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题库解答第一章习题1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。答：电子模拟计算机中，“模拟”就是相似的意思。模拟计算机的特点由连续量表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动运算。2.数字计算机如何分类？分类的依据是什么？答：数字计算机进一步又可分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机。3.数字计算机有哪些主要应用？答：数字计算机的应用主要有科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理（事务处理、管理应用）、教育和卫生、家用电气、人工智能。4.冯.诺依曼计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？答：将解题的程序（指令序列）存放在存储器中称为存储程序，而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算机任务叫做程序控制，存储程序并按地址顺序招待，这就是冯.诺依曼型计算机的设计思想，也是机器自动工作的关键。其由运算器、存储器、输入设备或输出设备、控制器组成。5.什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？答：存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。存储器是由许多存储单元组成的，每个存储单元都有编号，称为单元地址。由于计算机使用的信息既有指令又有数据。如果某字处理的数据，则称为数据字。如果某字为一条指令，则可以称为指令字。6.什么是指令？什么是程序？答：运算器完成加、减、乘、除四则运算及其他一些辅助操作。每一个基本操作就叫做一条指令。而解算某一问题的一串指令序列，叫做该问题的计算程序，简称程序。7.指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？答：其可以如下区分，取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器。而从执行周期中从内存中送入内存的信息流是数据流，它由内存流向运算器，或者由运算器流向内存。8.什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是接口？简述其功能。答：计算机又称配备了存储容量更大的磁盘存储器称为外存。相对而言，半导体存储器称为内存储器。通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称为CPU。9.计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途？答：系统软件包括以下四类：1、程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等。2、语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序3、操作系统4、数据库管理系统。10.说明软件发展的演变过程。答：软件发展的过程是一开始人们直接用手工来写机器语言，这种方式称为手工程序。这种方式效率低下。人们又想出了用一些约定的文字、符号和数字按规定的格式来表示各种不同的指令，然后再用特殊符号表示的指令来编写程序，这就是汇编程序。于是人们又创造了接近数学算法语言，对于算法来说，其有两种：解释方式和编译方式。后来又出现了操作系统来管理用户及各种程序的情况。随着计算机的普及，大量数据需要进行计算就出现了所谓的数据库技术。数据和数据库管理软件在一块。就形成了数据管理系统。11.现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？答：第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统。第三级是操作系统级，它由操作系统实现。第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设计的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制。而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。12.为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？答：随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，要明确划分计算机系统软、硬件界限已经显得比较困难了，因为任何操作可以由软件来实现，也可以由软件来完成，对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期等因素。13.从哲学的观点阐述硬件与软件的关系及其相互转换。答：所谓硬件与软件都是共通的。第二章习题1、ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为31位，指令字长为12位，是否合理？为什么?答：不合理，根据机器字长与主存单元的位数一致。机器字长也为31位。然后根据指令长度构成通则：半个机器字长、一个机器字长、一个半机器字长。指令字长为12位，而机器字长为31位，显然不太合理。2、假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，在此情况下，这台计算机地址规定用6位表示，问：（1）若操作码字段固定为8位，现已设计出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？（2）当双操作数指令条数取最大值，且此基础上单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令容许拥有的最多指令数各是多少？答：(1)由于操作码的位数决定了指令系统的规模及指令的性质。所以单操作数的条数=2^8-m-n=256-m-n(2)应为256条。3、指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点：15107430OP------目标寄存器源寄存器答：这条指令是单字长二地址指令，寄存器---寄存器（RR)型指令。4、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。15107430OP------目标寄存器源寄存器位移量（16位）答：这种指令是双字长指令，RS型。其中S采用基址寻址或变址寻址，R由源寄存器。5、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。1512119865320OP寻址方式寄存器寻址方式寄存器答：详见书中P153中的PDP/11型机。单字长双操作数指令。这种指令格式可以是RR、SR、RS、SS型指令。6、一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址，I，X，D组成该指令的操作数有效地址E，设R为变址寄存器，PC为程序计数器。请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。寻址方式名称IX有效地址E立即寻址000E=D相对寻址001E=（PC）+D变址寻址010E=（R）+D寄存寻址011E=（R）+D，D=0直接寻址100E=（D）相对间接寻址101E=（（PC）+D）变址间接式110E=（（R）+D）寄存器间接寻址111E=（（R）+D），D=07、某计算机字长为16位，主存容量为640K字，采用单字长指令单地址指令，共有80条指令，试采用直接、间接、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。答：80条指令需占用操作码字段7位，这样指令字下余长度为9位。由于其有四种寻址方式，所以设寻址模式位（X）余下7位用做D|159|87|60||OP|X|D|寻址模式定义如下：X=00直接寻址有效地址E=DX=01间接寻址有效地址E=(D)X=10变址寻址有效地址E=(R)+DX=11相对寻址有效地址E=(PC)+D8、某机字长为16位，主存容量为128K，单字长指令，有50种操作码，采用页面寻址，间接，直接等寻址方式。CPU中有PC，IR，AR，DR和4个通用寄存器，页面寻址可用PC高位部分与形式地址部分拼接成有效地址，问：（1）、指令格式如何安排？（2）、主存能多少页面？每页多少单元？（3）、能否增加其他寻址方式？答：（1）、根据题意，有50种操作码，故OP字段占6位，页面寻址可用PC高8位（PCh)与形式地址D（8位）拼接成有效地址，设寻址模式X占2位，故指令格式如下：|1510|98|70||OP|X|D|X=00直接寻址有效地址E=DX=01页面寻址有效地址E=PCh----DX=10间接寻址有效地址E=(R)X=11(2)、按照上述指令512个页面，每个页面256个单元。(3)、可以增加寻址方式。9、设某机字长为32位，CPU中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统，如果采用通用寄存器作基址寄存器，则RS型指令的最大存储空间是多少？略10、设计串联堆栈的逻辑线路。答：略11、将表4.6的指令系统改造成二地址格式的指令系统。略12、具有通用寄存器的某机有加法指令、减法指令、指令格式及功能与SPARC相同，且R0的内容恒为零。现要将R2的内容清除，该如何实现？13、从以下有关RISC的描述中，选择正确答案：A采用RISC技术后，计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。B为了实现兼容，新设计的RISC，是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分实现的。CRISC的主要目标是减少指令数。DRISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。选择C14、根据操作数所在位置、指出其寻址方式（填空）（1）操作数在寄存器中，为（A）寻址方式。（2）操作数地址在寄存器中，为（B）寻址方式。（3）操作数在指令中，为（C）寻址方式。（4）操作数地址（主存）在指令中，为（D)寻址方式。(5)操作数的地址，为某一寄存器内容与位移量之和，可以是（E、F、G）寻址方式。A:寄存器寻址B：寄存器相对寻址C：立即D：直接E：变址、基址、相对第三章习题1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。答：电子模拟计算机中，“模拟”就是相似的意思。模拟计算机的特点由连续量表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动运算。2.数字计算机如何分类？分类的依据是什么？答：数字计算机进一步又可分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机。3.数字计算机有哪些主要应用？答：数字计算机的应用主要有科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理（事务处理、管理应用）、教育和卫生、家用电气、人工智能。4.冯.诺依曼计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？答：将解题的程序（指令序列）存放在存储器中称为存储程序，而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算机任务叫做程序控制，存储程序并按地址顺序招待，这就是冯.诺依曼型计算机的设计思想，也是机器自动工作的关键。其由运算器、存储器、输入设备或输出设备、控制器组成。5.什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？答：存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。存储器是由许多存储单元组成的，每个存储单元都有编号，称为单元地址。由于计算机使用的信息既有指令又有数据。如果某字处理的数据，则称为数据字。如果某字为一条指令，则可以称为指令字。6.什么是指令？什么是程序？答：运算器完成加、减、乘、除四则运算及其他一些辅助操作。每一个基本操作就叫做一条指令。而解算某一问题的一串指令序列，叫做该问题的计算程序，简称程序。7.指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？答：其可以如下区分，取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器。而从执行周期中从内存中送入内存的信息流是数据流，它由内存流向运算器，或者由运算器流向内存。8.什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是接口？简述其功能。答：计算机又称配备了存储容量更大的磁盘存储器称为外存。相对而言，半导体存储器称为内存储器。通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称为CPU。9.计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途？答：系统软件包括以下四类：1、程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等。2、语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序3、操作系统4、数据库管理系统。10.说明软件发展的演变过程。答：软件发展的过程是一开始人们直接用手工来写机器语言，这种方式称为手工程序。这种方式效率低下。人们又想出了用一些约定的文字、符号和数字按规定的格式来表示各种不同的指令，然后再用特殊符号表示的指令来编写程序，这就是汇编程序。于是人们又创造了接近数学算法语言，对于算法来说，其有两种：解释方式和编译方式。后来又出现了操作系统来管理用户及各种程序的情况。随着计算机的普及，大量数据需要进行计算就出现了所谓的数据库技术。数据和数据库管理软件在一块。就形成了数据管理系统。11.现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？答：第一级是微程序设