《计算机组成原理》课外习题
前言
“计算机组成原理”保程是计算机专业与核心基础，其理论性比较强，学生感觉抽象难以理解，因而必须配备相应的习题集，由于所选教材习题类型单一，题量有限，且有些习题不太适合我系的实际教学，及学生的具体情况，因此课程组在所选项的教材的基础上，又参考了蔡月茹编写的《计算机组成原理指导书与习题集》，编写的习题集，如有失误之处请欢迎读者批评指正。
                　计算机组成原理课程组
第一章习题
1、比较数字计算机和模拟计算机的特点。
2、数字计算机如何分类？分类的依据是什么？
3、数字计算机有哪些主要应用？
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？
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？
6、什么是指令？什么是程序？
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？
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。
9、计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途？
10、说明软件发展的演变过程。
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？
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？
13、从哲学的观点阐述硬件与软件的关系及其相互转换。
第二章习题
1、将下列二进制数转换成十进制数。
  (1)　10011101
  (2)　10110110　
  (3)　10000111
  (4)　00111000　
2、将下列十进制数转换成二进制数,再转换成八进制数和十六进制数。
  (1)　234
  (2)　1023　
  (3)　131.5
  (4)　27/32
3、写出下列二进制数的原码、反码、补码和移码。
  (1)　11010100
  (2)　0.1010000   
  (3)　-10101100
  (4)　-0.0110000
4、对下列四位有效信息作CRC编码，生成多项式是G(x)=x3+x2+1:
  （1） 1000；
  （2） 1111；
  （3） 0001；
（4） 0000；
5、已知下列[x]补和[y]补的值，用补码加减法计算[x+y]补和[x-y]补，指出结果是否溢出：
  (1)　[x]补=0.11011，[y]补=0.00011；
  (2)　[x]补=0.10111，[y]补=1.00101；
(3)　[x]补=1.01010，[y]补=1.10001；
6、用原码一们乘法，补码一位乘法，补码二位乘法计算Ｘ*Ｙ。
(1) Ｘ＝０.１１０００　Ｙ＝－０.１１１１
(2) Ｘ＝－０.１１１１　Ｙ＝－０.１１０１１
(3) Ｘ＝－０.０１０１１　Ｙ＝－０.０１０１０
7、用原码加减交替法和补码加减交替法计算Ｘ／Ｙ。
(1) Ｘ＝０.１１０００　Ｙ＝－０.１１１１１
(2) Ｘ＝－０.０１０１１　Ｙ＝０.１１０１１
(3) Ｘ＝－０.０１０１０　Ｙ＝－０.０１１０
8、一个8位寄存器中的十六进制数据C516经过一次算术右移后变成什么？再经过一次逻辑左移后变成什么？再经过一次小循环右移后变成什么？再经过一次大循环左移后变成什么？
第三章习题
1、存储器芯片的容量通常用a×b的方式表示，其中a为字数，b为每个字的位数。如果问以下几种存储器芯片分别有多少位地址线和数据线？
  （1）2K×16
  （2）64K×8
  （3）16M×32
  （4）4G×4
2、用64×1位的SRAM芯片设计一个总容量为1024字节的16位存储器，画出逻辑图并指出所需的所有输入和输出信号。
3、在一个具有8个存储体的低位多体交叉存储器中，如果处理器的访存地址为以下八进制值，求该存储器比单体存储器的平均访问速率提高多少（忽略初启时的延迟）？
4、一个直接相联cache的块长为4个16位的字，容量为4096字，主存容量为64K字。提示
  （1）设计该cache的地址映象方式；
  （2）主存中有多少个块？cache中有多少个块？
5、有一个"cache-主存"存储层次。主存共分8个块（0-7），cache为4个块（0-3），采用直接相联映像。
  （1）对于如下主存块地址流：1，2，4，1，3，7，0，1，2，5，4，6，4，7，2，如主存中内容一开始未装入cache中，请列出每次访问后cache中各块的分配情况；
  （2）对于（1），指出块失效又发生块争用的时刻；
  （3）对于（1），求出此期间cache之命中率。
6、某计算机的页式虚拟存存储器管理中采用长度为16字的页面。页表内容如下表所示，求当CPU程序按下列二进制虚拟字地址访存时产生的实际字地址：
  （1）00101101
  （2）10100000
  （3）10001000
  先通过高4位即虚页号，在表中到实页号，然后用实页号并上它的页内地址（即低4位），就是实际地址。
第四章习题
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?
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？ 
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：
 
 15           10          7            4          3              0
          OP 
------
目标寄存器
源寄存器
 
4、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。
 15          10            7            4        3              0

          OP 
    ------
  目标寄存器
    源寄存器
                                        位移量（16位）
 
5、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。
  15    12    11      9    8        6    5      3  2          0
      OP 
寻址方式
寄存器
寻址方式
寄存器
 
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
        I
          X
    有效地址E
 立即寻址
        0 
          00 
  E=D
 相对寻址
        0 
          01
  E=（PC）+D
二进制与十六进制的转换表
 变址寻址
        0
          10
  E=（R）+D
 寄存寻址
        0
          11
  E=（R）+D，D=0
 直接寻址
        1
          00
  E=（D）
 相对间接寻址
        1 
          01
  E=（（PC）+D）
 变址间接式
        1 
          10
  E=（（R）+D）
 寄存器间接寻址
        1
          11
  E=（（R）+D），D=0

7、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。
8、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：

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