第1章 计算机系统概述

0、1编码

更1、把BCD码化成对应十进制数：(01010001)8421BCD= ( )10

答案： 51

8421 BCD码是最基本和最常用的BCD码，它和四位自然二进制码相似，各位的权值为8、4、2、1，故称为有权BCD码。和四位自然二进制码不同的是，它只选用了四位二进制码中前10组代码，即用0000~1001分别代表它所对应的十进制数，余下的六组代码不用。如十进制数8的BCD码是1000。

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
11111110 = 254
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
00 000 001 = 1
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

更8、将二进制数01100100转换成十进制数是（），转换成八进制数是（），转化成十六进制数是（）

答案：100 144 64

八进制可以用十进制数除以8
或每3位二进制一个数。

更10、若9BH是一个移码，则其对应的十进制数是（ ）
A、-27
B、-101
C、27
D、101

答案：C

16进制先转二进制
移码：原码的符号位取反
同时，也是补码的最高位加1

第2章 存储系统

主存储器

补5、如图所示，掩膜型ROM的行、列交叉点对应一个MOS管。行选线与MOS管栅极连接,列线与MOS管源极连接。注意图中白色方块表示MOS的漏极接有电源，行选线与MOS管栅极连接;图中黑色方块表示MOS管的漏极末接电源，行选线与MOS管栅极不连接。MOS管导通,列线上为高电平，表示存储1; MOS管截止,列线上为低电平,表示存储0。当选中第0/1/2/14/15行时， 行线上有电压,对应的数据输出线(列线) 0、1. 2和6、 7的输出值分别是什么?

答案：

黑0白1

补8、如图所示，掩膜型ROM的行、列交叉点对应一个二极管。当选中字线W0/W1/W2/W3时， 字线上会有高电压，对应的数据输出线（位线）D0-D3的输出值分别是什么？(高电平相当于存1，低电平相当于存0)。

答案：

有二极管的是1，没有为0

存储体的基本扩展方式

5、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

5、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：C、A

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

7、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= 2⁸x 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

更2、如图所示，该存储器是由8片存储芯片经过存储容量扩展而成，试分析扩展后的总容量是多少？都采用了什么扩展方式？

答案：1024×8
字扩展和位扩展；段扩展

总存储器容量 = 芯片数量 x 芯片的存储容量
计算机组成原理——存储器容量扩展（字扩展、位扩展、字位扩展）

补4、如图所示，试分析扩展后的总容量是多少？都采用了什么扩展方式？

答案：扩展后的总容量是16KB,采用了字扩展方式。

补6、如图所示，该存储器是由2片2114存储芯片经过存储容量扩展而成，试分析单片2114芯片的容量是多少?扩展后的总容量是多
少?采用的是什么扩展方式?

答案：
扩展前：1kx4
扩展后：1kx8
采用 位扩展

更7、用16K1b的芯片，字长为4b，构成64K4b的存储器，需要多少片芯片？需要多少根地址线？多少根数据线？

答案：需要芯片数=（64Kx4b）/（16Kx1b）=16片，64k=2¹⁶，需要16根地址线，,4根数据线.

补1、某总线共有数据总线32根，地址总线20根，总线的工作频率为66MHz，则：
（1）寻址范围是多少？
（2）总线的数据传输速率是多少MB/s？

答案：（1）0~1M
（2）264 MB/s

(1) 默认情况下，地址线的位数对应的都是按字节寻址。
字节寻址：20根地址线，寻址范围就是2²⁰Byte / 1Byte=1M
（1M = 2¹⁰K=2²⁰B）
注意：如果题目中数据线就只有4根，，一次读写只能4个bit，根本不可能做到按字节寻址。
(2) 32根数据线 = 32bit = 4Byte
4 / (1/66) = 264 MB/s
总数据 / 时间（周期） = 数据速率

磁盘存储器

8、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。

9、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。

10、某磁盘组每个记录面的内磁道直径为22cm，外磁道直径为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）22x1600x7200/60xPI

PI = 3.14
每磁道的信息量 = 内层磁道周长 x 最大位密度密度
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。

更6、某磁盘组每个记录面的内磁道直径为20cm，外磁道直径为32cm，磁道密度为80道/cm，内层位密度为400位/cm。问：
（1）每面有多少个磁道？
（2）每磁道的信息量？

答案：

第3章 总线与主板

更5、在异步串行传输系统中，若每秒可传输20个数据帧，一个数据帧包含1个起始位、7个数据位、一个奇校验位和1个结束位。试计算该异步串行传输系统的数据传输速率。

正确答案：
数据传输速率，仅指有效数据位，不包含起始位和结束位：
20x（7+1）=160b/s
有效数据位 = 数据位 + 奇校验位

同步：不能开启新的线程
异步：能开启新的线程
串行：多个任务时，各个任务按顺序执行，完成一个之后才能进行下一个。
并行：多个任务可以同时执行。异步是多个任务并行的前提条件。

补1、假设某系统总线在一个总线周期中并行传输8字节信息，一个总线周期占用4个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是（ ）

A、33MB/s
B、66MB/s
C、264MB/s
D、528MB/s

正确答案： B

总线带宽 = 总线的工作频率 X 总线的位宽/8
or
总线的带宽 = （总线的位宽/8）/ 总线周期

本题
和上面俩公式没关，考的是定义
总线带宽 = 总线标准传输率 = 单位时间内传送的数据量。
1个时钟周期的时间为1/33MHz，每个时钟周期传输的字节数为8/4=2，则总线带宽为2/(1/33MHz)=66MB/s。
（一个周期传输的字节数 除以 1个时钟周期的时间 是单位时间传输的字节数）

补2、某64位总线的传输周期是10个时钟脉冲传输50个字的数据块，当时钟频率为100MHZ时，总线的数据传输率是（ ）

A、1000MB/S
B、2000MB/S
C、4000MB/S
D、6400MB/S

正确答案： C

第4章 I/O接口与数据交换控制

11、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（任写一个就行）

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）
12、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）

13、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

14、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

15、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

16、检测非法除.

答案：TEST IR,0800H

补2、如图所示，CPU当前执行的指令是什么？下一条指令是什么？

答案：
ADD R1,R2;
STO R2,(R3)

补3、在CPU和外设之间是I/O设备接口，试分析该接口可以执行哪几种I/O过程的CPU控制方式？

答案：程序控制；中断控制

这个图是书上P216的 程序中断I/O控制器的组成和工作原理 的图

补7、在CPU和外设之间是I/O设备接口，试分析该接口可以实现哪几种I/O过程的CPU控制方式?

答案：程序查询

寻址方式

更3、如图所示，属于什么寻址方式？

答案：存储器间接寻址

更4、如图所示，属于什么寻址方式？

正确答案：变址寻址；基址寻址；偏移寻址