"计算机组成原理期末试题.doc：冯•诺依曼型计算机的结构与数据存储"

计算机组成原理期末试题.doc 一、选择题 1、关于冯•诺依曼型计算机的描述，不正确的选项是C。冯•诺依曼型计算机的硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成，指令和数据在存储器中都是二进制码存储，但指令存储器和数据存储器并不独立分设在不同的存储器，存储程序并按地址顺序执行是 CPU 自开工作的关键。 2、假设机器数为补码，某存放器中的内容为 BF(十六进制)，那么该存放器存储的数据真值是-65(用十进制表示)。 二、填空题 1、冯•诺伊曼计算机的五大基本组成部分分别是运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。 2、指令和数据在存储器中都是以二进制码存储的。 三、问答题 1、解释冯•诺依曼计算机的工作原理，包括数据和指令的存储以及程序执行的过程。 冯•诺依曼计算机的工作原理是指令和数据以二进制码的形式存储在存储器中，存储器由指令存储器和数据存储器组成。在程序执行过程中，指令由控制器依次读取，然后运算器进行相应的运算和处理，最终结果存回到数据存储器中。整个过程是按照指令的地址顺序执行的。 2、简述冯•诺依曼计算机与哈佛计算机的区别。 冯•诺依曼计算机和哈佛计算机的最大区别在于存储器的结构。冯•诺依曼计算机中指令存储器和数据存储器是统一的，而哈佛计算机中指令存储器和数据存储器是分开独立的。这使得哈佛计算机能够并行地从指令存储器和数据存储器中读取信息，从而提高了计算效率。 四、综合题 1、某计算机的字长为16位，数据存储器的地址总线为12根，数据总线为16根。问该计算机数据存储器的容量为多少？ 数据存储器的容量可以通过地址总线的位数计算得到，即2的地址总线位数次方。所以该计算机的数据存储器容量为2^12=4096个存储单元。每个存储单元的存储空间为16位，所以数据存储器的容量为4096*16=65536位，即8KB。 2、对于有符号数的表示，我们一般采用原码、反码、补码。请分别介绍原码、反码、补码的表示方法，并说明它们之间的关系。 - 原码：有符号数的原码表示即为符号位加上该数的绝对值的二进制形式。 - 反码：有符号数的反码表示是将原码的除符号位外的其他位按位取反得到的数。 - 补码：有符号数的补码表示是将原码的除符号位外的其他位按位取反，然后加1得到的数。 原码、反码、补码之间的关系是，对于正数而言，原码、反码、补码是一样的，而对于负数来说，反码是原码按位取反得到的，补码是反码加1得到的。补码是计算机内部用来表示负数的一种编码方式，能够简化加法运算。 3、简述冯•诺依曼瓶颈。 冯•诺依曼瓶颈指的是由于存储器与运算速度之间的矛盾，导致存储器的速度跟不上运算器工作的速度，造成整个计算机的运算速度下降。这种情况会导致存取速度瓶颈，从而影响整个计算机系统的性能。 总结：本次试题涉及了冯•诺依曼型计算机的基本原理、存储器的容量计算、有符号数的表示方法以及冯•诺依曼瓶颈等内容。通过该试题的学习，可以更加深入地了解计算机组成原理，为进一步学习相关内容打下基础。