新计算机组成原理试题.doc

第一部分：数据表示、运算和运算器部件

数据进制转换,二进制数据运算

把下面给出的几个十进制的数化成二进制的数(无法精确表示时，小数点后取3位)、八进制的数、十六进制的数：

7+3/4， -23/64， 5.47

把下面给出的几种不同进制(以下标形式给出在右括号之后)的数化成十进制的数：

- (1010.0101)2, (23.47)8, - (1A3C.D)16

完成下面几个二进制的数的算术运算：

1010.111+0101.101, 1010.111-0101.101, 1110*0101, 1101

数据的原、反、补码表示和计算

写出下面两组数的原、反、补码表示，并用补码计算每组数的和、差。双符号位的作用是什么？它只出现在什么电路之处？

(1) X= 0.1101 Y= -0.0111

(2) X= Y= 仿照计算机的计算过程，用原码计算在11题的第(1)小题给出的两个定点小数的乘积。

仿照计算机的计算过程，用原码计算在11题的第(1)小题给出的两个小数Y/X的商和正确的余数。

数据校验码，浮点数表示和计算

海明校验码具有怎样的检错纠错能力？为实现对8位数据的海明校验，应安排几个校验位？设计这一海明校验码的编码逻辑表达式、译码逻辑表达式。

IEEE规定用哪三种字长的浮点数，用哪两编码分别表示浮点数阶码和尾数？这种表示 的优点何在？

如何计算格式已定的浮点数的表示范围？怎样估算浮点数的表示精度？

假定 X = 0.0110011*211, Y = 0.1101101*2-10 (此处的数均为二进制) ,

(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；(不使用隐藏位技术)

(2). 写出X、Y的正确的浮点数表示(注意，此处预设了个小陷阱)；

(3). 计算X + Y ，

(4). 计算X * Y 。

运算器部件

解释定点运算器的功能和组成逻辑部件？以Am2901芯片为实例，来介绍定点运算器的有关知识，你的认可程度如何？

运算器内累加器数目的多少对计算机性能有什么影响？乘商寄存器的主要功能是什么？它与运算器内的通用寄存器在使用方面的差异表现在哪里？

以教学计算机为例，说明应如何控制与操作运算器完成指定的数据运算、传送功能，为什么必须在Am2901芯片之外解决向运算器提供最低位的进位输入信号，最低、最高位的移位输入信号，以及状态位的接收与记忆问题。设计完成如下操作功能的操作步骤和必须提供的信号： 把100送入R0，R0的内容送入R1，完成R0-R1并存入R0，

R1的内容减1，R1的内容送入Q ，R1和Q与C联合右移一位。

第二部分：指令、指令系统和控制器部件

指令格式与寻址方式

一条指令通常由哪两个部分组成？指令的操作码一般有那几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？

什么是形式地址？简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息？如何得到相应的实际(有效)地址？各自有什么样的主要用法？

为读写输入/输出设备，通常有哪几种常用的方式用以指定被读写设备？

CISC(复杂指令系统计算机)和 RISC(精简指令系统计算机)计算机的指令系统的区别表现在哪里？它们各自追求的主要目标是什么？

控制器组成

简述计算机的控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里？

微程序的下一条微指令地址通常有哪些来源？从微程序设计的角度，指出可能需要支持哪些微程序执行流程结构？为此又应有什么样的硬件线路支持？你对芯片Am2910的内部组成和所提供的功能留有什么好的和不好的印象？

节拍发生器的功能是什么？它属于那种类型的线路？确定节拍状态编码时要注意些什么问题？

控制器设计

在16位的教学计算机上有选择地扩展出如下几条指令，包括确定指令格式和具体内容，指令执行步骤，每一步的操作功能和控制信号等，最后再在教学计算机上真正实现出来，调试正确并应用在程序中，要求不能破坏无关的通用寄存器的内容。

ADC指令，即实现带进位加的运算

CALR指令，子程序入口地址在一个寄存器中

LDRX和STRX指令，即选用变址寻址方式实现内存读写操作的指令

8位字长的教学计算机比起16位字长的教学计算机，在指令格式、可以使用的累加器数目、指令执行步骤划分等方面差异表现在什么地方？为什么会是这样？

第三部分：多级结构的存储器系统

多级结构概述和内存储器部分

在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统？它的应用是建立在程序的什