數的有效地址等于（C）。A、基值寄存器內容加上形式地址（位移量）B、堆棧指示器內容加上形式地址 C、變址寄存器內容加上形式地址 D、程序計數器內容加上形式地址

6.程序控制類指令的功能是（D）。

A、進行算術運算和邏輯運算 B、進行主存與CPU之間的數據傳送 C、進行CPU和I/O設備之間的數據傳送 D、改變程序執行的順序 7.指令的尋址方式有順序和跳躍兩種方式。采用跳躍尋址方式，可以實現（D）。

A、堆棧尋址 B、程序的條件轉移

C、程序的無條件轉移 D、程序的條件轉移或無條件轉移 8.位操作類指令的功能是（C）。

A、對CPU內部通用寄存器或主存某一單元任一位進行狀態檢測（0或1）B、對CPU內部通用寄存器或主存某一單元任一位進行狀態強置（0或1）C、對CPU內部通用寄存器或主存某一單元任一位進行狀態檢測或強置 D、進行移位操作

9.指出下面描述匯編語言特性的句子中概念上有錯誤的句子。C A、對程序員的訓練要求來說，需要硬件知識 B、匯編語言對機器的依賴性高

C、匯編語言的源程序通常比高級語言源程序短小 D、匯編語言編寫的程序執行速度比高級語言快 10.下列說法中不正確的是（C）。

A、變址尋址時，有效數據存放在主存中 B、堆棧是先進后出的隨機存儲器

C、堆棧指針SP的內容表示當前堆棧內所存儲的數據的個數 D、內存中指令的尋址和數據的尋址是交替進行的

三、填空題

1.一臺計算機所有 機器 指令的 集合，稱為這臺計算機的指令系統。

2.堆棧是一種特殊的數據 尋址方式，它采用先進后出 原理。按結構不同分為 寄存器 堆棧和 存儲器 堆棧。

3.一個較完善的指令系統包含 數據傳送 類指令，算術運算 類指令，邏輯運算 類指令，程序控制 類指令，系統控制

類指令，I/O 類指令，字符串 類指令。4.二地址指令中，操作數的物理位置有三種型式，它們是：寄存器-寄存器（RR）寄存器-存儲器（RS）型、存儲器-存儲器（SS）型和。5.寄存器直接尋址是操作數在通用寄存器中，寄存器間接尋址是 操作數地址是通用寄存器的編號，所以指令執行的速度前者比后 操作數在主存單元中，通用寄存器中的內容作為操作數地址 快。

6.條件轉移指令、無條件轉移指令、轉子指令、返主指令、中斷返回指令等都是程序控制 指令。

7.數據傳送類指令的功能是實現 主存儲器 和 寄存器 之間，或 寄存器 和 寄存器 之間的數據傳送。

四、問答題

１、基址尋址方式和變址尋址方式有什么優點？

１、答：這兩種尋址方式的優點是：第一，可以擴大尋址能力。因為同形式地址相比，基值寄存器的位數可以設置得很長，從而可在較大的存儲空間中尋址。第二，通過變址尋址方式，可以實現程序的浮動。也就是可裝入存儲器中的任何位置。變址尋址可以使有效地址按變址寄存器的內容實現有規律的變化，而不會改變指令本身。

第五章習題

一、名詞解釋

1、RAM：

2、ROM：

3、EPROM：

4、虛擬存儲器：

5、段式管理：

6、頁式管理：

7、段頁式管理：

8、固件： 選擇題

1.存儲器是計算機系統中的記憶設備，它主要用來()。

A、存放數據 B、存放程序 C、存放數據和程序 D、存放微程序

2.計算機的存儲器采用分級存儲體系的主要目的是()。A、便于讀寫數據 B、減小機箱的體積

C、便于系統升級 D、解決存儲容量、價格和存取速度之間的矛盾 3.存儲周期是指()。存儲器的讀出時間 B、存儲器的寫入時間

C、存儲器進行連續讀和寫操作所允許的最短時間間隔 D、存儲器進行連續寫操作所允許的最短時間間隔 4.和外存儲器相比，內存儲器的特點是()。

A、容量大，速度快，成本低 B、容量大，速度慢，成本高 C、容量小，速度快，成本高 D、容量小，速度快，成本低 5.主存儲器和CPU之間增加cache的目的是()。

A、解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B、擴大主存儲器的容量 C、擴大CPU中通用寄存器的數量 D、既擴大主存容量又擴大CPU通用 6.采用虛擬存儲器的主要目的是()。A、提高主存儲器的存取速度

B、擴大主存儲器的存儲空間，并能進行自動管理和調度 C、提高外存儲器的存取速度 D、擴大外存儲器的存儲空間

7.常用的虛擬存儲系統由()兩級存儲器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲器。

A、主存-輔存 B、快存-主存 C、快存-輔存 D、通用寄存器-主存

8.以下四種類型的半導體存儲器中，以傳輸同樣多的字為比較條件，則讀出數據傳輸率最高的是()。

A、DRAM B、SRAM C、FLASH D、EPROM 9.虛擬段頁式存儲管理方案的特點為()。

A、空間浪費大、存儲共享不易、存儲保護容易、不能動態連接 B、空間浪費小、存儲共享容易、存儲保護不易、不能動態連接 C、空間浪費大、存儲共享不易、存儲保護容易、能動態連接 D、空間浪費小、存儲共享容易、存儲保護容易、能動態連接 10.在cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射在cache內的任意一塊的位置上，則這種方法稱為()。

A、全相聯映射 B、直接映射 C、組相聯映射 D、混合映射 填空題

1.對存儲器的要求是，，為了解決這三方面的矛盾，計算機采用 體系結構。

2.存儲器的技術指標有，,。

3.CPU能直接訪問 和，但不能直接訪問 和。

4.cache是一種 存儲器，是為了解決CPU和主存之間 不匹配而采用的一項重要的硬件技術。現發展為 體系； 分設體系。5.主存與cache的地址映射有、、三種方式。6.半導體SRAM靠 存儲信息，半導體DRAM則是靠 存儲信息。

7.DRAM存儲器的刷新一般有、和 三種方式，之所以刷新是因為。

8.虛擬存儲器通常由 和 兩級存儲系統組成。為了在一臺特定的機器上執行程序，必須把 映射到這臺機器主存儲的 空間上，這個過程稱為 9..主存、快速緩沖存儲器、通用寄存器、磁盤、磁帶都可用來存儲信息，按存取時間由快至慢排列，其順序是。10.欲組成一個64K×16位的存儲器，若選用32K×8位的存儲芯片，共需 片；若選用16K×1位的存儲芯片，則需 片；若選用1K×4位的存儲芯片共需 片。問答題

1.試比較RAM和ROM。

解釋下列概念：讀時間和讀周期。

提高存儲器速度可采用哪些措施？簡要說明之。

用16K×16位的SRAM芯片構成64K×32位的存儲器。要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。

第五章習題答案

一、名詞解釋

1、隨機訪問存儲器，能夠迅速方便地訪問任何地址中的內容，訪問的速度與存儲位置無關。

2、只讀存儲器，一種只能讀取數據但不能寫入數據的存儲器。可擦寫可編程的ROM，用戶可以對其編程多次。

4.在內存與外存間建立的層次體系，使得程序能夠像訪問主存儲器一樣訪問外部存儲器，主要用于解決計算機中主存儲器的容量問題。5.一種虛擬存儲器的管理方式，將虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任設定，并可以放大和縮小。

6.一種虛擬存儲器的管理方式，將虛擬存儲空間等分成固定容量的頁，需要時裝入內存。

7.一種虛擬存儲器的管理方式，將存儲空間按邏輯模塊分成段，每段又成若干個頁。

8.固化在硬件中（如寫入ROM）的固定不變的常用軟件。

二、選擇題

1、C

2、D

3、C

4、C

5、A

6、B

7、A

8、C

9、D

10、A

三、填空題

1、容量大 速度快 成本低 多級存儲

2、存儲容量 存取時間 存儲周期 存儲器帶寬

3、cache 主存 磁盤 光盤

4、高速緩沖 速度 多級 cache 指令cache和數據cache

5、全相聯 直接 組相聯

6、觸發器 電荷存儲器件

7、集中式 分散式 異步式 有電荷泄漏，需定期補充

8、主存 輔存 邏輯地址 物理地址 地址映射

9、通用寄存器、cache、主存、磁盤、磁帶 10、4 64 256

四、問答題

1、RAM是隨機存儲器，在程序的執行過程中既可讀出又可寫入。ROM是只讀存儲器，在程序執行過程中只能讀出信息，不能寫入信息。

2、讀周期是存儲器進行兩次連續讀操作的最少時間間隔；讀時間是從CPU給出地址有效信號到被選單元的內容讀到數據線上的這段時間，讀周期大于讀時間。

3、提高存儲器的速度可采取三種措施。（1）采用高速器件，選用存取周期小的芯片，整個存儲器的速度便可以提高。（2）采用Cache，CPU將最近期要用的信息先調入Cache，而Cache的速度比主存快得多，這樣CPU每次只需從快速緩存中取出（或存入）信息，從而縮短了訪存時間，提高了存取速度。（3）采用多體交叉存儲器。

4、答： 所需芯片總數（64K×32）÷（16K×16）= 8片 因此存儲器可分為4個模塊，每個模塊16K×32位，各模塊通過A15、A14進行2：4譯碼

第六章習題

一、名詞解釋 指令周期： 機器周期： 微程序： 微指令： 控制寄存器

二、選擇題

1.中央處理器是指（）。

A、運算器 B、控制器

C、運算器和控制器 D、運算器，控制器和主存儲器 2.在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是（）。A、主存地址寄存器 B、程序計數器 C、指令寄存器 D、狀態條件寄存器 3.操作控制器的功能是（）。

A、產生時序信號 B、從主存取出一條指令

C、完成指令操作碼譯碼 D、從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，產生有關的操作控制信號。

4.指令周期是指（）。

A、CPU從主存取出一條指令的時間 B、CPU執行一條指令的時間 C、CPU從主存取出一條指令加上執行這條指令的時間 D、時鐘周期時間 5.微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是（）。A、每一條機器指令由一條微指令來執行

B、每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執行 C、一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執行 D、一條微指令由若干條機器指令組成

6.下列部件中不屬于控制器的部件是（）。A、指令寄存器 B、操作控制器 C、程序計數器 D、狀態條件寄存器 7.計算機操作的最小時間單位是（）。A、時鐘周期 B、指令周期 C、CPU周期 D、微指令周期

三、填空題

1.中央處理器CPU具有 控制，控制，控制，加工等基本功能。

2.CPU從 取出一條指令并執行這條指令的時間和稱為。3.多媒體CPU是帶有 技術的處理器。

4.在CPU中，指令寄存器的作用是，程序計數器的作用是，程序狀態字寄存器PSW的作用是，地址寄存器的作用是。5.控制器主要包括、、、和。6.CPU周期也稱為，一個CPU周期包含若干個。

7.早期的計算機基于馮·諾依曼體系結構，采用 處理，其主要特征是。現代的計算機系統廣泛采用 處理。

四、問答題

１、中央處理器有哪些基本功能？由哪些基本部件構成？

２、CPU結構如圖所示，其中一個累加寄存器AC，一個狀態條件寄存器和其它四個寄存器，各部分之間的連線表示數據通路，箭頭表示信息傳送方向。(1)標明圖中四個寄存器的名稱。

(2)簡述指令從主存取到控制器的數據通路。

(3)數據在運算器和主存之間進行存/取訪問的數據通路。第六章習題答案

一、名詞解釋

1、從一條指令的啟動到下一條指令啟動的間隔時間。指令執行中每一步操作所需的時間。

存儲在控制存儲器中的完成指令功能的程序，由微指令組成。控制器存儲的控制代碼，分為操作控制部分和順序控制部分。存放微程序的只讀存儲器。

二、選擇題

１、Ｃ ２、Ｂ ３、Ｄ ４、Ｃ

5、Ｂ

6、Ｄ

7、Ａ

三、填空題

１、指令 操作 時間 數據

2、存儲器 指令周期

3、A、MMX

4、保存當前正在執行的一條指令 跟蹤后繼指令的地址

保存處理器的狀態信息和中斷優先級 保存CPU當前所訪問的主存單元的地址

5、指令寄存器 指令譯碼器 程序計數器 時序發生器 操作控制器

6、機器周期 時鐘周期

7、串行 指令執行過程串行完成 并行

四、問答題 １、答：

指令控制。即對程序運行的控制，保證指令序列執行結果的正確性。操作控制。即指令內操作步驟的控制，控制操作步驟的實施。數據運算。即對數據進行算術運算和邏輯運算。異常處理和中斷處理。如處理運算中的溢出等錯誤情況以及處理外部設備的服務請求等。

計算機的中央處理器還可具有存儲管理、總線管理、電源管理等擴展功能。中央處理器主要由控制器和運算器兩部分構成，運算器由算術邏輯單元和各種寄存器組成。在CPU中可以有多種寄存器。如指令寄存器（IR）、程序計數器（PC）、數據寄存器（DR）、地址寄存器（AR）和狀態寄存器（SR）。寄存器與運算器之間傳遞信息的線路稱為數據通路。

２、答：（1）a為數據緩沖寄存器DR，b為指令寄存器IR，c為主存地址寄存器，d為程序計數器PC（2）主存→ 緩沖寄存器DR → 指令寄存器IR → 操作控制器

（3）存儲器讀：M → DR → ALU → AC 存儲器寫：AC → DR → M 第七章習題

一、名詞解釋 １、總線 ２、共享 ３、分時

４、分時共享 ５、接口

二、選擇題

1.計算機使用總線結構的主要優點是便于實現積木化，同時（）。A、減少了信息傳輸量 B、提高了信息傳輸的速度 C、減少了信息傳輸線的條數

2.系統總線中地址線的功用是（）。A、用于選擇主存單元

B、用于選擇進行信息傳輸的設備

C、用于指定主存單元和I/O設備接口電路的地址 D、用于傳送主存物理地址和邏輯地址

3.在單機系統中，三總線結構的計算機的總線系統由（）組成。A、系統總線、內存總線和I/O總線 B、數據總線、地址總線和控制總線

C、內部總線、系統總線和I/O總線 D、ISA總線、VESA總線和PCI總線

4.在（）的計算機系統中，外設可以和主存儲器單元統一編址，因此可以不使用I/O指令。

A、單總線 B、雙總線 C、三總線 D、多種總線 5.計算機系統的輸入輸出接口是（）之間的交換界面 A、CPU與存儲器 B、主機與外圍設備 C、存儲器與外圍設備 D、CPU與系統總線 6.下列各種情況中，應采用異步傳輸方式的是（）。A、I/O接口與打印機交換信息 B、CPU與存儲器交換信息 C、CPU與I/O接口交換信息 D、CPU與PCI總線交換信息

三、填空題

1.總線有 特性、特性、特性、特性，因此必須。2.微型計算機的標準總線從16位的 總線發展到32位的 總線和 總線，又進一步發展到64位的 總線。3.衡量總線性能的重要指標是。

4.在三種總線結構的計算機中，其中

和

結構的計算機，I/O設備之間的信息可以由設備直接傳送，而在結構的計算機中，卻不能直接進行設備到設備的傳送。

5.總線是計算機系統中各部件之間進行信息傳送的公共通路，為使總線可靠的工作和減輕負載，總線上的部件大都配有

電路，該電路的輸出的狀態是、和。

6.根據邏輯部件的連接方式的不同，單機系統中采用的總線結構基本有、、三種類型，其中 吞吐能力最強。

四、問答題

1.什么是總線？如何分類？ 2.畫出PCI總線結構框圖。第七章習題答案

一、名詞解釋

１、總線是能被系統中多個部件分時共享的一組信息傳輸線及相關邏輯。２、共享是指總線所連接的各部件都通過它傳遞信息。

３、分時是指在某一時刻總線只允許有一個部件將信息送上總線。

４、分時共享是總線的主要特征，在計算機系統中，將不同來源和去向的信息在總線上分時傳送，不僅可減少傳輸線的數量，簡化控制和提高可靠性，而且便于擴充更新新的部件。

５、接口是指ＣＰＵ和主存、外圍設備之間通過總線進行連接的邏輯部件。

二、選擇題

1、Ｃ ２、Ｃ ３、Ａ ４、Ａ ５、Ｂ ６、Ａ

三、填空題

1、A、物理 B、功能 C、電氣 D、機械 E、標準化

2、A、ISA B、EISA C、VESA D、PCI ３、A、總線帶寬

4.Ａ、片總線 Ｂ、外總線 Ｃ、內總線

5.A、三態邏輯 B、高電平C、低電平D、高阻

６、A、單總線 Ｂ、雙總線 Ｃ、三總線 Ｄ、雙總線

四、問答題 １、總線是計算機系統中各部件之間進行信息傳送的公共通路。總線有內總線和外總線之分。一般把芯片的總線稱為內總線，把同一臺計算機系統的各部件，如CPU、內存、通道和I/O接口間的相互連線，以及多臺處理機之間的連線稱為外總線。通常把這些傳輸線分為地址線、數據線和控制線，分別用于傳輸地址、數據和控制信號。

２、PCI總線結構框圖

第八章習題

一、名詞解釋 單級中斷： 多級中斷： 中斷屏蔽： 現場保護： 中斷向量：

二、選擇題

1.中斷發生時，由硬件保護片更新程序計數器PC，而不是由軟件完成，主要是為了()。

A、能進入中斷處理程序并能正確返回原程序 B、節省內存

C、提高處理機的速度 D、使中斷處理程序易于編制，不易出錯 2.中斷向量地址是()。

A、子程序入口地址 B、中斷源服務程序入口地址 C、中斷服務程序入口地址 D、中斷返回地址

3.在單級中斷系統中，CPU一旦響應中斷，則立即關閉()標志，以防止本次中斷服務結束前同級的其他中斷源產生另一次中斷進行干擾。A、中斷允許 B、中斷請求 C、中斷屏斷

4.為了便于實現多級中斷，保存現場信息最有效的方法是采用()。A、通用寄存器 B、堆棧 C、存儲器 D、外存 5.中斷允許觸發器用來()。

A、表示外設是否提出了中斷請求 B、CPU是否響應了中斷請求 C、CPU是否正在進行中斷處理 D、開放或關閉可屏蔽硬中斷 6.在采用DMA方式高速傳輸數據時，數據傳送是()。A、在總線控制器發出的控制信號控制下完成的

B、在DMA控制器本身發出的控制信號控制下完成的 C、由CPU執行的程序完成的 D、由CPU響應硬中斷處理完成的 7.下列陳述中正確的是()。

A、中斷響應過程是由硬件和中斷服務程序共同完成的

B、每條指令的執行過程中，每個總線周期要檢查一次有無中斷請求 C、檢測有無DMA請求，一般安排在一條指令執行過程的末尾 D、中斷服務程序的最后一條指令是無條件轉移指令

8.如果有多個中斷同時發生，系統將根據中斷優先級響應優先級最高的中斷請求。若要調整中斷事件的響應次序，可以利用()。A、中斷嵌套 B、中斷向量 C、中斷響應 D、中斷屏蔽 9.通道程序是由()組成。A、I/O指令 B、通道指令（通道控制字）C、通道狀態字 10.并行I/O標準接口SCSI中，塊適配器中可以連接()臺具有SCSI接口的設備。

A、6 B、7 C、8 D、10

三、填空題

1.在計算機系統中，CPU對外圍設備的管理除程序 方式，程序 方式外，還有 方式、方式和 方式。

2.程序中斷方式是各類計算機中廣泛使用一種 方式，當某一外設的數據準備就緒后，它主動向 發出請求信號，后者響應中斷請求后，暫停運行主程序，自動轉移到該設備的。

3.中斷處理需要有中斷、中斷 產生、中斷 等硬件支持。4.如果CPU處于中斷允許狀態，則可立即接受中斷請求進行中斷響應。一旦進入中斷響應過程，CPU會立即自動，并將當前 和 的內容保存到 中。

5.程序中斷方式控制輸入輸出的主要特點是，可以使 和 并行工作。6.DMA技術的出現使得 可以通過 直接訪問，與此同時，CPU可以繼續執行程序。

7.通道是一個特殊功能的，它有自己的 專門負責數據輸入輸出的傳輸控制，CPU只負責 功能。

8.并行I/O接口 和串行I/O接口 是兩個最具有權威性和發展前景的 技術。

9.IEEE1394是 I/O標準接口，與SCSI相比，它具有更高的 和 實時性，具有更小的 和連接的方便性。

四、問答題

１、什么是中斷源？有哪些中斷源？

２、中斷的過程與子程序調用有哪些區別？

３、什么是中斷優先級？怎樣確定中斷的優先級？ ４、什么是中斷屏蔽？

５、CPU的中斷控制部件有哪些功能？ ６、什么叫中斷嵌套？ 第八章習題答案

一、名詞解釋

簡單的處理中斷方法，與多級中斷對應，各種中斷的優先級一樣。在處理一個中斷時不響應另一個中斷請求，所以是單重中斷。

處理多重中斷的方法，采用按優先級的方法，在處理某級中斷時，與它同級的中斷或比它低級的中斷請求不能中斷它的處理，而比它優先級高的中斷請求則能中斷它的處理。

在處理中斷時阻止其他中斷。

保存CPU的工作信息，如各寄存器的值。

由發出中斷請求的設備通過輸入輸出總線主動向CPU發出一個識別代碼。

二、選擇題

１、Ａ ２、Ｂ

3、Ｃ

4、Ｂ

5、Ｄ

6、Ｂ

7、Ａ

8、Ｄ

9、Ｂ

10、B

三、填空題

１、查詢 中斷 DMA 通道 外圍處理機 ２、數據交換 CPU 中斷服務程序

３、、優先級仲裁 向量 控制邏輯

４、禁止中斷 程序計數器 程序狀態字寄存器 堆棧 ５、CPU 外設

6、外圍設備 DMA控制器 內存

7、處理器 指令和程序 數據處理

8、SCSI IEEE1394 標準接口

9、串行 數據傳輸率 數據傳送 體積

四、問答題

１、答：（1）內部中斷。由CPU的某種內部因素引起。

（2）外部中斷。由中斷信號引起的中斷。用于處理各種定時操作和其他外圍設備的操作。

（3）軟件中斷。由自陷（trap）指令引起，用于調用操作系統服務程序，如應用程序中需要進行輸入輸出操作時調用操作系統例程。２、答：中斷的過程類似于子程序的調用，其區別主要有： 中斷服務程序與中斷時CPU正在運行的程序是相互獨立的，它們之間沒有確定的關系。子程序調用時轉入的子程序與正在執行的程序段是同一個程序的兩部分。中斷一般是由硬件的信號產生的，除了軟件中斷。子程序調用是由轉移指令引起的。

中斷服務程序的地址是由硬件決定的。子程序調用由轉移子程序的指令在地址碼中指定子程序地址。

中斷過程中要存儲所有的狀態信息，子程序調用時可以只保存PC的值。中斷程序調用的過程包括確定產生中斷的原因、對多個同時發生的中斷進行裁決等，而在一般子程序調用中則沒有這種操作。

３、答：（1）中斷優先級是在同時出現了幾個中斷請求的情況下，CPU對中斷響應的順序，優先級高的中斷先得到響應。

（2）中斷源的優先級是計算機用戶根據中斷的必要性和實時性要求制定的，同時還要兼顧操作系統的需求。通常把硬件故障的中斷優先級定為最高。如電源故障的中斷一般是不可屏蔽的緊急中斷。而軟件中斷的優先級則一般較低。某些特殊的中斷，如虛擬存儲器管理中的頁面失效中斷，要求在指令沒有執行完時就得到響應，因為在發生頁面失效時，如不立即處理，就無法得到指令的操作數，該指令也就不可能執行完成。

４、答：中斷屏蔽是一種使某個中斷源的請求暫時不起作用的措施。該中斷請求仍然保留，直到對它的屏蔽撤消時才可得到響應。屏蔽措施也是調整中斷響應順序的措施。常見的中斷屏蔽方法是采用屏蔽寄存器。由屏蔽寄存器的輸出決定是否屏蔽某一中斷。屏蔽寄存器一般可以用指令修改，這樣系統軟件就可以對中斷屏蔽進行控制。中斷屏蔽的方法一般是將中斷源進行分級，使得某一級的中斷可以屏蔽另一級的中斷，而某些級的中斷不能屏蔽另一些中斷的響應。分級的屏蔽通常將中斷分成高低不等的中斷優先級，優先級高的中斷可以屏蔽優先級低的中斷。在采用屏蔽寄存器的情況下，軟件可以靈活地設置中斷的屏蔽。５、答：CPU的中斷控制部件通常具有以下功能：（１）允許和禁止中斷源的請求。

（２）斷點的現場和恢復中斷點的現場。（３）轉向相應中斷源的服務程序。（４）對多個中斷請求進行判優裁決。

（５）允許低級中斷的服務程序被高級中斷請求中斷。

６、答：中斷嵌套是指令在多重中斷方式下，CPU在處理一個中斷請求時，又被另一個中斷請求所打斷，進入新的中斷處理過程的現象。

第九章習題

一、名詞解釋

1、磁道：

2、扇區：

3、調制解調器：

二、選擇題

1.計算機的外圍設備是指（）。A、輸入/輸出設備 B、外存設備

C、遠程通信設備 D、除了CPU和內存以外的其它設備

2.在微型機系統中外圍設備通過（）與主板的系統總線相連接。A、適配器 B、設備控制器 C、計數器 D、寄存器

3.帶有處理器的設備一般稱為（）設備。A、智能化 B、交互式 C、遠程通信 D、過程控制

4.CRT的顏色數為256色，則刷新存儲器每個單元的字長是（）。A、256位 B、16位 C、8位 D、7位 5.磁盤驅動器向盤片磁層記錄數據時采用()方式寫入。A、并行 B、串行 C、并一串行 D、串一并行 6.一張3.5英寸軟盤的存儲容量為 MB，每個扇區存儲的固定數據是。

A、1.44MB，512B B、1MB，1024B C、2MB，256B D、1.44MB，128B 7.一張CD-ROM光盤的存儲容量可達 MB，相當于 多張1.44MB的3.5英寸軟盤。

A、400，600 B、600，400 C、200，400 D、400，200 8.以下描述中基本概念正確的句子是()。

A、硬盤轉速高，存取速度快 B、軟盤轉速快，存取速度快 C、硬盤是接觸式讀寫 D、軟盤是浮動磁頭讀寫 9.顯示器的主要參數之一是分辨率，其含義為()。

A、顯示屏幕的水平和垂直掃描頻率 B、顯示屏幕上光柵的列數和行數 C、可顯示不同顏色的總數 D、同一幅畫面允許顯示不同顏色的最大數目 10.在軟盤存儲器中，軟盤適配器是()。

A、軟盤驅動器與CPU進行信息交換的通道口 B、存儲數據的介質設備 C、將信號放大的設備 D、抑制干擾的設備

三、填空題

1.外圍設備大體分為 設備、設備、設備、設備、設備五大類。

2.不同的CRT顯示標準所支持的最大 和 數目是 的。3.溫徹斯特磁盤是一種采用先進技術研制的 磁頭、盤片的磁盤機，它將磁頭、盤片、電機等驅動部件讀寫電路等組裝成一個 機電一體化整體，成為最有代表性的 存儲器。

4.軟磁盤和硬磁盤的 原理與 方式基本相同，但在 和 上存在較大的差別。

5.光盤是近年來發展起來的一種 設備，是 不可缺少的設備。按讀寫性質分，光盤分 型、型、型三類

6.按所顯示的信息的內容分類，顯示器可以分為 顯示器、顯示器和 顯示器三大類。

四、問答題

１、外存的技術指標一般包括哪些？

２、設有16個固定磁頭的硬盤，每磁道存儲容量為62500字節，盤驅動器轉速為2400轉／分，試求最大數據傳輸率。第九章習題答案

一、名詞解釋

1、盤片存放數據的同心圓。

2、為磁道的一部分，將每個磁道分成幾個小區域，此區域即為扇區。

3、是使計算機通過電話線與其他計算機連接的設備，承擔了信號轉換任務。

二、選擇題

１、Ｄ ２、Ａ ３、Ａ

4、Ｃ

5、Ｂ

6、Ａ

7、Ｂ

8、Ａ

9、Ｂ

10、Ａ

三、填空題

１、輸入 輸出 外存 數據通信 過程控制 ２、分辨率 顏色 不同

3、可移動 固定 不可拆卸 硬磁盤

4、存儲 記錄 結構 性能

5、外存 多媒體計算機 只讀 一次 重寫

6、A、字符 B、圖形 C、圖像

四、問答題

１、外存的技術指標一般包括：（1）記錄密度（又包括道密度和位密度兩種）。（2）存儲容量（盤面數每個盤面的磁道數每個磁道記錄的二進制代碼數）。（3）平均訪盤時間（包括尋找時間、等待時間和傳送時間）。（4）數據傳送速率（每秒鐘內存入或讀出二進制代碼的個數）

２、磁盤轉速為2400轉/分=40轉/秒。16個固定磁頭，每次讀出16位，即2個字節，故每轉一圈讀出62500×2字節，所以最大數據傳輸率為62500×2×40=5000000字節/s

一單項選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案并將其號碼填在題干的括號內每小題

分共 分)

若十進制數據為 則其八進制數為()

A

B

C

D

若 x 補 = 則 x 原 =()

A

B

C

D

若定點整數 位含 位符號位補碼表示則所能表示的絕對值最大負數為()

A

B()

C

D()

若脂用雙符號位則發生正溢的特征是雙符號

位為()

A

B

C

D

浮點加減中的對階的()

A 將較小的一個階碼調整到與較大的一個階碼

相同

B 將較大的一個階碼調整到與較小的一個階碼

相同

C 將被加數的階碼調整到與加數的階碼相同

D 將加數的階碼調整到與被加數的階碼相同

原碼乘法是()

A 先取操作數絕對值相乘符號位單獨處理

B 用原碼表示操作數然后直接相乘

C 被乘數用原碼表示乘數取絕對值然后相乘

D 乘數用原碼表示被乘數取絕對值然后相乘

原碼加減交替除法又稱為不恢復余數法因此

()

A 不存在恢復余數的操作

B 當某一步運算不夠減時做恢復余數的操作

C 僅當最后一步余數為負時做恢復余數的操作

D 當某一步余數為負時做恢復余數的操作

為了縮短指令中某個地址段的位數有效的方

法是采取()

A 立即尋址

B 變址尋址

C 間接尋址

D 寄存器尋址

堆棧指針 SP 的內容是()

A 棧頂單元內容

B 棧頂單元地址

C 棧底單元內容

D 棧底單元地址

高速緩沖存儲器 Cache 一般采取()

A 隨機存取方式

B 順序存取方式

C 半順序存取方式

D 只讀不寫方式

若存儲周期 ns 每次讀出 位則該存儲器的數

據傳送率為()

A × 字節 / 秒

B M 字節 / 秒

C × 字節 / 秒

D M 字節 / 秒

半導體靜態存儲器 SRAM 的存儲原理是()

A 依靠雙穩態電路

B 依靠定時刷新

C 依靠讀后再生

D 信息不再變化

在不同速度的設備之間傳送數據()

A 必須采用同步控制方式

B 必須采用異步控制方式

C 可以選用同步方式也可選用異步方式

D 必須采用應答方式

掛接在總線上的多個部件()

A 只能分時向總線發送數據并只能分時從總線

接收數據

B 只能分時向總線發送數據但可同時從總線接

收數據

C 可同時向總線發送數據并同時從總線接收數

據

D 可同時向總線發送數據但只能分時從總線接

收數據

二簡答題(每小題 分共 分)

硬連線控制器如何產生微命令?產生微命令的主要條件是哪些?

何謂中斷方式?它主要應用在什么場合?請舉

二例

在 DMA 方式預處理(初始化)階段 CPU 通過

程序送出哪些信息?

總線的分類方法主要有哪幾種?請分別按這幾

種法說明總線的分類

(不算 CPU 中的寄存器級)存儲系統一般由哪三級組成?請分別簡述各層存儲器的作用(存放什么內容)及對速度容量的要求

中斷接口一般包含哪些基本組成?簡要說明它

們的作用

三名詞解釋題(每小題 分共 分)

基數

DRAM

堆棧

立即尋址方式

總線

邏輯地址

微程序控制器

同步通信方式

DMA 方式

隨機存取方式

四計算題(分)

請用補碼一位乘中的 Booth 算法計算 x · y= ?

x= y= 列出計算過程

五設計題(共 分)

(分)畫出單總線 CPU 內部框圖(寄存器級)擬出加法指令 ADD R(R)的讀取與執行流程源尋址方式采用寄存器間址方式

(分)用 K × / 片的存儲芯片構成一個 K × 的存儲器地址線 A A(低)雙向數據線 D D WE 控制讀寫 CE 為片選輸入端畫出芯片級邏輯圖注明各種信號線列出片選邏輯式

年(上)計算機組成原理試卷答案

計算機組成原理試卷參考答案

一單項選擇題(每小題 分共 分)

B D C D B

A A C D B

A C A C B

二簡答題(每小題分共分)

硬連線控制器依靠組合邏輯電路產生微命令(分)組合邏輯電路的輸入是產生微命令的條件主要有A指令代碼B時序信號C程序狀態信息與標志位D

外部請求信號(分)

A中斷方式指CPU在接到隨機產生的中斷請求信號后暫停原程序轉去執行相應的中斷處理程序以處理該隨機事件處理完畢后返回并繼續執行原程

序;(分)

B主要應用于處理復雜隨機事件控制中低速

I/O;(分)

C例打印機控制故障處理(分)

向DMA控制器及I/O接口(分離模式或集成模式

均可)分別送出如下信息

A測試設備狀態預置DMA控制器工作方式;(分)

B主存緩沖區首址交換量傳送方向;(分)

C設備尋址信息啟動讀/寫(分)

A按傳送格式分為串行總線并行總線;(分)

B按時序控制方式分為同步總線(含同步擴展總

線)異步總線;(分)

C按功能分為系統總線CPU內部總線各種局部總

線(分)

A主存存放需要CPU運行的程序和數據速度較快

容量較大;(分)

BCache存放當前訪問頻繁的內容即主存某些頁的內容復制速度最快容量較小;(發)

C外存存放需聯機保存但暫不執行的程序和數據容量很大而速度較慢(分)

A地址譯碼選取接口中有關寄存器也就是選擇

了I/O設備;(分)

B命令字/狀態字寄存器供CPU輸出控制命令調回接口與設備的狀態信息;(分)

C數據緩存提供數據緩沖實現速度匹配;(分)

D控制邏輯如中斷控制邏輯與設備特性相關的控制邏輯等(分)

三名詞解釋題(每小題分共分)

基數各數位允許選用的數碼個數或各數位允許選用的最大數碼值加(不乘位權)或產生進位的該位

數碼值(不乘位權)

DRAM動態隨機存取存儲器即需要采取動態刷新的RAM

堆棧按先進后出(也就是后進先出)順序存取的存儲的存儲組織(區)

立即尋址方式操作數直接在指令中給出(或緊跟指令給出)在讀出指令時可立即獲得操作數

總線一組可由多個部件分時共享的信息傳輸線

邏輯地址程序員編程時使用的與內存物理地址

無固定對應關系的地址

微程序控制器將執行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序)存入一個控制存儲器需要時從該存儲器中讀取按這種方式工作的控制器稱為微程序控制器同步通信方式在采用這種方式的總線傳輸中各設備從一個公共的(統一的)時序信號中獲得定時信息(或由統一的時序信號進行同步定時)或指出其明顯特征是由一定頻率的時鐘信號定義了等間隔的時鐘周期

DMA方式直接依靠硬件實現主存與外設之間的數據直接傳輸傳輸過程本身不需CPU程序干預

隨機存取方式可按隨機地址直接訪問任一存儲單元存取時間與單元位置無關