第三章计算机组成原理.docx

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第三章计算机组成原理

一．选择题

1.运算器虽由许多部件组成，但核心部分是（B）

A数据总线B算术逻辑运算单元C多路开关D累加寄存器

2、在定点运算器中，无论采用双符号位还是采用单符号位，都必须要有溢出判断电路，它一般用（C）来实现

A与非门B或非门C异或门D与或非门

3、立即寻址是指（B）

A指令中直接给出操作数地址B指令中直接给出操作数

C指令中间接给出操作数D指令中间接给出操作数地址

4、输入输出指令的功能是（C）

A进行算术运算和逻辑运算

B进行主存与CPU之间的数据传送

C进行CPU与I/O设备之间的数据传送

D改变程序执行的顺序

5.某一RAM芯片，其容量为1024×8位，除电源端和接地端外，连同片选和读/写信号该芯片引出腿的最小数目为（B）

A23B20C17D19

6、在主存和CPU之间增加Cache的目的是（C）。

A扩大主存的容量B增加CPU中通用寄存器的数量

C解决CPU和主存之间的速度匹配D代替CPU中寄存器工作

7、计算机系统的输入输出接口是（B）之间的交接界面。

ACPU与存储器B主机与外围设备C存储器与外围设备

DCPU与系统总线

8、在采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在（B）之间建立直接的数据通路。

ACPU与存储器B主机与外围设备C外设与外设DCPU与主存

9、运算器虽由许多部件组成，但核心部分是（B）

A数据总线B算术逻辑运算单元C多路开关D累加寄存器

10.立即寻址是指（B）

A指令中直接给出操作数地址B指令中直接给出操作数

C指令中间接给出操作数D指令中间接给出操作数地址

11.计算机系统的输入输出接口是（B）之间的交接界面。

ACPU与存储器B主机与外围设备C存储器与外围设备

DCPU与系统总线

12、在采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在（B）之间建立直接的数据通路。

ACPU与存储器B主机与外围设备C外设与外设DCPU与主存

13、输入输出指令的功能是（）C

A进行算术运算和逻辑运算

B进行主存与CPU之间的数据传送

C进行CPU与I/O设备之间的数据传送

D改变程序执行的顺序

14.8051有（C）个输入/输出端口，每个端口都有8根信号线。

A、2B、3C、4

15.下列存储器中，电擦除可编程存储器指的是（C）。

A、ROMB、RAMC、EEPROM

16.数据的各位同时传送，每一位都需要一条传输线，这种通信方式是（A）方式

A、并行B、串行C、普通

17.计算机内存储器可以采用（　A　　　）。

A.RAM和ROM　　　B.只有ROM　　C.只有RAM　　　D.RAM和SAM

18.常用的虚拟存储系统由（ A）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。

   A cache-主存   B 主存-辅存   C cache-辅存   D 通用寄存器-cache

19.EEPROM是指（D ）。

   A 读写存储器   B 只读存储器

   C 闪速存储器   D 电擦除可编程只读存储器

20.某存储器芯片的存储容量为8K×12位，则它的地址线为__C__。

    A.11            B.12              C.13                D.14

21.在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有___B___，它一般用异或门来实现。

A.译码电路B.溢出判断电路C.编码电路D.移位电路

22.和内存储器相比，外存储器的特点是___B___。

A.容量大，速度快，成本低B.容量大，速度慢，成本低

C.容量小，速度快，成本高D.容量小，速度快，成本低

23.某一SRAM芯片，其容量为1024×8位，包括电源端和接地端，该芯片引出线的最小数目应为_D_____。

A.13B.15C.18D.20

24.以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最

高的是_C_____。

ADRAMBSRAMC闪速存储器DEPROM

25.交叉存贮器实质上是一种______存贮器，它能_____执行__A____独立的读写操作。

A模块式，并行，多个B模块式串行，多个

C整体式，并行，一个D整体式，串行，多个

26.某机字长32位，存储容量为1MB，若按字编址，它的寻址范围是__C____。

A1MB512KBC256KD256KB

27.所谓的存储单元指的是（ C ）。

  A．存放一个字节的所有存储元的集合  B．存放一个机器字的所有存储元

C．存放一个二进制信息位的存储元    D．存放两个字节的所有存储元的集合

28、在计算机中，普遍采用的字符编码是（ C ）。

  A．BCD码  B．二进制  C．ASCII码  D．格雷码

29、在计算机中，存取数据是根据（  A  ）来实现的。

  A．地址  B．指令  C．编码  D．数值

30、ASCII码是对字符进行编码的一种方案，它是（ A ）的缩写。

  A．美国标准信息交换码         B．格雷码

C．十进制数的二进制编码       D．BCD码

31、下列软件中，属于应用软件的是（ B ）。

A．连接程序     B．文本处理

C．操作系统     D．编译系统

32、一个字节占（ A ）位；一个双字占（ C ）位。

   A．8    B．16    C．32   D．64

33、中央处理器（CPU）是指（ C ）。

   A．运算器、主存储器和cache       B．控制器、主存储器和cache

C．运算器、控制器和cache         D．运算器、控制器和主存储器

34.存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来（ D ）。

  A．存放程序 B．存放数据 C．存放微程序 D．存放数据和程序

35.、虚拟存储器的空间是由（  C  ）支配的。

  A．主存储器        B．高速缓冲器Cache 

C．辅助存储器      D．中央处理器CPU   

36、机器数（ C ）中，零的表示形式是唯一的。

  A．补码、反码    B．原码、移码

C．补码、移码    D．原码、补码

37.在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式称为（ B ）。

A．隐含寻址 B．立即寻址 C．寄存器寻址 D．直接寻址

38、完整的计算机系统包括（ A ）。

  A．运算器、存储器和控制器    B．外部设备和主机

C．主机和实用程序            D．配套的硬件设备和软件系统

39.动态存储器的最大刷新周期为（ A  ）。

  A.2ms   B.4ms   C.6ms   D.10ms

40.磁盘存储器采用（ A  ）。

  A.直接存取方式             B.顺序存取方式

  C.先进后出存取方式         D.随机存取方式

41.动态存储器依靠（D ）。

  A.门电路存储信息           B.触发器存储信息

  C.多路开关存储信息         D.电容电荷存储信息 

42.同步控制方式（ C  ）。

  A.只适用于CPU内部控制      B.只适用于对外围设备控制

  C.要求由统一时序信号控制    D.要求所有指令执行时间相同

43.总线主设备是指（  A ）。

  A.掌握总线权的设备          B.CPU

  C.发送信息的设备            D.接收信息的设备

44、在同步控制方式中，各操作（B）。

A由CPU控制B由统一时序信号控制

C按需分配时间D用异步应答实现衔接

45、CPU响应DMA请求是在（D）。

A.一条指令结束时B.一个时钟周期结束时

C.一段程序结束时D.一个总线周期结束时

46、按随机存取方式工作的存储器是（  A）。

  A主存B堆栈C磁盘D磁带

47、显示缓冲存储器中存放的是（B）。

A字符点阵代码B字符编码C字符扫描码D字符位置码

48.用2K×8位/片的存储芯片组成容量为8K×16位的存储器，地址总线A15～A0，其中A0是最低位。

请在1、2题的括号中各填入一个正确答案，在第3题的括号中填入正确的逻辑式。

1、需用几块存储芯片？

（C）

A4片B5片C8片D10片

2、连入各存储芯片的地址线是哪几位？

（B）

AA9～A0B10～A0C11～A0DA12～A0

49.一个256K×8的存储器，其地址线和数据线总和为___C___。

    A.16            B.18            C.26            D.20.

50.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是（C）。

　　A．17　　B．19　　C．27　　　D．36

二．填空题

1.CPU是计算机的中央处理器部件，具有A._指令_____控制、B._操作____控制、C._时间___控制、D.数据______加工等基本功能

2.在指令系统中，MOV表示 -------- 传送----  指令，XCHG表示--- 交换----  指令

3.由两部分组成，它们分别为：

   操作码   和  地址码

4.计算机软件一般分为两大类，分别为：

 ----系统软件--- 和 ----应用软件----。

其中，操作系统属于  ---- 系统软件 -----  类

5.主存储器的性能指标主要是__  ____、__  ____、存储周期和存储器带宽。

一个定点数由  数符  和  数值  两部分组成

6.一个组相联映射的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共（ ）位，其中主存字块标记应为（ ）位，组地址应为（ ）位，Cache地址共（ ）位。

7.某系统总线的一个存取周期最快为3个总线时钟周期，总线在一个总线周期中可以存取32位数据。

如总线的时钟频率为8.33MHz，则总线的带宽是（ ）。

8.存储器的技术指标有A._.存储容量_____，B._存储时间_____，C._存储周期_____，和存储器带宽

9.对存储器的要求是A.__.容量大____，B.__速度快____，C.___成本低___。

为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。

10.当今的CPU芯片，除了包括定点运算器和控制器外，还包括A__Cache____，B__浮点____

运算器和C__存储管理

11.Cache是一种A.___高速缓冲___存储器，是为了解决CPU和主存之间B.__速度____不匹配而采用

的一项重要硬件技术。

现发展为多级cache体系，C.__指令cache与数据cache____分设体系

12.某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（16 ）条。

13.反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（ 存取周期）和（存取带宽 ）。

14.CPU从（ ）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（ ）。

15.主存储器的技术指标有（存储容量 ），（存取时间 ），（存取周期 ），（存取带宽 ）。

16.cache和cpu之间的数据交换是以（字）为单位，而cache和主存之间的数据交换是以（块）为单位的。

17.为了运算器的（高速性）采用了（先行）进位，（阵列）乘除法和流水线等并行措施。

18.相联存储器不按地址而是按（.内容）访问的存储器，在cache中用来存放（行地址表），在虚、拟存储器中用来存放（页表和段表）。

19.硬布线控制器的设计方法是：

先画出（指令周期）流程图，再利用（布尔代数）写出综合逻辑表达式，然后用（门电路、触发器或可编程逻辑）等器件实现

20.CPU周期也称为（.机器周期）；一个CPU周期包含若干个（.时钟周期）。

任何一条指令的指令周期至少需要

（2）个CPU周期。

21.CPU中至少有如下六类寄存器（指令）寄存器，（程序）计数器，（地址）寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。

22.主存储器的性能指标主要是A._存储容量_、B.__存取时间__、存储周期和存储器带宽。

23.闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及A.__瞬间启动__能力，为现有的B.__存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为C.__固态盘__用于便携式电脑中。

24.Cache是一种A._高速缓冲__存储器，是为了解决CPU和主存之间B.__速度__不匹配而采用的一项重要硬件技术。

现发展为多级cache体系，C.__指令cache和数据cache__分设体系

25.主存储器容量通常以MB表示，其中M=A.__220，B=B._8位（一个字节）_；硬盘容量通常以GB表示，其中G=C.__230__。

26.相联存储器是按A.__内容__访问的存储器，在cache中用来存放B.__行地址表__，在虚拟存储器中用来存放C.__段表、页表和快表_。

在这两种应用中，都需要D.__快速_查找

27.主存与cache的地址映射有A._全相连__，B._直接__，C._组相联__三种方式

28.DRAM存储器的刷新一般有A._集中式__,B._分散式__,C._异步式__三种方式。

29.在存储器中，只有存储单元有地址，存储器没有地址

30.Cache是一个高速小容量半导体存储器。

31.3．二进制代码位是存储器中的最小存储单位，称为存储位元。

32..存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。

33.15.RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问。

34..静态存储元电路（6MOS管的静态元电路）可以存放一个“1”或一个“0”。

35.分散式刷新刷新频率太高，功耗太大。

异步式刷新既无死区，也无功耗。

36.直接映射方式是一种多对一的映射关系，但一个主存块只能拷贝到cache得一个特点位置上去。

37.47.组相联映射方式中，组和块直接映射，块内部相联映射。

38.48.相联存储器是按内容访问的存储器。

39.ＣＰＵ能直接访问　Ｃａｃｈｅ　和　主存　　，但不能直接访问　磁盘　和　光盘　

40.13虚拟存储器主要用于解决计算机中储存器的容量问题

41.闪速存储器特别适合于便携式微型计算机系统，被誉为固态盘而成为代替磁盘的一种理想工具

42.主存储器进行两次连续、独立的操作（读/写）之间所需的时间称作_主存读/写周期（TM）

43.Cache的命中率表达式为（h=Nc/（Nc+Nm））。

44.Cache/主存系统的平均访问时间ta=（h*tc+（1-h）tm）。

45.芯片型号的选择、数量的确定，数据线、地址线和控制线的正确连接，片选信号的产生，存储器系统的地址分配。

存储器的扩展设计包括位扩展、字扩展以及位和字同时扩展。

46.Cache是计算机系统中的一个（高速小容量半导体）存储器。

47.通常，存储周期（略大于）存取时间

48.为了保持Cache与主存内容一致，可选用（写回法）、（全写法）和（写一次法）写操作策略。

49.软磁盘和硬磁盘的A._存储_____原理与B._记录_____方式基本相同，但在C.__结构____和性能上存在较大差别。

三．计算题

1.设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。

存储周期T=200ns,数据总线带宽为64位，总线传送周期τ=50ns。

问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？

解：

顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是：

q=64位×4=256位

顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是：

t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7（s）

t1=T+（m-1）τ=200+3×50=350ns=3.5×10-7（s）

顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是:

W1=q/t2=256/（8×10-7）=32×107（位/s）

W2=q/t1=256/（3.5×10-7）=73×107（位/s）

2.已知某8位机的主存采用半导体存贮器，地址码为18位，若使用4K×4位RAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条的形式，问：

（1）若每个摸条为32K×8位，共需几个模块条？

（2）每个模块内共有多少片RAM芯片？

（3）主存共需多少RAM芯片？

CPU如何选择各模块条？

解：

（1）218/215=8块

（2）2个RAM芯片组成4KX8位，故：

32K/4K=8片

（3）8X8=64片；由地址线A17、A16、A15组成逻辑片选选择各模块

3.CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns.

求：

（1）cache/主存系统的效率。

（2）平均访问时间。

解：

（１）命中率H=Nc/（Nc+Nm）=1900/（1900+100）=0.95

主存慢于cache的倍率　　r=tm/tc=250ns/50ns=5

访问效率　　e=1/[r+（1-r）H]=1/[5+（1-5）]×0.95=83.3%

（２）平均访问时间　ta=tc/e=50ns/0.833=60ns

4.存储器容量为32字，字长64位，模块数m=8，用交叉方式进行组织。

存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位，总线传输周期τ=50ns。

问该存储器的带宽是多少？

解：

连续读出m=8个字的信息量是：

q=64位×8=512位连续读出8个字所需的时间是：

t=T+（m–1）τ=200+7×50=5.5×10-7

交叉存储器的带宽是:

W=q/t=512/（5.5×10-7s）≈93×107位/s