计算机组成原理试题与解：二进制转换、运算、存储器等

"该资源为《计算机组成原理》的试题及答案，涵盖了多个关于计算机硬件基础和数据表示的考题，旨在测试考生对计算机体系结构的理解。" 在计算机科学领域，计算机组成原理是理解计算机系统核心工作原理的关键课程。这份试题涉及到的知识点包括： 1. **数据表示**： - (1) 数制转换：题目要求将十进制数+107/128转换为二进制、八进制和十六进制。这涉及到了基础的数制转换规则，如107除以2取余，以及从高位到低位排列余数的方法。 - (2) 编码方式：二-十进制编码（8421码）是一种有权码，每个二进制位对应一个权重（2^3, 2^2, 2^1, 2^0），例如1010表示十进制的10。无权码则不直接对应数值，比如格雷码，相邻两个数字只有一位不同。 2. **浮点数运算**： - 题目要求使用原码一位乘法计算X * Y，其中X和Y是浮点数。这需要理解浮点数的表示方式，包括符号位、指数和尾数，以及浮点数乘法的步骤。 3. **错误检测与校验**： - 海明码是一种纠错编码，能检测并修正一位错误，同时能检测两位错误。其基本原理是通过增加额外的校验位，使得任何单个或双位置错都可以通过校验位的值变化被检测出来。校验位和数据位的数量关系满足一定的条件，比如海明距离。 4. **运算器设计**： - ALU（算术逻辑单元）是运算器的核心，能够执行基本的算术和逻辑运算，如加、减、乘、除、逻辑与、逻辑或、异或等。 - 多累加器可以提高运算效率，因为它们可以并行处理多个运算，避免了等待结果才能进行下一步计算的时间延迟。 - 乘商寄存器用于存储乘法或除法的结果，便于后续计算。 5. **指令系统设计**： - 指令系统设计时需要考虑指令格式、寻址方式、指令集的丰富程度和兼容性等多个方面。 - 减法指令SUBR3,R2的执行步骤通常包括取指令、解码、运算和回写结果。 - 子程序调用指令执行步骤包括保存现场、转移控制、执行子程序、恢复现场和返回主程序。 6. **控制器设计**： - 微程序控制器中获取下一条指令地址的方式包括顺序执行、跳跃执行、中断处理和子程序调用等。 - 组合逻辑控制器通常包含指令寄存器、指令译码器、操作控制信号产生器和时序产生器等部分。 7. **存储器**： - 静态存储器（SRAM）速度快但价格高，常用于CPU缓存（如CACHE）；动态存储器（DRAM）速度慢但容量大，适合于主存储器。 - CACHE的三种基本映射方式是直接映射、全相联映射和组相联映射，各有优缺点，如直接映射简单但冲突概率高，全相联映射冲突少但硬件复杂，组相联映射兼顾两者。 - 衡量CACHE性能的重要指标是命中率和访问时间。 8. **I/O方式比较**： - 程序控制方式简单但效率低，中断方式提高了CPU利用率，DMA方式直接由硬件完成数据传输，速度快但需要占用总线。 9. **打印机类型**： - 针式打印机便宜，适用于多页表格打印，但打印质量较低；喷墨打印机打印效果好，适合彩色图像，但墨水成本高；激光打印机速度快，质量高，适合文档打印。 这份试题全面覆盖了计算机组成原理中的关键概念，是学习者检验自己理解程度和巩固知识的好工具。