1、计算机专业基础综合计算机组成原理（数据的表示和运算）模拟试卷1 及答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 若用二进制数表示十进制数 0 到 999 999，则最少需要的二进制数的位数是( )。（A）6（B） 16（C） 20（D）100 0002 在补码加法运算中，产生溢出的情况是( )。I两个操作数的符号位相同，运算时采用单符号位，结果的符号位与操作数相同两个操作数的符号位相同，运算时采用单符号位，结果的符号位与操作数不同运算时采用单符号位，结果的符号位和最高数位不同时产生进位运算时采用单符号位，结果
2、的符号位和最高数位相同时产生进位运算时采用双符号位，运算结果的两个符号位相同运算时采用双符号位，运算结果的两个符号位不同（A）I，（B） ，（C） ，（D）I，3 计算机中常采用下列几种编码表示数据，其中，0 编码相同的是( )。I原码 反码 补码 移码（A）I 和（B） 和（C） 和（D）I 和4 如果 X 为负数，则已知X 补 ，求一 X补 的方法是( )。（A）X 补 各值保持不变（B） X补 符号位变反，其他各位不变（C） X补 除符号位外，各位变反，末位加 1（D）X 补 连同符号位一起各位变反，末位加 15 某计算机字长 8 位，采用补码表示小数。若某数真值为一 0100l ，则它
3、在该计算机中的机器数形式( ).（A）10111（B） 10110111（C） 10111000（D）101100006 原码乘法是( ) 。（A）先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理（B）用原码表示操作数，然后直接相乘（C）被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘（D）乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘7 某机器字长 64 位，其中一位符号位，定点小数补码的最大数、最小数分别为( )。（A）12 -64 和 2-641（B） 12-63 和 2-631（C） 12-64 和一 1（D）12 -63 和一 18 若x 补 =0 110lOl0，则x 补 =( )。（A）10010101（
4、B） 10010110（C） 00010110（D）011010109 原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此( )。（A）不存在恢复余数的操作（B）当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作（C）仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作（D）当某一步余数为负时，做恢复余数的操作10 移码表示法主要用于表示( )数的阶码 E，以利于比较两个 ( )的大小和( )操作。（A）浮点，指数，对阶（B）定点，指数，对阶（C）浮点，数符，对阶（D）定点，数符，对阶11 若定点整数 64 位，含 1 位符号位，补码表示，则所能表示的绝对值最大的负数为( )。（A）一 254（B）一 (264 一 1)（C）
5、一 263（D）一(2 63 一 1)12 下列编码中，不用于表示字符的是( )。（A）BCD（B） EBCDIC（C） Unjcode（D）ASCII13 若用双符号位，则发生正溢出的特征是( )。（A）00（B） 01（C） 10（D）1114 浮点加、减中的对阶应( )。（A）将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同（B）将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同（C）将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同（D）将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同15 下列关于汉字编码的说法中，错误的是( )。（A）用于输入汉字的编码称为输入码或外码（B）用于输出汉字的编码称为字模码（C）计算机存储、处
6、理汉字所使用的编码称为机内码或内码（D）输入码或外码与汉字字符的对应关系是一一对应的关系16 海明校验码是在 n 个信息位之外增设 k 个校验位，从而形成一个 k+n 位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。n 与 k 的关系是( )。（A）2 k 一 1n+k（B） 2k 一 1n+k（C） n=k（D）n1=k17 某浮点机字长 8 位，尾数和阶码都采用补码形式，且运算过程中数符和阶符都采用双符号位，基数为 2。则浮点加减运算过程中，当出现下列哪种情况时，需要左规?( )（A）尾数相加后，数符为”01”（B）尾数相加后，数符为”10”（C）尾数相加结果为”001 xxxxxx”（D）
7、尾数相加结果为”111 xxxxxx”18 不属于组合逻辑电路的是( )。（A）加法器与 ALU（B）译码器与数据选择器（C）串行加法器与超前进位加法器（D）移位寄存器与计数器19 关于 ALU 的叙述中，不正确的是( )。（A）ALU 是功能较强的组合电路（B） ALU 的基本逻辑结构是超前进位加法器（C） ALU 的输入只有参加运算的两个数，输出是两个数的和（D）SN74 181 是典型的 4 位 ALU20 下列叙述中，不正确的是( )。（A）串行加法器位数越多加法时间越长（B）超前进位加法器位数越多高位电路越复杂（C）串行加法器比超前进位加法器的加法时间长的原因是串行加法器进位串行传递
8、（D）串行加法器比超前进位加法器的加法时间长的原因是串行加法器高位电路复杂21 定点加法器完成加法操作时，若次高位的进位与最高位的进位不同，即这两个进位信号“异或 ”运算的结果为 1，则称发生了( )。（A）故障（B）上溢（C）下溢（D）溢出22 已知 CRC 校验的一个数据字为：1001 0101 100l B，设采用的生成多项式为：G(x)=x2+1，则校验码为( )。（A）0011B（B） 0010B（C） 011B（D）010B23 下列关于浮点数的说法中，正确的是( )。（A）无论基数取何值，当尾数(以原码表示)小数点后第 1 位不为 0 时即为规格化（B）阶码采用移码的目的是便于移
9、动浮点数的小数点位置以实现规格化（C）浮点数加、减运算的步骤是对阶、尾数求和、规格化、舍入处理、判断溢出（D）IEEE754 标准规定规格化数在二进制小数点后面隐含一位的“1”24 下列关于定点数与浮点数的说法中，正确的是( )。（A）长度相同的定点数与浮点数，所能表示数的个数相同（B）长度相同的定点数与浮点数，所能表示数的精度与范围相同（C）在长度相同的情况下，定点数所表示数的精度要高于浮点数所表示数的精度（D）在长度相同的情况下，定点数所表示数的范围要低于浮点数所表示数的范围25 当且仅当( ) 发生时，认为浮点数溢出。（A）阶码上溢（B）尾数上溢（C）尾数与阶码同时上溢（D）尾数或阶码上
10、溢26 设数据码字为 10010011，采用汉明码进行校验，若仅考虑纠正一位错，则必须加入的(冗余)位数是( )。（A）2（B） 3（C） 4（D）527 接收到的(偶性) 汉明码为 lOOllolB，其中的信息为( )。（A）1001（B） 0011（C） 0110（D）010028 在字长为 8 位的定点整数计算机中，无符号整数 X=246，则一 X补码 为( )。（A）00001010B（B） 11110110B（C） 01110110B（D）11111011B29 对于长度固定的浮点数，若尾数的位数增加、阶码的位数减少，则( )。（A）可表示浮点数的范围与表示精度不变（B）可表示浮点数
11、的范围与表示精度增加（C）可表示浮点数的范围增加，但表示精度降低（D）可表示浮点数的范围变小，但表示精度提高30 下列关于机器零的说法中，正确的是( )。（A）发生“下溢 ”时，浮点数被当作机器零，机器将暂停运行，转去处理“ 下溢”（B）只有以移码表示阶码时，才能用全 0 表示机器零的阶码（C）机器零属于规格化的浮点数（D）定点数中的零也是机器零二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。31 假定 X=001100112 11，Y=011011012 -10。(此处的数均为二进制)。 (1)浮点数阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示(含符号位)，写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的
12、(正数和负数)数值： (2) 写出 X、Y 正确的浮点数表示(注意，此处预设了个小陷阱)； (3)计算 X+Y.32 假定 X=001100112 11，Y=011011012 -10。(此处的数均为二进制)，计算XY。33 已知 32 位寄存器中存放的变量 x 的机器码为 C0000004H，请问：(1)当 x 是无符号整数时，x 的真值是多少?x 2 的真值是多少?x 2 存放在 R1 中的机器码是什么?2x 的真值是多少 ?2x 存放在 R1 中的机器码是什么?(2)当 x 是带符号整数 (补码) 时，x 的真值是多少?x2 的真值是多少?x2 存放在R1 中的机器码是什么?2x 的真值
13、是多少?2x 存放在 R1 中的机器码是什么?34 某机字长 16 位，使用四片 74181 组成算术逻辑运算单元，设最低位序号标注为第 0 位。 (1)写出第 5 位的进位信号 C6 的逻辑表达式； (2)估算产生 C6 所需的最长时间； (3)估算最长求和时间。35 双符号位的作用是什么?它只出现在什么部件中?36 如果要实现对 8 位数据进行汉明校验，需要设置的校验位数有几位?设计该汉明校验码的编码。计算机专业基础综合计算机组成原理（数据的表示和运算）模拟试卷1 答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的
14、。1 【正确答案】 C【试题解析】 如果用二进制表示 0999 999(2 20)则需要 20 位。【知识模块】 计算机组成原理2 【正确答案】 C【试题解析】 常用的溢出判断方法主要有三种：采用一个符号位、采用进位位和采用变形补码。采用一个符号位的溢出条件为：结果的符号位与操作数符号位不同。采用进位位的溢出条件为：结果的符号位和最高数位不同时产生进位。采用双符号位(变形补码 )的溢出条件为：运算结果的两个符号位不同。【知识模块】 计算机组成原理3 【正确答案】 C【试题解析】 假设字长为 8 位，+0 原 =00000000，一 0原 =10000000；+0 反=00000000，一 0反
15、 =11111111；+0 补 =00000000，一 0补 =00000000；+0 移=10000000，一 0移 =10000000。对于真值 0，原码和反码各有两种不同的表示形式，而补码和移码只有唯一的一种表示形式。正因为补码和移码 O 的表示形式唯一，才使得补码和移码比原码和反码能够表示的负数个数多一个。【知识模块】 计算机组成原理4 【正确答案】 D【试题解析】 一 X补 被称为 X补 的机器负数，由 X补 求一 X补 的过程称为对X补 变补(求补) ，这是做减法运算时必须要完成的操作。不管 X 的真值为正或为负，已知X 补 求一 X补 的方法是： X补 连同符号位一起各位变反，末
16、位加 1。X 补 表示的真值如果是正数，则变补后一 X补 所表示的真值变为负数；反过来， X补 表示的真值如果是负数，则一 X补 所表示的真值变为正数。此题容易错选选项 C。如果除符号位外，各位变反，末位加 1，得到的是X 原 ，而不是一 X补 且只有 X为负数时成立。【知识模块】 计算机组成原理5 【正确答案】 C【试题解析】 补码与原码，X 补 求一 X补 的转换：一 01001= 一 01 001000，将其表示成原码形式为 11001000，再将11001000 除符号位外，各位取反加 1 即可得一 01001000 的补码形式：101110000。【知识模块】 计算机组成原理6 【正
17、确答案】 A【试题解析】 对于原码的加、减、乘、除运算都是将操作数和绝对值分开来进行的，因此原码乘法是先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理。【知识模块】 计算机组成原理7 【正确答案】 D【知识模块】 计算机组成原理8 【正确答案】 D【知识模块】 计算机组成原理9 【正确答案】 C【知识模块】 计算机组成原理10 【正确答案】 A【试题解析】 移码主要用于表示浮点数的阶码，比较两个数的指数大小。【知识模块】 计算机组成原理11 【正确答案】 C【知识模块】 计算机组成原理12 【正确答案】 A【试题解析】 BCD 码主要用于表示十进制数，4 位二进制编码表示 1 位十进制数。EBCDIC 和
18、 ASCII 码表示的是西文字符或符号，7 位二进制编码表示 1 个字符。【知识模块】 计算机组成原理13 【正确答案】 B【试题解析】 用双符号位产生正溢出的标志为 01，产生负溢出的标志为 10。【知识模块】 计算机组成原理14 【正确答案】 A【知识模块】 计算机组成原理15 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查汉字编码的基本知识。【知识模块】 计算机组成原理16 【正确答案】 A【试题解析】 如果仅考虑纠正 1 位错的情况，只要满足 2kn+k+1 就可以了( 设校验位的位数为 k，信息位的位数为 n)。如果在纠正 1 位错的同时要能发现 2 位错，则满足 2k-1n+k+1。海明码
19、的实现原理是：在有效信息位中加入几个校验位形成海明码，使码距比较均匀地拉大，并把海明码的每一个二进制位分配到几个奇偶校验组中。当某一位出错后，就会引起有关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发现错误，还能指出错误的位置，为自动纠错提供了依据。【知识模块】 计算机组成原理17 【正确答案】 D【试题解析】 当尾数运算结果为非规格化形式时，需要左规；基数为 2 的补码的规格化形式下最高数值位应与符号位相反，故当尾数相加结果为“111XXXXXX”时，尾数需要左规。【知识模块】 计算机组成原理18 【正确答案】 D【知识模块】 计算机组成原理19 【正确答案】 C【知识模块】 计算机组成原理20 【
20、正确答案】 D【知识模块】 计算机组成原理21 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的知识点：定点加法器判断溢出的规则；上溢与下溢是针对浮点数而言，定点数只有溢出、正溢出和负溢出的概念。【知识模块】 计算机组成原理22 【正确答案】 C【试题解析】 CRC 校验码的位数等于采用的生成多项式的次数。本题中为 3 位。校验时，先在数据字后面加上“多项式次数”个“0”(本例中为 1001 0101 1 001 000)，再用生成多项式的系数(本例中为 101)去除，所得余数为校验码。除法采用模 2 除法，即不考虑进位和借位的除法。【知识模块】 计算机组成原理23 【正确答案】 C【试题解析】 基数
21、取 2 时，尾数(以原码表示)小数点后第一位不为 0 时即为规格化；取 4 时，小数点后 2 位不为 00 时即为规格化；取 8 时，尾数小数点后 3 位不为 000 时即为规格化：取 16 时，小数点后 4 位不为 0000 时即为规格化。【知识模块】 计算机组成原理24 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查的知识点：浮点数所能表示数的范围和精度都要优于长度相同的定点数所能表示数的范围和精度。【知识模块】 计算机组成原理25 【正确答案】 A【试题解析】 浮点数溢出是指阶码溢出(超出所能表示的最大值)。尾数上溢时，尾数将被右移 1 位，阶码加 1，这个操作被称为右规。【知识模块】 计算机组
22、成原理26 【正确答案】 C【试题解析】 如果仅考虑纠正 1 位错的情况，只要满足 2kN+K+1 就可以了(设校验位的位数为 K，信息位的位数为 N)。因为 N=8，所以 K4。【知识模块】 计算机组成原理27 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查汉明码的纠错方法。 根据接收到的(偶性)汉明码：形成检测位 P4P2P1。其中，P 4=。 本题的检测位如下：则 P4P2P1=111，即表示第 7 位在传输过程中出错。将其纠正，得到正确的汉明码为 1001100B，从中提取出信息位为 0100 B。【知识模块】 计算机组成原理28 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查无符号整数 X 的一 X
23、补码 的计算方法。【知识模块】 计算机组成原理29 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查浮点数格式中尾数位数与所表示数据精度的关系以及阶码位数所表示数据范围的关系。【知识模块】 计算机组成原理30 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是：只有以移码表示阶码时才能用全 0 表示机器零的阶码。【知识模块】 计算机组成原理二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。31 【正确答案】 (1)绝对值最大：11110 1111111，111111111111。 绝对值最小：0 001 0 0000000，0 001 1 0000000。 (2)X：101 1001 1001 1，Y ：01
24、 1001 101 101。 (3)计算 X+Y。 A：求阶差：| E|=|1011-01 10 |=0101 B：对阶：Y 变为 1 01 1 0 00000 1 101 101 C：尾数相加：00 01 1001 1 00000+00 00000 1101 101=00 01 101 10 01 101 D：规格化：左规：尾数为 0 1101 100 1101，阶码为 1010 E：舍入处理：采用 0 舍 1 入法处理，则有 00 1101 100+1=001101101 F：不溢出 所以，X+Y 最终浮点数格式的结果为：1010 01 101 101，即 01101 1012 10。【知
25、识模块】 计算机组成原理32 【正确答案】 (1)阶码相加：X+Y 移 =X移 +Y补 =01 011+111 10=01 001。 (符号位 10 第 1 位为 0，不溢出；00 时上溢，01 时下溢。) (2)尾数相乘结果：0 1010110 110111。 (3)已满足规格化要求，不需左规，尾数不变，阶码仍为 001。 (4)舍入处理：按 0 舍 1 入规则，尾数之后的 6 位 1101 11 舍去，尾数+1=0 1010111 所以，XY 最终浮点数格式的结果为：1 001 0 10101 11，即 0101011121。【知识模块】 计算机组成原理33 【正确答案】 算术移位的对象是
26、带符号数，在移位过程中必须保持操作数的符号不变。当左移 1 位时，如不产生溢出，则数值乘以 2；而右移 1 位时，如不考虑因移出舍去的末位尾数，则数值除以 2。因此，对于无符号整数，所有二进制位均为数值位，而对于带符号数，最高位为符号位。2x 即左移一位，x2 即右移一位。(1)x 是无符号整数， C0000004H 的真值为 231+230+22。 x2 是由 x 逻辑右移一位得到的，即(2 31+230+22)2，其真值为 230+229+2，存放在 R1 中的机器码是 01 10 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 转换成十六进制为 6000 0002H
27、。 2x 是由 x 逻辑左移一位得到 1 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 真值发生溢出，存放在R1 中的机器码是 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1 000，转换成十六进制为80000008H. (2)机器码 C0000004H 的二进制补码表示为 1，100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 这是一个负数，得到的二进制真值为 -011 11 1 1 11 11 11 1 1 11 1 1 11 11 11 1 11100 对应的十进制真值为一(2 30 一 22)。 x2
28、 是由 x 算术右移一位得到的，其真值为一(2 29 一 2)，用二进制真值表示为 一 1 10 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 存放在 R1 中的机器码是 1，110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 转换成十六进制表示为 E0000002H。【知识模块】 计算机组成原理34 【正确答案】 (1)组成最低 4 位的 74181 进位输出为： C4=Cn+4=G+PCn=G+PC0，C 0 为向第 0 位进位。 其中， G=y3+y2x3+y1x2x3+y0x1x2x3，P=x 0x1x2x3 所以， C5=y4+x4C
29、4，C 6=y5+x5，C 5=y5+x5y4+x4y4C4 (2)设标准门延迟时间为 T，“ 与或非”门延迟时间为 15T，则进位信号 C0 由最低位传至 C6 需经一个反 向器、两级“与或非”门，故产生 C6 的最长延迟时间为 T+215T=4T (3)最长求和时间应从施加操作数到 ALU 算起：第一片 74181 有 3 级“与或非”门(产生控制参数 x0、y 0 和 Cn+4)，第二、第三片 74181 共 2 级反向器和 2 级“与或非” 门(进位链)，第四片 7181 求和逻辑(1 级与或非门和 l 级半加器，设其延迟时间为 3T)，故总的加法时间为 t0=315T+2T+2x 1
30、5T+15T+3T=14T【知识模块】 计算机组成原理35 【正确答案】 双符号位能容易检查加、减运算中的溢出情况。当符号位相同，数值结果正确：当符号位为 01 或 10 时，表示数值溢出。01 表示两个正数相加之和1 的情况，通常称数值“上溢”；10 表示两个负数相加之和小于一 1 的情况，通常称为数值“ 下溢” 。前面的 1 个符号位是正确的符号位。只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位。因为只在把两个模 4 补码的数值送往算术和逻辑运算部件完成加、减运算时，才把每个数的符号位的值同时送到算术和逻辑运算部件的两位符号位，所以只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位。【知识模块】 计算机组成原理36 【正确答案】 为实现对 8 位数据(数据位用 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 表示)的汉明校验，应安排 5 位校验位(校验位用 P5 P4 P3 P2 P1 表示)。生成校验位与数据位的对应关系表，完成把每个数据位划分在形成不同校验位的偶校验值的逻辑表达式中，即可设计出汉明校验码的编码逻辑表达式和译码逻辑表达式：对 Pi，总是用在 Pi 取值为 1 的行中的、用 1 标记出来的数据位计算该 Pi 的值。译码逻辑表达式：用一个校验码和形成这个校验码的编码方式执行异或。【知识模块】 计算机组成原理
