XXX年自学考试计算机组成原理试题及答案.docx

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XXX年自学考试计算机组成原理试题及答案

1．若十进制数为40，则其对应的无符号二进制数为（　A　　）

A．101000B．10100C．100100D．10010

2．若[[X]原=110011，则其对应的[X]补为（　　A　）

A．101101B．101100C．110011D．010011

3．若X=-0.1010，则其对应的[X]反为（　B　　）

A．1.0110B．1.0101C．1.1010D．0.1010

4．在下列存储器中，存取速度最快的存储器是（　A　　）

A．高速缓存B．磁盘C．主存D．光盘

5．若存储器的容量为16KB，则访问它的地址线应有（　　C　）

A．4根B．10根C．14根D．16根

6．动态RAM存储信息依靠的是（　D　）

A．单稳态触发器B．磁场C．双稳态触发器D．电容器

7．零地址指令可选的寻址方式是（　　C　）

A．立即寻址B．间接寻址C．堆栈寻址D．寄存器寻址

8．为了减少指令中的地址数，可以采用（　B　）

A．直接寻址B．隐含寻址C．相对寻址D．变址寻址

9．程序计数器是指（　D　　）

A．可存放指令的寄存器B．可存放程序状态字的寄存器

C．本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器D．存放下一条指令地址的寄存器

10．在同步控制方式中（　A　　）

A．每个机器周期长度固定B．每个机器周期长度不固定

C．每个工作周期长度固定D．各指令的机器周期数不变

11．作为主要的控制方式，异步控制常用于（　A　）

A．单总线结构中B．微型计算机中的CPU控制中

C．组合逻辑控制器中D．微程序控制器中

12．存放微程序的存储器是（　D　　）

A．主存B．硬盘C．随机存储器D．只读存储器

13．并行接口是指（　C　　）

A．仅接口与系统总线之间采取并行传送B．仅接口与外围设备之间采取并行传送

C．接口的两侧均采取并行传送D．接口内部只能并行传送

14．主设备通常指（　D　　）

A．发送信息的设备B．接收信息的设备

C．主要的设备D．申请并获取总线控制权的设备

15．在磁盘数据记录方式中，用调频制记录数据“1”时，电流的变化方向是（　C　）

A．0次B．1次C．2次D．无任何变化

16．CPU可直接编程访问的存储器是（　D　　）

A．光盘存储器B．虚拟存储器C．磁盘存储器D．主存储器

17．为了实现输入输出操作，指令中（　D　　）

A．必须指明外围设备的设备号B．必须指明外围接口中寄存器的地址码

C．必须同时指明外围设备号与接口中寄存器的总线地址

D．对单独编址方式，可以指明设备号或端口地址；对统一编址方式，可以指明寄存器的总线地址

18．中断屏蔽字的作用是（　B　　）

A．暂停外设对主存的访问B．暂停CPU对某些中断的响应

C．暂停CPU对一切中断的响应D．暂停CPU对主存的访问

19．CPU响应中断的时机是（　C　　）

A．可在任一机器周期结束时B．可在任一工作周期结束时

C．必须在一条指令执行完毕时D．必须在执行完当前程序段时

20．在写磁盘过程中，适配器向主机发出DMA请求是在（　B　　）

A．扇区缓冲器满时B．扇区缓冲器空时C．寻道完成时D．启动磁盘时

二、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）

21.微程序：

一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现

22.并行总线接口：

接口与系统总线及外设之间均采用并行总线连接

23.分辩率：

是衡量显示器显示清晰度的指标，以图像点（像素）的个数为标志。

三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

24.何谓Cache的地址映像？

一般有哪几种方法？

建立主存地址与Cache地址之间的逻辑关系，根据访问主存地址就可构成Cache的地址，这地址间的逻辑关

系称为地址映像；方法有：

直接映像、全相联映像、组相联映像。

25.什么是指令格式？

通常情况下一条指令格式由哪两部分组成？

计算机指令编码的格式称为指令格式；通常情况下一条指令格式由操作码，地址码两部分组成。

26.CPU由哪两部分组成？

CPU具有哪四个基本功能？

CPU由控制器和运算器两部分组成；CPU具有以下四个基本功能：

（1）指令控制，

（2）操作控制，（3数据运算，（4）异常处理和中断处理。

27.什么是总线协议？

总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为哪两类？

总线通信同步方式规定了实现总线传输的定时规则，这种规则称为总线协议；总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为同步式和异步式两类。

28.磁盘存储设备的主要技术指标有哪些？

磁盘存储设备的主要技术指标有

（1）存储密度；

（2）存储容量；（3）平均访问时间；（4）数据传输率。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）

29.用Booth算法计算6×（-3），要求写出每一步运算过程及运算结果。

30.设有计算机的CPU数据通路及其与存储器的连接结构如下图所示，其中，R0~R3为通用寄存器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器，Y和Z为暂存器，MAR为存储器地址寄存器，MDR为存储器数据缓冲寄存器。

试写出指令SUB（R1），R0的执行流程，其中，R0表示寄存器寻址，（R1）表示寄存器间接寻址，指令功能为减法。

减法指令SUB（R1），R0执行流程：

PC→MAR送指令地址（1分）PC+1→PC修改PC（1分）M（或DBUS）→MDR→IR读指令（1分）

R1→MAR送目的地址（1分）M（或DBUS）→MDR→Y取目的操作数（1分）

R0-Y→MDR相减运算（2分）MDR→M（或DBUS）将结果写入目的地（2分）

5、设计题（本大题共1小题，13分）

31.用8K×4位/片的存储芯片构成32KB存储器，地址线为A15（高）~A0（低）。

（1）需要8K×4位/片的存储芯片几片？

8

（2）加至各芯片的地址线是哪几位？

   A0A12

（3）用于产生片选信号的地址线是哪几位？

A13A14

（4）画出存储器逻辑连接图。

2010年7月

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）

1．若十进制数为115，则其对应的二进制数为（C）

A．1100111B．1011101C．111001lD．1111001

2．若十进制数为-65，则其对应的8位二进制补码（X）补为（D）

A．10111110B．01000001C．11000001D．1011111l

3．若16进制数为13F，则其对应的八进制数为（B）

A．377B．477C．577D．677

4．在下列存储器中，属于顺序存取存储器的是（D）

A．U盘B．光盘C．磁盘D．磁带

5．在下列浮点数的表示中，属于规格化编码的是（A）

A．1.101l×2-3B．1.001l×23C．0.0101×2-3D．0.001l×23

6．在一个计算机系统中，下列说法正确的是（C）

A．主存的容量远大于Cache的容量，主存的速度比Cache快

B．主存的容量远小于Cache的容量，主存的速度比Cache快

C．主存的容量远大于Cache的容量，主存的速度比Cache慢

D．主存的容量远小于Cache的容量，主存的速度比Cache慢

7．在下列磁盘数据记录方式中，不具有自同步能力的方式是（C）

A．FMB．PMC．NRZlD．MFM

8．寄存器堆栈初始化时堆栈指针SP的值为（A）

A．0B．1C．栈顶地址D．最大地址

9．采用直接寻址方式的操作数存放在（B）

A．某个寄存器中B．某个存储器单元中C．指令中D．输入／输出端口中

10．微程序存放在（C）

A．堆栈中B．主存中C．控制存储器中D．磁盘中

11．比较硬连线控制器和微程序控制器，下列说法正确的是（A）

A．硬连线控制器结构简单规整B．硬连线控制器执行速度慢

C．微程序控制器执行速度快D．微程序控制器容易实现复杂指令控制

12．下列说法正确的是（C）

A．异步通信中不需要定时B．同步通信的双方有各自独立的时钟信号

C．异步通信适宜于较快数据传送D．同步通信适宜于较快数据传送

13．下列总线或接口中不属于串行方式的是（A）

A．PCIB．RS232C．UARTD．USB

14．CPU响应中断请求是在（C）

A．一个时钟周期结束时B．一个总线周期结束时

C．一条指令结束时D．一段程序结束时

15．控制DMA数据传送的是（A）

A．DMA控制器B．CPUC．外设D．主存

二、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）

16、中断嵌套是指中断系统正在执行一个中断服务时，有另一个优先级更高的中断提出中断请求，这时会暂时终止当前正在执行的级别较低的中断源的服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完毕，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，这个过程就是中断嵌套

17、微地址寄存器（µAR）：

微程序控制器中的一个部件（寄存器）,存放将要访问的下一条微指令的微地址。

18、寻址方式：

对指令的地址码进行编码，以形成操作数在存储器中的地址的方式。

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

19．简述CPU通过高速缓存Cache对主存的数据存取过程。

高速缓存（Cache）是一个高速小容量的临时存储器，它一般用高速的静态存储器芯片实现或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。

它主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。

系统工作时，将运行时要经常存取的一些数据从系统内存读取到Cache中，而CPU会首先到Cache中去读取或写入数据，如果Cache中没有所需数据（或Cache已满，无法再写入），则再对系统内存进行读写，另外Cache在空闲时也会与内存交换数据，起到缓冲作用，使CPU既可以以较快速度存取内存中的数据，提高系统整体性能，又不使系统成本上升过高。

20．指令ADDR2，（2000）中包含了哪几种寻址方式？

简述该指令的操作数的形成过程与功能。

其中，源寻址为（2000），目的寻址为R2。

寄存器寻址和存储器间接寻址二种寻址方式。

存储单元地址为2000中的数据作为地址单元中的数据和寄存器R2中的数据相加，得到的和放入寄存器R2中。

21．简述微程序控制的基本思想。

（1）将机器指令分解为基本的微命令序列，用二进制代码表示这些微命令，并编成微指令，多条微指令再形成微程序。

（2）一条微指令包含的微命令，控制实现一步（一个节拍）操作；若干条微指令组成的一小段微程序解释执行一条机器指令。

22．简述多重中断系统中CPU响应中断的步骤。

1、关中断。

暂时禁止所有中断响应。

2、保存现场信息，包括保存PC的值。

3、判别中断条件，根据中断优先级判断中断源，从而确定中断服务程序入口。

4、开中断。

设置CPU优先级为当前中断的优先级，只允许响应优先级更高的中断。

5、执行中断服务程序。

完成中断请求的操作，其间可能被更高级中断请求打断。

6、关中断。

暂时禁止所有中断响应。

7、恢复现场信息，包括恢复PC的值。

8、开中断，继续执行原程序

23．简述同步总线的定时方式。

同步通信是一种比特同步通信技术，要求发收双方具有同频同相的同步时钟信号，只需在传送报文的最前面附加特定的同步字符，使发收双方建立同步，此后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。

没有数据发送时，传输线处于MARK状态。

为了表示数据传输的开始，发送方先发送一个或两个特殊字符，该字符称为同步字符。

当发送方和接收方达到同步后，就可以一个字符接一个字符地发送一大块数据，而不再需要用起始位和停止位了，这样可以明显地提高数据的传输速率。

采用同步方式传送数据时，在发送过程中，收发双方还必须用一个时钟进行协调，用于确定串行传输中每一位的位置。

接收数据时，接收方可利用同步字符使内部时钟与发送方保持同步，然后将同步字符后面的数据逐位移入，并转换成并行格式，供CPU读取，直至收到结束符为止。

24．试画出二进制数据序列10110的NRZ1、PM和FM的波形图。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）

25．用Booth算法计算3×（-5）的4位补码乘法运算，要求写出其运算过程。

[3]补=0011[-5]补=1011R0=0000R1=1011R2=0011P=0

循环

步骤

乘积（R0R1P）

0

初始化

000010110

1

R0-R2R0

110110110

R0R1右移1位

111011011

2

无操作

111011011

R0R1右移1位

111101101

3

R+R2R0

001001101

R0R1右移1位

000100110

4

R0-R2R0

111000110

R0R1右移1位

111100011

26．设有计算机的CPU数据通路及其与存储器的连接结构如下图所示，其中，R0～R3为通用寄存器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器，SP为堆栈指针，C和D为暂存器，MAR为存储器地址寄存器，MDR为存储器数据缓冲寄存器。

试写出指令ADDR3，（R1）的执行流程。

指令功能为加法操作，其中R3为采用寄存器寻址目的操作数，（R1）为采用寄存器间接寻址的源操作数。

答：

PC->MAR

PC+1->PC

M->MDR，MDR->IR

R3->C

R1->MAR

M->MDR，MDR->D

C->A

D->B

A+B->R3

五、设计题（本大题共1小题，13分）

27．用8K×8位／片的存储芯片构成32KB存储器，地址线为A15（高）～A0（低）。

（1）需要几片这种存储芯片?

4片

（2）32KB存储器共需要几位地址?

是哪几位地址线?

15位，A14（高）~A0（低）

（3）加至各芯片的地址线有几位?

是哪几位地址线?

13位，A12（高）~A0（低）

（4）用于产生片选信号的地址线是哪几位（译码法）?

A14~A13

2011年4月

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）

1.定点小数的补码表示范围是（Ｃ）

A.-1+2-n≤X≤1-2-n　　　　B.-1+2-n≤X≤1+2-nC.-1≤X≤1-2-n　　D.-1≤X≤1+2-n

2.若十进制数为-80，则其对应的8位补码[X]补为（Ｂ）

A.11010000B.10110000C.10101111D.01010000

3.在计算机中磁盘存储器一般用作（Ｃ）

A.主存B.高速缓存C.辅存D.只读存储器

4.为了减少指令中的地址个数，采用的有效办法是（Ｄ）

A.寄存器寻址B.立即寻址C.变址寻址D.隐地址

5.组合逻辑控制器与微程序控制器相比（Ｂ）

A.组合逻辑控制器的时序系统比较简单B.微程序控制器的时序系统比较简单

C.两者的时序系统复杂程度相同D.微程序控制器的硬件设计比较复杂

6.采用双符号位表示带符号数时，发生正溢的特征是双符号位为（Ｂ）

A.00B.0lC.10D.11

7.若八进制数为52，则其对应的十进制数为（Ｃ）

A.52B.44C.42D.32

8.二进制补码定点小数1.101表示的十进制数是（Ｃ）

A.+1.625B.-0.101C.-0.375D.-0.625

9.用1K×4的存储芯片组成4KB存储器，需要几片这样的芯片?

（Ａ）

A.8片B.4片C.2片D.1片

10.一地址指令是指（Ｃ）

A.只能对单操作数进行加工处理B.只能对双操作数进行加工处理

C.既能处理单操作数也能处理双操作数D.必须隐含提供另一个操作数

11.微程序存放在（Ｃ）

A.堆栈存储器中　　　　B.主存储器中C.控制存储器中D.辅助存储器中

12.CPU响应DMA请求的时间是（Ｂ）

A.必须在一条指令执行完毕时B.必须在一个总线周期结束时

C.可在任一时钟周期结束时D.在判明没有中断请求之后

13.在同步控制方式中（Ａ）

A.每个时钟周期长度固定B.各指令的时钟周期数不变　C.每个工作周期长度固定D.各指令的工作周期数不变

14.CPU响应中断请求（Ｃ）

A.可在任一时钟周期结束时B.可在任一总线周期结束时C.可在一条指令结束时D.必须在一段程序结束时

15.串行接口是指（Ｂ）

A.接口与系统总线之间为串行传送B.接口与外设之间为串行传送

C.接口的两侧都为串行传送D.接口内部只能串行传送

二、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

19.与转子指令相比，中断方式的主要特点是什么？

试举两列说明。

20.什么是DMA方式？

在DMA的预处理阶段，由CPU执行输入输出指令来完成哪些操作？

21.高速缓存Cache用来存放什么内容？

设置它的主要目的是什么？

22.试解释采用存储器间接寻址方式读取操作数的过程。

23.简述I/O指令对外设的统一编址和单独编址的两种编址方式。

24.试说明一条访存指令的执行过程。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）

25.用Booth算法计算2×（-4）的4位补码乘法运算，要求写出其运算过程。

26.设计算机的CPU数据通路及其与存储器的连接结构如题26图所示，其中，R0～R3为通用寄存器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器，SP为堆栈指针，C和D为暂存器，MAR为存储器地址寄存器，MDR为存储器数据缓冲寄存器，AB为地址总线，DB为数据总线，CB为控制总线。

试写出指令LOADR1，（R2）的执行流程。

指令功能为数据传送操作，其中，R1为采用寄存器寻址的目的操作数，（R2）为采用寄存器间接寻址的源操作数。

题26图

五、存储器设计题（本大题共1小题，13分）

27.用2K×l6位／片的存储芯片构成16K×l6位的存储器，地址线为A15（高）～A0（低）。

问：

（1）需要几片这种存储芯片?

（2）存储器共需要几位地址线?

是哪几位地址线?

（3）加至各芯片的地址线是哪几位?

（4）用于产生片选信号的地址线是哪几位（译码法）?

全国2011年7月

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）

1.运算器和控制器合称为（Ｄ）

A.主机B.外设C.ALUD.CPU

2.若十进制数为73，则其对应的二进制数为（Ｂ）

A.1001010B.1001001C.1010100D.1101001

3.若十六进制数为1A，则相应的十进制数为（Ｃ）

A.16B.17C.26D.3l

4.补码加法运算是指（Ｂ）

A.操作数用补码表示，符号位单独处理B.操作数用补码表示，连同符号位一起相加

C.操作数用补码表示，将加数变补，然后相加D.操作数用补码表示，将被加数变补，然后相加

5.动态RAM存储信息依靠的是（Ａ）

A.电容B.双稳态触发器C.晶体管D.磁场

6.下列存储器中，属于半导体存储器的是（Ｂ）

A.硬盘B.动态存储器C.软盘D.光盘

7.对于容量为8KB的存储器，寻址所需最小地址位数为（Ｄ）

A.2B.3C.12D.13

8.一条机器指令中通常包含的信息有（Ｄ）

A.操作码、控制码B.操作码、立即数C.地址码、寄存器号D.操作码、地址码

9.下列指令助记符中表示减法操作的是（Ｂ）

A.ADDB.SUBC.ANDD.NEG

10.从主存中取回到CPU中的指令存放位置是（Ａ）

A.指令寄存器B.状态寄存器C.程序计数器D.数据寄存器

11.指令执行所需的操作数不会来自（Ｄ）

A.指令本身B.主存C.寄存器D.控制器

12.微程序控制器将微程序存放在（Ｃ）

A.主存中B.寄存器中C.ROM中D.RAM中

13.在一个串行传输系统中，每秒可传输12个字节的数据，其比特率是（Ｃ）

A.8bpsB.12bpsC.96bpsD.任意

14.并行接口是指（Ｃ）

A.仅接口与外围设备之间采取并行传送B.仅接口与系统总线之间采取并行传送

C.接口的两侧均采取并行传送D.接口内部只能并行传送

15.在磁盘中实现输入输出的数据传送方式（Ｄ）

A.只采取程序查询等待方式B.只采取程序中断方式

C.只采取DMA方式D.既有DMA方式，也有中断方式

二、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）

16.随机访问存储器（RAM）：

在半导体存储器中，程序和数据可以存放在任何位置，访问时能够快速方便地访问任何地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。

17.地址码：

指令中指定操作数地址的字段称为地址码，地址码中可包含存储器地址，也可包含寄存器号等。

18.指令周期：

从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为指令周期。

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

19．什么是定点数？

它有哪些类型？

答：

定点数是指小数点位置固定不变的数据（3分）。

它有定点小数、定点整数两种类型（2分）。

20．计算机中层次化的存储系统分为哪几层？

答：

分为寄存器（1分）、高速缓存（1分）、主存贮器（1分）、辅助存储器（2分）。

21．根据一条指令中地址码的数量，可将指令分为哪几种指令？

答：

分为零地址指令（1分）、一地址指令（1分）、二地址指令（1分）、三地址指令（2分）。

22．微程序控制器主要由哪些部分组成？

答：

主要由控制存储器（2分）、微指令寄存器（1分）、微地址寄存器（1分）和地址转移逻辑（1分）组成。

23．什么是总线？

总线上有哪四种基本传输方式？

答：

总线是一种连接两个或多个设备的通信线路（2分）。

总线上的四种基本传输方式是串行传输、并行传输、复合传输、消息传输（3分）。

24．中断与子程序的调用区别在什么地方？

答：

中断可能随时发生，中断服务程序与中断时CPU正在运行的程序是相互独立的，（3分）子程序的调用是主程序有意调用的（2分）。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）

25．用原码一位乘法进行5×8的四位原码乘法运算，要求写出其运算过程。

解：

设有三个寄存器，其初始值分别为RO=OOOO，R1=1000（即十进制8），R2=0101

（即十进制5）（2分）

循环次数步骤乘积（RO，R1）

0初始值00001000（1分）

11a：

加000001000