计算机组成原理 之 计算题总结（考前持续更新）

Posted 2022-01-05 寂静花开

• 第1章 计算机系统概述
• • 0、1编码
• 第2章 存储系统
• • 存储体的基本扩展方式
  • 磁盘存储器
• 第4章 I/O接口与数据交换控制
• 第6章 控制器逻辑
• • Intel 8086 指令简介

第1章 计算机系统概述

0、1编码

1、分别求出+1111B和-1001B的真值及其机器数的原码、反码、补码形式。

答案：
+1111B的真值：15
原码01111 反码01111 补码01111
-1001B 的真值：-9
原码11001 反码10110 补码10111

另一种写法：
解： +1111B 真值：15D [x]原=01111B [x]反=01111B [x]补=01111B
-1001B 真值：9D [x]原=11001B [x]反=10110B [x]补=10111B

知识点戳这里：位运算相关知识点详细总结

2. 把29.375转化成二进制数，并分别用8进制和十六进制以及二转十进制（BCD）码形式表示。

答案：
二进制：11101.011
8进制：35.3
16进制：1d.6
BCD：0010 1001.0011 0111 0101 BCD
另一种写法:
解： 29.375D=11101.011B=(35.3)8 =1d.6H=(0011 1001.0011 0111 0101)8421BCD=0011 1001.0011 0111 0101BCD

3. 将十进制数16.59375转换成IEEE754标准的32位浮点数的二进制存储格式。

整数转二进制
16 = 2⁴ = 10000
小数部分转二进制：连续乘2取整
小数十转二进制会出现转换不完的情况。这时可按一定舍入规则，取到所需的位数。
0.59375 x2 = 1.1875……1
0.1875 x2 = 0.375……0
0.375 x2 = 0.75……0
0.75 x2 = 1.5……1
0.5 x2 = 1.0…… 1
所以小数部分转换成二进制为 0.10011


16.59375 = 10000.10011
此时将小数点向前移，直到小数点前保留一位。
1.000010011 * 2⁴
符号位：S = 0
阶码：E = 4 + 127 = 131 = 10000011
位数：M = 000010011
所以转换成IEEE754标准的32位浮点数为：
0 10000011 00001001100000000000000

4、下列各数按照IEEE754标准32位浮点数的二进制存储格式为：
（1）0 11 111 110 111 000 000 000 000 000 000 00；
（2）1 00 000 001 100 000 000 000 000 000 000 00；
求与之对应的十进制数是什么？

答案：
（1）+（1+2^-1 + 2^-2 + 2^-3）x 2¹²⁷ = 2¹²⁷+ 2¹²⁶+ 2¹²⁵ + 2¹²⁴
（2）2^-126+ 2^-127

(1)
首位符号位位0，正的
00 000 001 = 1
254 - 127 = 127
整数部分默认为1，小数部分是剩下的23位111 000 000 000 000 000 000 00
+（1+2^-1 + 2^-2 + 2^-3）x 2¹²⁷
(2)
首位符号位位1，负的
11111110 = 254
1- 127 = -126
整数部分默认为1，小数部分是剩下的23位111 000 000 000 000 000 000 00
+（1+2^-1 ）x 2^-126

第2章 存储系统

存储体的基本扩展方式

某计算机字长32位，其存储容量为256MB，若按单字编址，它的寻址范围是（ ）。
A. 0—64MB B. 0—32MB C. 0—32M D. 0—64M

答案：D

1字 = 32bit
256MB = 256M x 1Byte = 256M x 8bit
（256M x 8bit）/ 32bit = 64M

某单片机字长32位，其存储容量为4MB。若按字节编址，它的寻址范围是（ ）。 按字编址，寻址范围是（ ）。
A. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB

答案：A、C

字节编址：4M x 1Byte / 1Byte = 4M
字编址：4M x 1Byte / 1字 = 4M x 8bit / 32bit = 1M

某存储器存储容量为256k x 8位，则其具有几根地址线 和 几根数据线，则容量可表示为几B？

答案：18根地址线 8根数据线 容量：256kB

存储容量N= 2ⁿ x m（n位地址线，m是数据线）
256 k= 2⁸+ 2¹⁰
n = 18，m = 8
所以， 18根地址线，8根数据线
容量：256k x 8bit = 256k x 1Byte = 256kB

磁盘存储器

5、设有一个硬盘组，共有4个记录面，盘面有效记录区域直径30cm，内直径为10cm，记录密度250b/mm，磁道密度为8道/mm，没磁道分16个扇区，每扇区512B。硬盘的非格式化容量和格式化容量各是多少。

答案：
注意单位换算
每个面的道数= 磁道密度 x (有效记录区域直径 - 内直径）/ 2 = 8道/mm x 100mm
总道数 = 4 x 每个面的道数 = 32 x 100

每道的非格式化容量：250b/mm x 100mm x 3.14
硬盘的非格式化容量：总道数 x 每道的非格式化容量 = 30 MB
每道的格式话容量：512B x 16
硬盘的格式化容量：总道数 x 每道的格式话容量 = 25MB

存储容量分为格式化容量和非格式化容量。
非格式化容量就是整个磁盘存储器的容量
格式化容量是用户实际可以使用的存储容量。

若主轴转速为每分钟3600转，计算该磁盘的平均寻区时间Twa。

答案：

等待时间：寻区时间，是磁头到达目的磁道后等待被访问的扇区旋转到磁头下方的时间。
由于每次读写前，磁头不会正好在目的扇区，所以主轴转速快，磁头达到目的扇区的速度就快。在极端情况下，磁头的原始位置有两种可能：在目的扇区和目的扇区刚过的扇区，所以平均寻区时间应按旋转半周时间。

6、某磁盘组每个记录面的内磁道直径为22cm，外磁道直接为33cm，最大位密度为1600位/cm，道密度为80道/cm，转速7200转速/分。问：
（1）每磁道的信息量？
（2）最大数据传输率是多少？

答案：
（1）22 x 1600 x PI
（2）2216007200/60*PI

PI = 3.14
每磁道的信息量 = 内层磁道周长 x 磁道密度
磁盘数据传输率 = 每磁道容量 x 磁盘转速
（转速要化成以秒为单位的）
数据传输率：指磁盘存储器在单位时间内向主机传送的数据字节数或位数。

第4章 I/O接口与数据交换控制

图中ABCD是4个中断源，请根据它们的中断请求时间和CPU响应的先后顺序，以此判断出ABCD的中断优先级。

答案：ABCD、BCAD、BACD

第6章 控制器逻辑

Intel 8086 指令简介

知识点传送门：Intel 8080 指令（考试版）
7、寄存器AL是一个8位(0-7)寄存器，若把它的最低位和最高位取反，其它位保持不变，请用一条指令来完成。

答案：XOR AL，81H

因为最低位和最高位取反，根据异或定义：
某位与1异或后，当前位取反。
所以8位寄存器与1000 0001异或
再把1000 0001转换成16进制（四位一组转成2进制）

8、寄存器AL是一个8位(O-7)寄存器，若把它的最低位和最高位置1，其它位保持不变，请用一条指令来完成。

答案：OR AL，81H

若把它的最低位和最高位置1 的意思是：
让最低位和最高位置为1
用逻辑或
该指令常用于使特定的位置1
所以8位寄存器与1000 0001进行逻辑或运算

9、寄存器AL是一个8位(O-7)寄存器，若把它的最低位和最高位清零，其它位保持不变，请用一条指令来完成

答案：AND AL,7EH

最低位和最高位清零,
操作数为：0111 1110

10、如图所示，一个16位（0-15）的中断请求标记寄存器IR及其各位标示对应的中断源。若想检测一下是否有键盘输入事件发生，请用一条指令来完成。

答案：TEST IR，0002H

检测指令用TEST
键盘输入若发生则为1
所以，操作码为：
0000 0000 0000 0010 = 0002H

11、检测非法除.

答案：TEST IR,0800H