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冯诺依曼计算机机器级程序及其执行DOC

归档日期:08-11       文本归类:多带图灵机      文章编辑:爱尚语录

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  第 4 章 冯.诺依曼计算机:机器级程序 及其执行 1、关于“图灵机”,下列说法不正确的是_____。 (A)图灵机给出的是计算机的理论模型; (B)图灵机的状态转移函数q, X, Y, R(或 L 或 N), p,其实就是一条指令,即 在 q 状态下,当输入为 X 时,输出为 Y,读写头向右(R)、向左(L)移动一格或不 动(N),状态变为 p; (C)图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路; (D)凡是能用算法方法解决的问题也一定能用图灵机解决;凡是图灵机解决不了 的问题人和算法也解决不了; (E)上述有不正确的。 答案是:E 2、关于“图灵机”和“计算”,下列说法不正确的是_____。 (A)计算就是对一条两端可无限延长的纸带上的一串 0 和 1,一步一步地执行指 令,经过有限步骤后得到的一个满足预先规定的符号串的变换过程; (B)“数据”可被制成一串 0 和 1 的纸带送入机器中进行自动处理,被称为数据 纸带; 处理数据的“指令”也可被制作成一串 0 和 1 的纸带送入机器中,被称为 程序纸带; 机器一方面阅读程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸带上的数 据进行变换处理。 (C)计算机器可以这样来制造:读取程序纸带上的指令,并按照该指令对数据纸 带上的数据做相应的变换,这就是图灵机的基本思想; (D)上述有不正确的。 答案是:D 3、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中 B 为空白字符;状态集合{S1,S2,S3,S4,S5},其中 S1 为起始状态,S5 为终止状态; 箭头表示状态转换,其上标注的如in, out, direction表示输入是 in 时,输 出 out,向 direction 方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换,其中 in,out 均是字母集中的符号,direction 可以为 R(向右移动)、L(向左移动)、 N(停留在原处)。 该图灵机的功能是_____。 (A)识别是否如 0101,01010101 的 0、1 串,即一个 0 接续一个 1,且 0 的个数 和 1 的个数相同; (B)识别是否如 000111,00001111 的 0、1 串,即左侧连续 0 的个数和右侧连续 1 的个数相同的 0、1 串; (C)将形如 0101,01010101 的 0、1 串,即一个 0 接续一个 1,且 0 的个数和 1 的个数相同, 转换为 XYXY, XYXYXYXY 的形式; (D)将形如 000111,00001111 的 0、1 串,即左侧连续 0 的个数和右侧连续 1 的 个数相同的 0、1 串转换为 XXXYYY, XXXXYYYY 的形式。 答案是:D 4、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{0,1,X,Y,B},其中 B 为空白字符;状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6},其中 S1 为起始状态,S6 为终止 状态;箭头表示状态转换,其上标注的如in, out, direction表示输入是 in 时,输出 out,向 direction 方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转换, 其中 in,out 均是字母集中的符号,direction 可以为 R(向右移动)、L(向左移 动)、N(停留在原处)。 该图灵机的功能是_____。 (A)识别是否如 0101,01010101 的 0、1 串,即一个 0 接续一个 1,且 0 的个数 和 1 的个数相同; (B)识别是否如 000111,00001111 的 0、1 串,即左侧连续 0 的个数和右侧连续 1 的个数相同的 0、1 串; (C)将形如 0101,01010101 的 0、1 串,即一个 0 接续一个 1,且 0 的个数和 1 的个数相同, 转换为 XYXY, XYXYXYXY 的形式; (D)将形如 000111,00001111 的 0、1 串,即左侧连续 0 的个数和右侧连续 1 的 个数相同的 0、1 串转换为 XXXYYY, XXXXYYYY 的形式。 答案是:B 5、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空 格”,;};状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7},其中 S1 为起始状态,S7 为终 止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如in, out, direction表示输入是 in 时,输出 out,向 direction 方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转 换,其中 in,out 均是字母集中的符号,null 表示什么也不写,direction 可以 为 R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。 该图灵机的功能是_____。 (A)能够识别“V=C+C;”形式的符号串; (B)能够识别“V=C;”形式的符号串; (C)能够将符号串中的空格去除掉; (D)上述全部能够识别。 答案是:D 6、下图为用状态转换图示意的一个图灵机,其字母集合为{V,C,+,=,“空 格”,;};状态集合{S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7},其中 S1 为起始状态,S7 为终 止状态;箭头表示状态转换,其上标注的如in, out, direction表示输入是 in 时,输出 out,向 direction 方向移动一格,同时将状态按箭头方向实现转 换,其中 in,out 均是字母集中的符号,null 表示什么也不写,direction 可以 为 R(向右移动)、L(向左移动)、N(停留在原处)。 关于该图灵机的功能,说法不正确的是_____。 (A)既能够识别“V=C+C;”形式的符号串,又能识别“V=V+C;”形式的符号串; (B)既能够识别“V=C;”形式的符号串,又能识别“V=V;”形式的符号串; (C)既能够识别“V=V+C;”形式的符号串,又能识别“V=C+V;”形式的符号串; (D)上述说法不正确,即有该图灵机不能识别的符号串形式。 答案是:D 7、关于“存储程序”,下列说法不正确的是_____。 (A)将“指令”和“数据”以同等地位保存在存储器中,以便于机器自动读取自 动处理; (B)之所以将“程序”和“数据”事先存储于存储器中,是因为输入的速度满足 不了机器处理的速度,为使机器连续自动处理,所以要“存储程序”; (C)依据“存储程序”原理,机器可由四大部分构成:运算器、存储器、输入设 备和输出设备; (D)冯.诺依曼计算机的本质就是“存储程序、连续自动执行”。 答案是:C 8、关于“冯.诺依曼计算机”的结构,下列说法正确的是_____。 (A)冯.诺依曼计算机仅需要三大部件即可:运算器、控制器和存储器; (B)一般,个人计算机是由中央处理单元(CPU)、存储器、输入设备和输出设备构 成,没有运算器和控制器,所以它不是冯.诺依曼计算机; (C)以“运算器”为中心的冯.诺依曼计算机和以“存储器”为中心的冯.诺依曼 计算机是有差别的,前者不能实现并行利用各个部件,受限于运算器;后者可以 实现并行利用各个部件; (D)冯.诺依曼计算机提出“运算”和“存储”完全没有必要。 答案是:C 9、下图是一个存储器的简单模型。围绕该存储器模型,回答下列问题。 (1)下列说法不正确的是_____。 (A)该存储器可存取 4 个 4 位的存储单元; (B)该存储器其中的一个存储单元的内容是 1010; (C)该存储器既可读出,又可写入; (D)该存储器的地址码分别是 00,01,10 和 11。 答案是:C (2)内容为 1010 的存储单元的地址编码 A1A0 是_____。 (A)00; (B)01; (C)10; (D)11; (E)没有该存储单元。 答案是:C (3) A1A0 为 01 的存储单元,其内容 D3D2D1D0 是_____。 (A)0101; (B)1010; (C)0111; (D)1110; (E)没有该存储单元。 答案是:C 10、下图是一个存储器的简单模型。围绕该存储器模型,回答下列问题。 (1)当 A1A0=10 时,D5D4D3D2D1D0 的内容是_____。 (A) 100101; 答案是:C (B)011101; (C)101010; (D)010101;(E)都不对。 (2)当存储单元的内容是 100101 时,其存储单元的地址编码 A1A0 是_____。 (A)00; (B)01; (C)10; (D)11; (E)没有该存储单元。 答案是:A 11、下图是一个存储器的简单模型-与或阵列图。请回答下列问题。 (1)围绕该存储器模型,请写出由 A1、A0 产生 W3、W2、W1、W0 的逻辑表达式,书写 正确的是_____。 (A) (B) (C) (D) W00 W01 W10 W11 = (NOT A1) OR (NOT A0); = (NOT A1) AND A0; = A1 OR (NOT A0); = A1 AND (NOT A0)。 答案是:B (2)围绕该存储器模型,请写出由 W3、W2、W1、W0 产生 D4、D3、D2、D1、D0 的逻辑表 达式,书写不正确的是_____。 (A) D4 = W00 OR W01 OR W11; (B) D3 = W10 OR W11; (C) D2 = W01 OR W10; (D) D1 = W00 OR W01 OR W11; (E) D0 = W00 OR W10; 答案是:D 12、已知一个存储器芯片 M 的 4 位二进制地址编码为 A3A2A1A0,其 8 条数据线)下列说法正确的是_____。 (A)该存储器共有 28 即 256 个存储单元; (B)该存储器共有 24 即 16 个存储单元; (C)该存储器存储单元的位数,即字长为 4 位; (D)该存储器的存储容量为 24×8 字节。 答案是:B (2)如果需要构造 256 个存储单元且每个存储单元的字长为 16 位的存储器, 问下 列说法正确的是_____。 (A)总计需要 M 芯片 16 个; (B)总计需要 M 芯片 8 个; (C)总计需要 M 芯片 32 个; (D)总计需要 M 芯片 64 个。 答案是:C (*3)如果需要构造 64 个存储单元且每个存储单元的字长为 16 位的存储器, 该存 储器的 6 位二进制地址编码线 条数据线,问下列说法 正确的是_____。 (A)总计需要 M 芯片 8 个; 将 B3B2B1B0 分别连接到 8 个 M 芯片的 A3A2A1A0 上;将 B5B4 用一个 2-4 译码器进行译码形成 4 条控制线,每一条控制两个 M 芯片;将 8 个芯 片任意分成两组, 将 E15~E8 和 E7~E0 分别连接到这 2 个组中的每个芯片的 D7~D0 上。 (B)总计需要 M 芯片 16 个,分成 8 组,每组两个;将 B3B2B1B0 分别连接到 16 个 M 芯片的 A3A2A1A0 上; 将 B5B4B3 用一个 3-8 译码器进行译码形成 8 条控制线,每一条 控制一组中的两个 M 芯片; 将 E15~E8 分别连接到这 8 个组中的第一个芯片的 D7~D0 上,而将 E7~E0 分别连接到这 8 个组中的另一个芯片的 D7~D0 上。 (C)总计需要 M 芯片 8 个,分成 4 组,每组两个;将 B3B2B1B0 分别连接到 8 个 M 芯 片的 A3A2A1A0 上;将 B5B4 用一个 2-4 译码器进行译码形成 4 条控制线,每一条控 制一组中的两个 M 芯片;将 E15~E8 分别连接到这 4 个组中的第一个芯片的 D7~D0 上,而将 E7~E0 分别连接到这 4 个组中的另一个芯片的 D7~D0 上。 (D)总计需要 M 芯片 8 个,分成 2 组,每组 4 个;将 B3B2B1B0 分别连接到 8 个 M 芯 片的 A3A2A1A0 上;将 B5B4 用一个 2-4 译码器进行译码形成 4 条控制线 条控 制线控制一组 M 芯片; 将 E15~E8 分别连接到第一组每个芯片的 D7~D0 上, 而将 E7~E0 分别连接到第 2 组每个芯片的 D7~D0 上。 答案是:C 13、已知某机器的指令集合及指令格式如下表示意。 机器指令 对应的功能 操作码 地址码 取数 a 将 a 号存储单元的数, 取出送到运算器的寄存器 A 中; 000001 0000000100 a 是任何一个十位的存储单元的地址; 存数 000010 加法 000011 乘法 000100 打印 000101 停机 000110 b 将运算器的寄存器 A 中的数, 保存到 b 号存储单元中; 0000010000 b 是任何一个十位的存储单元的地址; g 将运算器中寄存器 A 的数,加上 g 号存储单元的数, 0000001010 结果保留在运算器的寄存器 A 中; d 将运算器中寄存器 A 的数,乘以 d 号存储单元的数, 0000001001 结果保留在运算器的寄存器 A 中。 0000001100 打印指令 0000000000 停机指令 已经编制好并存储在存储器中的一段程序如下表示意,请阅读这 段程序,并回答下述问题。 存储单元的内容 对应的十进制地 存储单元的地址 操作码 地址码 址 0 00000000 000001 0000001000 00000000 1 00000000 000100 0000001001 00000001 2 00000000 000011 0000001010 00000010 3 00000000 000100 0000001000 00000011 4 00000000 000011 0000001011 00000100 5 00000000 000010 0000001100 00000101 6 00000000 000101 0000001100 00000110 7 00000000 000110 00000111 8 00000000 000000 0000000111 00001000 9 00000000 000000 0000000010 00001001 10 00000000 000000 0000000110 00001010 11 00000000 000000 0000000011 00001011 12 00000000 00001100 (1) (A) (B) (C) (D) 关于存储器存放的内容,下列说法正确的是_____。 3 号存储单元存放的是数据,而 8 号存储单元存放的是指令; 3 号存储单元存放的是数据,而 8 号存储单元存放的是数据; 3 号存储单元存放的是指令,而 8 号存储单元存放的是数据; 3 号存储单元存放的是指令,而 8 号存储单元存放的是指令。 答案是:C (2) 存储器 1 号存储单元中存放的指令功能是_____。 (A) 将运算器中寄存器 A 的数,加上 9 号存储单元的数 2,结果保留在运算器的 寄存器 A 中; (B) 将运算器中寄存器 A 的数,乘以 9 号存储单元的数 7,结果保留在运算器的 寄存器 A 中; (C) 将运算器中寄存器 A 的数,乘以 10 号存储单元的数 6,结果保留在运算器 的寄存器 A 中; (D) 将运算器中寄存器 A 的数,乘以 9 号存储单元的数 2,结果保留在运算器的 寄存器 A 中。 答案是:D (3) 存储器 2 号存储单元中存放的指令功能是_____。 (A) 将 10 号存储单元的数,取出送到运算器的寄存器 A 中; (B) 将运算器中寄存器 A 的数,加上 10 号存储单元的数,结果保留在运算器的 寄存器 A 中; (C) 将运算器的寄存器 A 中的数,保存到 10 号存储单元中; (D) 将运算器中寄存器 A 的数,乘以 10 号存储单元的数,结果保留在运算器的 寄存器 A 中。 答案是:B (*4)该程序所能完成的计算是_____。 2 (A) 7 × 2 + 6 × 2 + 3; (B) 2 × 72 + 6 × 7 + 3; (C) 6 × 32 + 2 × 3 + 7; (D) 6 × 32 + 7 × 3 + 2; (E) 以上都不正确。 答案是:B (*5)若要使该程序完成计算 8 × 32 + 2 × 3 + 6,则需修正存储的数据,正确 的修正是_____。 (A) 8 号存储单元存放数 00000000 00000110,9 号存储单元存放数 00000000 00001000, 10 号存储单元存放数 00000000 00000010,11 号存储单元存放数 00000000 00000011; (B) 8 号存储单元存放数 00000000 00001000,9 号存储单元存放数 00000000 00000011, 10 号存储单元存放数 00000000 00000010,11 号存储单元存放数 00000000 00000110; (C) 8 号存储单元存放数 00000000 00000011,9 号存储单元存放数 00000000 00001000, 10 号存储单元存放数 00000000 00000010,11 号存储单元存放数 00000000 00000110; (D) 8 号存储单元存放数 00000000 00000010,9 号存储单元存放数 00000000 00000011, 10 号存储单元存放数 00000000 00000110,11 号存储单元存放数 00000000 00001000。 答案是:C (*6)若要使该程序完成任意方程式 ax2+bx+c, 则需修正存储的数据, 正确的修正 是_____。 (A) 8 号存储单元存放数 a 的二进制数,9 号存储单元存放数 x 的二进制数, 10 号存储单元存放数 b 的二进制数,11 号存储单元存放数 c 的二进制数; (B) 8 号存储单元存放数 a 的二进制数,9 号存储单元存放数 b 的二进制数, 10 号存储单元存放数 c 的二进制数,11 号存储单元存放数 x 的二进制数; (C) 8 号存储单元存放数 x 的二进制数,9 号存储单元存放数 a 的二进制数, 10 号存储单元存放数 b 的二进制数,11 号存储单元存放数 c 的二进制数; (D) 8 号存储单元存放数 c 的二进制数,9 号存储单元存放数 b 的二进制数, 10 号存储单元存放数 a 的二进制数,11 号存储单元存放数 x 的二进制数。 答案是:C 14、已知某机器的核心部件及其结构关系如下图示意。请仔细理解该结构图, 并回答下述问题。 (1) 保存下一条将要执行的指令地址的寄存器是_____。 (A) IR; (B) R0 或 R1;(C) 存储器的地址寄存器;(D) PC。 答案是:D (2) 保存正在执行指令的寄存器是_____。 (A) IR; (B)R0 或 R1;(C) 存储器的地址寄存器;(D) PC。 答案是:A (3) 当 CPU 在执行 000100 0000001001 指令时,PC 的值是_____。 (A) 00000000 00000001; (B) 00000000 00000010; (C) 00000000 00000011; (D) 00000000 00000100。 答案是:B (4) 当 CPU 在执行 000100 0000001001 指令时,IR 的值是_____。 (A) 00000100 00001000; (B) 00010000 00001001; (C) 00001100 00001010; (D) 00010000 00001000。 答案是:B (*5) 当 CPU 在读取指令阶段,下列说法正确的是_____。 (A) 第 1 个节拍进行 A1,C3;第 2 个节拍进行 D1,C4,D2; (B) 第 1 个节拍进行 A2,C3;第 2 个节拍进行 D1,C2,D6; (C) 第 1 个节拍进行 A1,C3;第 2 个节拍进行 D1,C4,D2 或 D3; (D) 第 1 个节拍进行 A1,C3,C1;第 2 个节拍进行 D1,C2,D6。 答案是:A (*6) 当 CPU 在执行指令阶段,假设当前执行的指令“00000100 00001000—将 8 号单元内容取出到寄存器 R1 中并与运算器中寄存器 R0 的值相乘,结果保留在 R0 中”,则下列说法正确的是_____。 (A) 第 3 个节拍进行 A2,C3,C1;第 4 个节拍进行 D1,C4,D2;第 5 个节拍进 行 C5; (B) 第 3 个节拍进行 A1,C3;第 4 个节拍进行 D1,C4,D2;第 5 个节拍进行 C5; (C) 第 3 个节拍进行 A2,C3, C1;第 4 个节拍进行 D1,C5,D2; (D) 第 3 个节拍进行 A2,C3,C1;第 4 个节拍进行 D1,C4,D4;第 5 个节拍进 行 C5。 答案是:A (*7) 关于机器指令的执行,则下列说法不正确的是_____。 (A) 控制器不断地从存储器中读取指令,并按照指令的内容进行执行; (B) 机器指令的执行即是在时钟节拍控制下产生一系列信号的过程; (C) 没有时钟与节拍发生器,机器的指令也能正确地执行; (D) 没有 PC,机器就不能正确地执行程序。 答案是:C 15、关于“存储在存储器中程序的执行”问题,下列说法不正确的是_____。 (A) 机器需要提供一个其可以执行的指令集合; (B) 人们用指令集合中的指令编写程序, 并将编写好的程序和数据事先存放于存 储器中; (C) 控制器一条接一条的从存储器中读取指令,读取一条指令则执行一条指令, 一条指令执行完成后,再读下一条指令; (D) 当读取一条指令后,程序计数器 PC 的值自动加 1,以指向下一条将要读取 的指令;当程序需要转往它处执行时,则可以它处存放指令的地址来修改 PC 的 值即可; (E)上述说法有不正确的。 答案是:E

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