2022年秋电大计算机组成原理形成性考核册答案 .docx

精品_精品资料_运算机组成原理 A 形考作业一（参考答案）一、挑选题：1. 机器数中,零的表示形式是唯独的.A 原码B补码C移码D反码答案： B2. 某运算机字长16 位,采纳补码定点小数表示,符号位为1 位,数值位为 15 位,就可表示的最大正小数为 ,最小负小数为.A B CD答案： C3. 加法器采纳并行进位的目的是 .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C ALUD的址寄存器答案： D二、判定题： 判定以下说法是否正确,并说明理由.1ASCII 编码是一种汉字字符编码.× 2一般采纳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.× 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.× 4只有定点数运算才可能溢出,浮点数运算不会产生溢出.×三、简答题：1. 简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理.答：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 值的位数肯定为奇数或偶数.在接收方,检查接收到的码字是否仍满意取值为1 的总的位数的奇偶关系,来打算数据是否出错.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匀称的拉大.把数据的每一个二进制位安排在几个不同的偶校验位的组合中,当某一位显现错误,就会引起相关的几个校验位的值发生变化,这不但可以发觉错误,仍可以指出哪一位出错,为进一步纠错供应了依据.2. 简述教材中给出的MIPS 运算机的运算器部件的功能和组成.答： MIPS 运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规律运算 , 由其内部的一个被称之为算术与规律运算部件英文缩写为 ALU 承担.运算器的其次项功能,是暂存将参与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, 运算器内一般仍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.运算器要与运算机其它几个功能部件连接在一起协同运行, 仍必需有接受外部数据输入和送出运算结果的规律电路.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器堆等组成.4假定 X = 0.0110011*2 11, Y = 0.1101101*2 -10 （此处的数均为二进制）,在不使用隐藏位的情形下,回答以下问题：（ 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肯定值最大、最小的（正数和负数）数值.解答：肯定值最大：1 111 0 1111111、1 111 1 1111111.肯定值最小： 0 001 0 0000000 、0 001 1 0000000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）写出 X 、Y 的浮点数表示.X 浮 1 011 0 0110011 Y 浮 0 110 0 1101101（ 3）运算 X+YA ：求阶差： |E|=|1011-0110|=0101B ：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：采纳0 舍 1 入法处理,就有 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*2 10四、运算题：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.14.4CH=10100.01001100 2=14.23 8=20.21875 102. 对以下十进制数表示成8 位（含一位符号位）二进制数原码和补码编码.（ 1）17. X 原00010001, X 补 00010001（ 2）-17. X 原10010001, X 补 111011113. 已知以下各 x 原,分别求它们的 x 反和x 补.（ 1）x 原 0.10100. x 反 010100, x 补 010100（ 2）x 原 1.00111. x 反 111000, x 补 111001（ 3）x 原 010100. x 反 010100, x 补 010100（ 4）x 原 110100. x 反 101011, x 补 1011004. 写出 X 10111101, Y 00101011 的双符号位原码、反码、补码表示,并用双符号补码运算两个数的差.X 原 00 10111101, X 反 00 10111101, X 补 00 10111101Y 原 11 00101011, Y 反 11 11010100, Y 补11 11010101X 补+Y 补 00 10010010运算机组成原理A形成性考核作业二 参考答案 一、挑选题：1. 运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D VHDL 答： A2. 指令中用到的数据可以来自 （可多项）.A 通用寄存器B 微程序储备器 C输入输出接口 D指令寄存器E. 内存单元 F. 磁盘答： A 、C、E3. 汇编语言要经过 的翻译才能在运算机中执行.A. 编译程序 B数据库治理程序C汇编程序D文字处理程序答： C4. 在设计指令操作码时要做到 （可多项）.A 能区分一套指令系统中的全部指令B 能说明操作数的的址C长度随便确定D长度适当规范统一答： A 、B、D5. 掌握器的功能是 .A 向运算机各部件供应掌握信号B 执行语言翻译C支持汇编程序D完成数据运算答： 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最不行取D都差不多答： A 、B、C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、判定题：判定以下说法是否正确,并说明理由.1. 变址寻址需要在指令中供应一个寄存器编号和一个数值.2. 运算机的指令越多,功能越强越好.×3. 程序计数器PC 主要用于解决指令的执行次序.4. 微程序掌握器的运行速度一般要比硬连线掌握器更快.×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：一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成.指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式.定长操作码的组织方式应用在当前多数的运算机中.变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的运算机当中.定长操作码的组织方式对于简化运算机硬件设计,提高指令译码和识别速度有利.变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中,既能表示出比较多的指令条数,又能尽量满意给出相应的操作数的址的要求.2. 如何在指令中表示操作数的的址？通常使用哪些基本寻址方式？ 答：是通过寻址方式来表示操作数的的址.通常使用的基本寻址方式有：立刻数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等.3. 为读写输入 /输出设备,通常有哪几种常用的寻址方式用以指定被读写设备？ 答：为读写输入 /输出设备,通常有两种常用的编址方式用以指定被读写设备,一是I/O 端口与主储备器统一的编制方式,另一种是I/O 端口与主储备器彼此独立的编制方式.4. 简述运算机中掌握器的功能和基本组成,微程序的掌握器和硬连线的掌握器在组成和运行原理方面有何相同和不同之处？答：掌握器主要由下面4 个部分组成：（ 1 ）程序计数器（ PC）,是用于供应指令在内存中的的址的部件,服务于读取指令,能执行内容增量和接收新的指令的址,用于给出下一条将要执行的指令的的址.（ 2）指令寄存器（ IR ）,是用于接收并储存从内储备器读出来的指令内容的部件,在执行本条指令的整个过程中,为系统运行供应指令本身的主要信息.（ 3）指令执行的步骤标记线路,用于标记出每条指令的各个执行步骤的相对次序关系,保证每一条指令按设定的步骤序列依次执行.（ 4）全部掌握信号的产生部件,它依据指令操作码、指令的执行步骤（时刻）,或许仍有些另外的条件信号,来形成或供应出当前执行步骤运算机各个部件要用到的掌握信号.运算机整机各硬件系统,正是在这些信号掌握下协同运行,执行指令,产生预期的执行结果.由于上述后两个部分的详细组成与运行原理不同,掌握器被分为硬连线掌握器和微程序掌握器两大类.微程序的掌握器和组合规律的掌握器是运算机中两种不同类型的掌握器.共同点：基本功能都是供应运算机各个部件协同运行所需要的掌握信号.组成部分都有程序计数器PC,指令寄存器IR.都分成几个执行步骤完成每一条指令的详细功能.不同点：主要表现在处理指令执行步骤的方法,供应掌握信号的方案不一样.微程序的掌握器是通过微指令的址的连接区分指令执行步骤,应供应的掌握信号从掌握储备器中读出,并经过一个微指令寄存器送到被掌握部件.组合规律掌握器是用节拍发生器指明指令执行步骤,用组合规律电路直接给出应供应的掌握信号.微程序的掌握器的优点是设计与实现简洁些,易用于实现系列运算机产品的掌握器, 理论上可实现动态微程序设计,缺点是运行速度要慢一些.组合规律掌握器的优点是运行速度明显的快,缺点是设计与实现复杂些,但随着EDA工具的成熟,该缺点已得到很大缓解.5. 掌握器的设计和该运算机的指令系统是什么关系？答：掌握器的的基本功能,是依据当前正在执行的指令,和它所处的执行步骤,形成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_并供应在这一时刻整机各部件要用到的掌握信号.所以,掌握器的设计和该运算机的指令系统是一一对应的关系,也就是掌握器的设计应依据指令的要求来进行,特殊是要分析每条指令的执行步骤,产生每个步骤所需要的掌握信号.6. 指令采纳次序方式、流水线方式执行的主要差别是什么？各有什么优点和缺点？ 次序方式是,在一条指令完全执行终止后,再开头执行下一条指令.优点是掌握器设计简洁,简洁实现,.缺点是速度比较慢.指令流水线方式是提高运算机硬件性能的重要技术和有效措施,在成本增加不多的情形下很明显的提高了运算机的性能.追求的目标是力争在每一个指令执行步骤中完成一条指令的执行过程.实现思路是把一条指令的几项功能划分到不同的执行部件去完成,在时间上又答应这几个部件可以同时运行.缺点是掌握器设计复杂,比较不简洁实现,.突出的优点是速度明显提高.可编辑资料 - - - 欢迎下载